Das Verständnis der Menschheit davon, was einen Planeten ausmacht, hat sich im Laufe der Zeit verändert. Während unsere bekanntesten Magier und Gelehrten einst glaubten, die Welt sei eine flache Scheibe (oder Zikkurat oder Würfel), lernten sie allmählich, dass sie tatsächlich kugelförmig war. Und in der Neuzeit erkannten sie, dass die Erde nur einer von mehreren Planeten im bekannten Universum war.
Und doch entwickeln sich unsere Vorstellungen davon, was einen Planeten ausmacht, noch weiter. Um es einfach auszudrücken, unsere Definition des Planeten war historisch von unserem Bezugsrahmen abhängig. Astronomen haben nicht nur extrasolare Planeten entdeckt, die die Grenzen dessen, was wir als normal erachten, verschoben, sondern auch neue Körper in unserem eigenen Hinterhof entdeckt, die uns gezwungen haben, neue Klassifizierungsschemata zu entwickeln.
Geschichte des Begriffs:
Für antike Philosophen und Gelehrte ist die Sonnenplaneten stellten etwas ganz anderes dar, als sie es heute tun. Ohne Teleskope sahen die Planeten aus wie besonders helle Sterne, die sich relativ zu den Hintergrundsternen bewegten. Die frühesten Aufzeichnungen über die Bewegungen der bekannten Planeten stammen aus dem 2. Jahrtausend v. Chr., als babylonische Astronomen den Grundstein für die westliche Astronomie und Astrologie legten.
Dazu gehören die Venustafel von Ammisaduqa , das die Bewegungen der Venus katalogisiert. Inzwischen, das 7. Jahrhundert v. Chr. MUL.APIN Tafeln zeigten die Bewegungen der Sonne, des Mondes und der damals bekannten Planeten im Jahresverlauf (Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn). Die Enuma anu enlil Tafeln, die ebenfalls auf das 7. Jahrhundert v.
In der klassischen Antike haben Astronomen ein neues Konzept von Planeten als Körper angenommen, die die Erde umkreisen. Während einige ein heliozentrisches System befürworteten – wie der Astronom Aristarch aus dem 3. Jahrhundert v. Chr. von Samos und der Astronom Seleukos aus dem 1. Jahrhundert v. Astronomen begannen während dieser Zeit auch, mathematische Modelle zu erstellen, um ihre Bewegungen vorherzusagen.
Dies gipfelte im 2. Jahrhundert n. Chr. mit Ptolemäus (Claudius Ptolemaeus) Veröffentlichung der Almagest , das über tausend Jahre zum astronomischen und astrologischen Kanon in Europa und dem Nahen Osten wurde. Innerhalb dieses Systems kreisten alle bekannten Planeten und Körper (sogar die Sonne) um die Erde. In den folgenden Jahrhunderten ergänzten indische und islamische Astronomen dieses System aufgrund ihrer Himmelsbeobachtungen.
Zur Zeit der wissenschaftlichen Revolution (ca. 15. – 18. Jahrhundert) begann sich die Definition des Planeten erneut zu ändern. Dank Nicolaus Copernicus, Galileo Galilei und Johannes Kepler, die das heliozentrische Modell des Sonnensystems vorgeschlagen und weiterentwickelt haben, wurden Planeten als Objekte definiert, die die Sonne und nicht die Erde umkreisen. Die Erfindung des Teleskops führte auch zu einem besseren Verständnis der Planeten und ihrer Ähnlichkeiten mit der Erde.
Ein Vergleich der geozentrischen und heliozentrischen Modelle des Universums. Bildnachweis: history.ucsb.edu
Zwischen dem 18. und 20. Jahrhundert wurden unzählige neue Objekte, Monde und Planeten entdeckt. Dazu gehörten Ceres, Vesta, Pallas (und der Asteroidenhauptgürtel), die Planeten Uranus und Neptun sowie die Monde des Mars und die Gasriesen. Und 1930 wurde Pluto von Clyde Tombaugh entdeckt, der als neunter Planet des Sonnensystems bezeichnet wurde.
Während dieser ganzen Zeit existierte keine formale Definition des Planeten. Aber es gab eine akzeptierte Konvention, in der ein Planet verwendet wurde, um jeden „großen“ Körper zu beschreiben, der die Sonne umkreiste. Dies und die Konvention eines Neun-Planeten-Sonnensystems würden bis zum 21. Jahrhundert in Kraft bleiben. Zu diesem Zeitpunkt würden zahlreiche Entdeckungen innerhalb des Sonnensystems und darüber hinaus zu Forderungen nach einer formalen Definition führen.
Arbeitsgruppe Extrasolare Planeten:
Während Astronomen seit langem davon ausgingen, dass andere Sternensysteme ihr eigenes Planetensystem haben würden, ist die erste gemeldete Entdeckung eines Planeten außerhalb des Sonnensystems (aka. extrasolarer Planet oder Exoplanet) fand erst 1992 statt. Zu dieser Zeit arbeiteten zwei Radioastronomen aus dem Arecibo-Observatorium (Aleksander Wolszczan und Dale Frail) gaben die Entdeckung von . bekannt zwei Planeten umkreisen den Pulsar PSR 1257+12 .
Die erste bestätigte Entdeckung erfolgte 1995, als Astronomen der Universität Genf (Michel Mayor und Didier Queloz) die Entdeckung von 51 Pegasi bekanntgaben. Zwischen Mitte der 90er Jahre und dem Einsatz der Weltraumteleskop Kepler 2009 waren die meisten extrasolaren Planeten Gasriesen, die entweder in Größe und Masse mit Jupiter vergleichbar oder deutlich größer waren (d. h. „Super-Jupiter“).
Die NASA gab heute bekannt, dass Kepler die Existenz von 1.284 neuen Exoplaneten bestätigt hat, die meisten zu einem bestimmten Zeitpunkt. Bildnachweis: NASA
Diese neuen Entdeckungen führten die Internationale Astronomische Union (IAU) zur Erstellung der Arbeitsgruppe Extrasolare Planeten (WGESP) im Jahr 1999. Der erklärte Zweck der WGESP war es, „als Brennpunkt für die internationale Forschung zu extrasolaren Planeten zu fungieren“. Als Ergebnis dieser laufenden Forschungen und der Entdeckung zahlreicher extrasolarer Körper wurde versucht, die Nomenklatur zu klären.
Im Februar 2003 gab die WGESP bekannt, dass sie ihre Position geändert und die folgende „Arbeitsdefinition“ eines Planeten angenommen hat:
1) Objekte mit wahren Massen unterhalb der Grenzmasse für die thermonukleare Fusion von Deuterium (derzeit berechnet mit 13 Jupitermassen für Objekte mit solarer Metallizität), die Sterne oder stellare Überreste umkreisen, sind „Planeten“ (egal wie sie entstanden sind). Die minimale Masse/Größe, die erforderlich ist, damit ein extrasolares Objekt als Planet angesehen werden kann, sollte die gleiche sein, die in unserem Sonnensystem verwendet wird.
2) Substellare Objekte mit wahren Massen über der Grenzmasse für die thermonukleare Fusion von Deuterium sind „braune Zwerge“, egal wie sie entstanden sind und wo sie sich befinden.
3) Frei schwebende Objekte in jungen Sternhaufen mit Massen unterhalb der Grenzmasse für die thermonukleare Fusion von Deuterium sind keine „Planeten“, sondern „subbraune Zwerge“ (oder wie auch immer der Name am besten geeignet ist).
Bis zum 22. Januar 2017 wurden mehr als 2000 Exoplaneten-Entdeckungen bestätigt, wobei 3.565 Exoplaneten-Kandidaten in 2.675 Planetensystemen (einschließlich 602 Mehrfachplanetensystemen) entdeckt wurden.
Die Zahl der bestätigten Entdeckungen von Exoplaneten nach Jahr. Bildnachweis: NASA
IAU-Entschließung von 2006:
Anfang bis Mitte der 2000er Jahre wurden im Kuipergürtel zahlreiche Entdeckungen gemacht, die auch die Planetendebatte anregten. Dies begann mit der Entdeckung von Sedna 2003 von einem Team von Astronomen (Michael Brown, Chad Trujillo und David Rabinowitz), die am Palomar-Observatorium in San Diego arbeiteten. Laufende Beobachtungen bestätigten, dass es einen Durchmesser von ungefähr 1000 km hatte und groß genug war, um ein hydrostatisches Gleichgewicht zu durchlaufen.
Es folgte die Entdeckung von Eris – ein noch größeres Objekt (über 2000 km Durchmesser) – 2005 erneut von einem Team bestehend aus Brown, Trujillo und Rabinowitz. Es folgte die Entdeckung von Möchte am selben Tag und Haumea ein paar Tage später. Andere Entdeckungen, die während dieser Zeit gemacht wurden, umfassen Quaoar in 2002, Orkus im Jahr 2004 und 2007 OR10 in 2007.
Die Entdeckung mehrerer Objekte außerhalb von Plutos Umlaufbahn, die groß genug waren, um kugelförmig zu sein, führte zu Bemühungen im Auftrag der IAU, eine formale Definition eines Planeten anzunehmen. Bis Oktober 2005 beschränkte eine Gruppe von 19 IAU-Mitgliedern ihre Auswahl auf eine Auswahlliste von drei Merkmalen. Diese enthielten:
- Ein Planet ist ein Objekt in einer Umlaufbahn um die Sonne mit einem Durchmesser von mehr als 2000 km. (elf Stimmen dafür)
- Ein Planet ist jedes Objekt in einer Umlaufbahn um die Sonne, dessen Form aufgrund seiner eigenen Schwerkraft stabil ist. (acht Stimmen dafür)
- Ein Planet ist jedes Objekt im Orbit um die Sonne, das in seiner unmittelbaren Umgebung dominant ist. (sechs Stimmen dafür)
Nachdem kein Konsens erzielt wurde, beschloss der Ausschuss, diese drei Definitionen einer breiteren Abstimmung zu unterziehen. Dies fand im August 2006 bei der 26. Generalversammlung der IAU in Prag statt. Am 24. August wurde das Thema einem endgültigen Abstimmungsentwurf unterzogen, der zur Annahme eines neuen Klassifizierungsschemas führte, das zwischen Planeten und kleineren Körpern unterscheiden soll. Diese enthielten:
(1) Ein „Planet“ ist ein Himmelskörper, der (a) sich in einer Umlaufbahn um die Sonne befindet, (b) eine ausreichende Masse für seine Eigengravitation hat, um die Kräfte starrer Körper zu überwinden, sodass er eine hydrostatische Gleichgewichtsform (fast rund) annimmt , und (c) die Umgebung um seine Umlaufbahn gesäubert hat.
(2) Ein „Zwergplanet“ ist ein Himmelskörper, der (a) um die Sonne kreist, (b) genügend Masse hat, damit seine Eigengravitation Starrkörperkräfte überwinden kann, sodass er ein hydrostatisches Gleichgewicht einnimmt (fast rund) Form, (c) hat die Umgebung um seine Umlaufbahn nicht gesäubert und (d) ist kein Satellit.
(3) Alle anderen Objekte, mit Ausnahme von Satelliten, die die Sonne umkreisen, werden zusammenfassend als „Kleine Sonnensystemkörper“ bezeichnet.
In Übereinstimmung mit dieser Resolution hat die IAU Pluto, Eris und Ceres in die Kategorie der „Zwergplaneten“ eingeordnet, während andere Transneptunische Objekte (TNOs) blieben zu diesem Zeitpunkt nicht deklariert. Dieses neue Klassifikationsschema führte zu vielen Kontroversen und einigen Aufschreien in der astronomischen Gemeinschaft, von denen viele die Kriterien als vage und umstritten in ihrer Anwendbarkeit in Frage stellten.
Die derzeit bekannten größten transneptunischen Objekte (TNO), deren Entdeckung die aktuelle IAU-Definition des Planeten veranlasste. Bildnachweis: Larry McNish, Daten: M.Brown)
Zum Beispiel haben viele die Idee eines Planeten in Frage gestellt, der seine Nachbarschaft säubert, und berufen sich auf die Existenz von erdnahe Objekte (NEOs), Jupiters Trojanische Asteroiden und andere Fälle, in denen große Planeten ihre Umlaufbahn mit anderen Objekten teilen. Dem wird jedoch entgegengehalten, dass diese großen Körper ihre Bahnen nicht mit kleineren Objekten teilen, sondern diese beherrschen und auf ihren Bahnen mitnehmen.
Ein weiterer Knackpunkt war das hydrostatische Gleichgewicht, das heißt der Punkt, an dem ein Planet eine ausreichende Masse hat, um unter der Kraft seiner eigenen Schwerkraft zu kollabieren und kugelförmig zu werden. Der Zeitpunkt, an dem dies geschieht, bleibt völlig unklar und wird daher von einigen Astronomen als Kriterium in Frage gestellt.
Darüber hinaus behaupten einige Astronomen, dass diese neu angenommenen Kriterien nur in Bezug auf Sonnenplaneten nützlich sind. Aber wie die Exoplanetenforschung gezeigt hat, können Planeten in anderen Sternensystemen erheblich anders sein. Insbesondere die Entdeckung zahlreicher „Super Jupiter“ und „Super Earths“ hat konventionelle Vorstellungen von dem, was für ein Planetensystem als normal gilt, durcheinander gebracht.
Im Juni 2008 kündigte das Exekutivkomitee der IAU die Einrichtung einer Unterklasse von Zwergplaneten an, in der Hoffnung, die Definitionen weiter zu klären. Sie setzten sich aus den kürzlich entdeckten TNOs zusammen und etablierten den Begriff „Plutoide“, der fortan Pluto, Eris und alle anderen zukünftigen transneptunischen Zwergplaneten (aber ausgeschlossen) einschließen würde Ceres ). Mit der Zeit wurden Haumea, Makemake und andere TNOs in die Liste aufgenommen.
Trotz dieser Bemühungen und Änderungen in der Nomenklatur ist das Problem für viele noch lange nicht gelöst. Darüber hinaus ist die mögliche Existenz von Planet 9 im äußeren Sonnensystem hat der Diskussion mehr Gewicht verliehen. Und während unsere Erforschung von Exoplaneten weitergeht – und unbemannte (und sogar bemannte) Missionen zu anderen Sternensystemen durchgeführt werden – können wir erwarten, dass die Debatte in eine ganz neue Phase eintritt!
Wir haben hier bei Universe Today viele interessante Artikel über die Planeten geschrieben. Hier ist Wie viele Planeten gibt es im Sonnensystem? , Was sind die Planeten des Sonnensystems? , Die Planeten unseres Sonnensystems in der Reihenfolge ihrer Größe , Warum Pluto kein Planet mehr ist , Die Beweise für den neunten Planeten häufen sich weiter , und Was sind extrasolare Planeten? .
Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel von Scientific American, Was ist ein Planet? , und der Videoarchiv der IAU .
Astronomy Cast hat eine Folge auf Plutos planetare Identitätskrise .
Quellen: