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Asteroiden und Asteroiden-Gürtel

Asteroid

In der Neujahrsnacht von 1800/1801 entdeckte der italienische Astronom Giuseppe Piazzi an dem von den Astronomen J.D. Titus und Johann Elert Bode im 18. Jahrhundert im Rahmen der Titus-Bodeschen Reihe für einen vierten Planeten zwischen Mars und Jupiter vorhergesagte Position den ersten Asteroiden: (1) Ceres. Schon 1802 folgte die Entdeckung von (2) Pallas, 1804 die von (3) Juno und schließlich im Jahr 1807 die des Asteroiden (4) Vesta. Bis heute sind im Asteroiden-Gürtel, manchmal auch in der Schreibweise Asteroidengürtel anzutreffen, mehr als 40.000 Kleinplaneten bekannt. Nach neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen wird die Anzahl der Asteroiden mit mindestens ein Kilometer Durchmesser auf bis zu 740.000 Objekte beziffert. Die Gesamtmasse aller Asteroiden beträgt rund 0,002 Erdmassen.




Umlaufbahn der Asteroiden

Die Asteroiden respektive Planetoiden sind planetenähnliche Objekte, die sich in großer Anzahl auf elliptischen Bahnen um die Sonne bewegen. Der größte Teil der Asteroiden bewegt sich dabei zwischen den Bahnen der Planeten Mars und Jupiter. Wenn man die Häufigkeit von Asteroiden in Abhängigkeit der mittleren Entfernung zur Sonne untersucht, so ergibt sich eine systematische Verteilung. Der Planet Jupiter verursacht mit seiner Anziehungskraft dabei so genannte Kommensurabilitätslücken (z.B. Hecuba-Lücke und Hestia-Lücke). In diesen Lücken werden fast alle Körper systematisch verdrängt. Die Kleinplaneten lassen sich, in Abhängigkeit ihrer mittleren Entfernung von der Sonne, grob in die folgenden Gruppen unterteilen:

Ein Großteil der Asteroiden aus der Gruppe der Atens, Apollos und Amors sind so genannte Near-Earth Objects (NEOs), weil sie mit ihrer Umlaufbahn der Erde bedrohlich nahe kommen können. Eine Übersicht der NEOs bietet auch das Minor Planet Center (MPC). Um eine mögliche Bedrohung durch diese Asteroiden rechtzeitig entdecken zu können, beschäftigen sich u.a. das Programm Near-Earth Object des Jet Propulsion Laboratory (JPL), das Programm LINEAR des MIT Lincoln Laboratory, das Programm Near-Earth Asteroid Tracking des JPL und das Spacewatch-Project des Lunar and Planetary Laboratory der Universität von Arizona mit der Suche nach Objekten die sich dem Erdorbit stark annähern.

Eine grafische Übersicht der Bahnverteilung vieler wichtiger Asteroiden bietet auch das JPL Solar System Dynamics.




Entstehung des Asteroiden-Gürtels

Zur Entstehung der Asteroiden gibt es verschiedene Theorien. Eine, mittlerweile aufgrund fehlender Indizien als veraltet angesehene  Theorien erklärt sie als Überreste eines früheren Planeten. Eine andere, heute im allgemeinen als plausibel anerkannte, nimmt an, dass es sich ursprünglich um die Materie eines sich bildenden Planeten handelte, dessen endgültige Verfestigung während der Agglomerationsphase durch die Gravitationskraft des benachbarten, sehr großen Planeten Jupiter verhindert wurde. Vermutlich gab es ursprünglich nur einige Dutzend Asteroiden, die nach und nach durch gegenseitige Zusammenstöße zertrümmert wurden, so dass ihre Zahl im Laufe der Zeit wuchs.

Die nachfolgende Tabelle enthält eine kleine Auswahl der wichtigsten Asteroiden (die Objekte sind nach ihrer großen Bahnhalbachse sortiert):

Name Familie d P a ε i

Name = Nummer in Klammern ist die provisorische Bezeichnung des Objekts gem. IAU
d = Durchmesser des Objektes
P = Zeitdauer für einen Umlauf um die Sonne
a = Bahnhalbachse (halber Abstand zwischen Periapsis und Apoapsis)
ε = Exzentrizität (Verhältnis des Abstandes zwischen Brennpunkten der Ellipse zur Hauptachse)
i = Inklination (Neigung der Bahn des Objektes gegen die Ekliptik)
AE = Astronomische Einheit (mittlere Entfernung Erde-Sonne = 149.597.870 km)
Periapsis = nächster Punkt der Bahn des Objektes um einen Zentralkörper
Apoapsis = fernster Punkt der Bahn des Objektes um einen Zentralkörper

Amor) = Amor-Familie; gleichzeitig auch Erdnaher Asteroid bzw. Near-Earth Asteroid (NEA)
APHL) = Apoheles-Familie
Apollo) = Apollo-Familie; gleichzeitig auch Erdnaher Asteroid bzw. Near-Earth Asteroid (NEA)
Aten) = Aten-Familie; gleichzeitig auch Erdnaher Asteroid bzw. Near-Earth Asteroid (NEA)
Eos) = Eos-Familie
Eunomia) = Eunomia-Familie
Flora) = Flora-Familie
Gefion) = Gefion-Familie
Hygiea) = Hygiea-Familie
Koronis) = Koronis-Familie
Nysa) = Nysa-Familie
Themis) = Themis-Familie
Vesta) = Vesta-Familie
Zentaur) = Gruppe der Zentauren

1) = ex 1975 TB und 1978 RA
2) = ex 1976 UA
3) = ex 1976 AA
4) = ex 1986 EB
5) = ex 1986 TO und 1986 UH
6) = ex 1949 MA
7) = ex 1951 RA und 1983 CY3
8) = ex 1983 TB
9) = ex 1898 DQ
10) = ex 1932 HA
11) = ex 1972 XA
12) = ex 1932 EA1
13) = ex 1916 S45 und 1955 SM1
14) = ex 1939 BS
15) = ex 1944 DJ, 1949 ST und 1964 TB1
16) = ex 1977 CE
17) = ex 1990 VB
18) = ex 1934 CT und 1989 AC
19) = ex 1950 VO, 1973 QF und 1981 JN
20) = ex 1911 MT und 2000 JW8
21) = ex 1924 TD, 1952 BF und 1954 HH
22) = ex 1931 TZ1
23) = ex 1955 OC
24) = ex 1935 SU1, 1968 UG und 1976 JP5
25) = ex 1904 OK
26) = ex 1983 SA
27) = ex 1941 BN
28) = ex 1977 UB
2004 JG6 APHL 0,70 km 184 Tage 0,63 AE 0,53 18,96°
1998 DK36 APHL 0,03 km 210 Tage 0,69 AE 0,42 2,01°
2003 CP20 APHL 2,20 km 233 Tage 0,74 AE 0,32 25,62°
(66146) 1998 TU3 Aten 3,60 km ? Tage 0,79 AE 0,48 5,40°
1999 HF1 Aten 3,73 km 271 Tage 0,82 AE 0,46 25,70°
(2100) Ra-Shalom 1) Aten 2,78 km 277 Tage 0,83 AE 0,44 15,80°
(2340) Hathor 2) Aten 0,80 km 283 Tage 0,84 AE 0,45 5,90°
(105140) 2000 NL 10 Aten ? km 318 Tage 0,91 AE 0,82 32,50°
(2062) Aten 3) Aten 0,90 km 347 Tage 0,97 AE 0,18 18,90°
(3554) Amun 4) Aten 2,10 km 351 Tage 0,97 AE 0,28 23,40°
(3753) Cruithne 5) Aten 3,30 km 364 Tage 1,00 AE 0,52 19,80°
(1566) Icarus 6) Apollo 1,40 km 409 Tage 1,08 AE 0,83 22,90°
(1620) Geographos 7) Apollo 5,10×1,80 km 507 Tage 1,25 AE 0,34 13,34°
(3200) Phaethon 8) Apollo 5,10 km 524 Tage 1,27 AE 0,89 22,20°
(433) Eros 9) Amor 5×14×41 km 643 Tage 1,45 AE 0,22 10,83°
(1862) Apollo 10) Apollo 1,60 km 661 Tage 1,47 AE 0,56 6,36°
(115052) 2003 RD 6 Amor ? km ? Tage 1,67 AE 0,32 31,30°
(29075) 1950 DA Apollo 1,10 km 808 Tage 1,70 AE 0,51 12,18°
(1866) Sisyphus 11) Apollo 8,50 km 952 Tage 1,89 AE 0,54 41,20°
(1221) Amor 12) Amor 1,00 km 971 Tage 1,92 AE 0,44 11,90°
(8) Flora Flora 145×145×120 km 1.194 Tage 2,20 AE 0,16 5,89*°
(43) Ariadne Flora 95×60×50 km 1.195 Tage 2,20 AE 0,17 3,46°
(951) Gaspra 13) Flora 19×12×11 km 1.201 Tage 2,21 AE 0,17 4,10°
(9969) Braille
2,20×1,00 km 1.307 Tage 2,34 AE 0,43 29,00°
(4) Vesta Vesta 468 km 1.325 Tage 2,36 AE 0,09 7,13°
(1929) Kollaa 14) Vesta 48 km 1.326 Tage 2,36 AE 0,08 7,77°
2006 HS30 Amor 0,01 km ? Tage 2,36 AE 0,57 2,30°
(2045) Peking 15) Vesta ? km 1.340 Tage 2,38 AE 0,06 6,92°
(44) Nysa 16) Nysa 71 km 1.378 Tage 2,42 AE 0,15 3,70°
(20826) 2000 UV13 Apollo ? km 1.385 Tage 2,43 AE 0,63 32,00°
(9950) ESA 17) Amor ? km 1.393 Tage 2,44 AE 0,53 14,60*°
(4179) Toutatis 18) Apollo 4,60×2,40×1,90 km 1.453 Tage 2,51 AE 0,63 0,47°
(2685) Masursky 19) Eunomia 18 km 1.503 Tage 2,57 AE 0,11 12,13°
(258) Tyche Eunomia 65 km 1.544 Tage 2,62 AE 0,21 14,29°
(719) Albert 20) Amor 3,00 km 1.562 Tage 2,63 AE 0,55 11,50°
(253) Mathilde
66×48×46 km 1.573 Tage 2,64 AE 0,27 6,71°
(15) Eunomia Eunomia 330×245×205 km 1.570 Tage 2,65 AE 0,19 11,75°
(3) Juno
234 km 1.592 Tage 2,67 AE 0,26 12,97°
(1036) Ganymed 21) Amor 38 km 1.588 Tage 2,67 AE 0,53 26,70°
(1) Ceres
959×932 km 1.681 Tage 2,76 AE 0,08 10,58°
(2) Pallas
570×525×482 km 1.685 Tage 2,77 AE 0,23 34,85°
(1272) Gefion 22) Gefion ? km 1.696 Tage 2,78 AE 0,15 8,43°
(1751) Herget 23) Gefion 14 km 1.701 Tage 2,79 AE 0,17 8,11°
(2801) Huygens 24) Gefion ? km 1.712 Tage 2,80 AE 0,17 9,56°
(243) Ida
58×23×15 km 1.767 Tage 2,86 AE 0,05 1,14°
(167) Urda Koronis 40 km 1.759 Tage 2,86 AE 0,04 2,21°
(158) Koronis Koronis 36 km 1.774 Tage 2,87 AE 0,06 1,00°
(221) Eos Eos 104 km 1.908 Tage 3,01 AE 0,10 10,89°
(62) Erato Themis 95 km 2.011 Tage 3,12 AE 0,18 2,22°
(333) Badenia Hygiea 78 km 2.017 Tage 3,13 AE 0,17 3,79°
(24) Themis Themis 198 km 1.945 Tage 3,13 AE 0,13 0,76°
(171) Ophelia Themis 117 km 2.022 Tage 3,13 AE 0,13 2,54°
(10) Hygiea Hygiea 500×385×350 km 2.027 Tage 3,14 AE 0,12 3,84°
(538) Friederike 25) Hygiea 72 km 2.055 Tage 3,16 AE 0,16 6,50°
(3552) Don Quixote 26) Amor 19 km 3.175 Tage 4,23 AE 0,71 30,90°
(45) Eugenia 27)
215 km 1.639 Tage 4,49 AE 0,08 6,61°
(140) Siwa
110 km 1.650 Tage 4,52 AE 0,20 1,97°
(2060) Chiron 28) Zentaur 180 km > 50 Jahre 13,61 AE 0,38 6,90°

Beim Minor Planet Center der Harvard University ist eine jeweils aktualisierte Liste aller bekannten Asteroiden, einschließlich der Apollos, Amors, Atens, Zentauren, Trojanern und Ungewöhnlichen Kleinplaneten verfügbar.




Größe der Asteroiden

Die größten Asteroiden sind (1) Ceres mit einem Durchmesser von rund 950 Kilometer sowie (4) Vesta und (2) Pallas mit Durchmessern zwischen 470 und 550 Kilometer. Es gibt mehr als 200 Asteroiden mit einem Durchmessern von über 100 Kilometer (davon sind 26 größer als 200 Kilometer) und Hunderttausende von Asteroiden mit kleineren Durchmessern. Des weiteren kann man davon ausgehen, dass die beiden Marsmonde (Phobos und Deimos) und eine Reihe kleiner Monde der Planeten Jupiter (die äußeren 55 der insgesamt 63 Monde), Saturn (der Mond Phoebe), Uranus und Neptun eingefangene Asteroiden sind. Die Gesamtmasse aller Asteroiden im Sonnensystem ist viel kleiner als die Masse des Mondes. Die größeren unter ihnen sind annähernd kugelförmig, die kleineren, mit Durchmessern unter rund 160 Kilometer, sind zumeist länglich und unregelmäßig geformt. Die meisten Asteroiden, gleich welcher Größe, drehen sich alle fünf bis 20 Stunden einmal um ihre eigene Achse. Manche Asteroiden besitzen einen oder mehrere Monde.




Innerer Aufbau und Oberfläche von Asteroiden

Die meisten auf der Erde gefundenen Meteoriten sind wahrscheinlich Bruchstücke von Asteroiden, mit Ausnahme einiger weniger, die man dem Mond oder dem Mars zuordnet. Diese Hypothese wird durch teleskopische Beobachtungen und durch spektroskopische sowie Radargestützte Untersuchungen bekräftigt. Anhand der Beobachtungen lassen sich Asteroiden aufgrund ihrer Umlaufbahn, Farbe und Spektrum in folgende Typen unterscheiden:

Im Gegensatz zu (4) Vesta gehört der Asteroid (253) Mathilde zu den dunkelsten Himmelskörpern des Sonnensystems. Am 27. Juni 1997 flog die amerikanische Raumsonde NEAR in einem Abstand von knapp 1.200 Kilometer an (253) Mathilde vorbei und schickte verschiedene Aufnahmen von diesem schwarz gefärbten Kleinplaneten. In Fachkreisen geht man davon aus, dass die schwarze Färbung der Oberfläche durch organische Kohlenstoffverbindungen verursacht wird. Anhand der Aufnahmen ließen sich zahlreiche Krater mit Durchmessern bis zu 25 Kilometer feststellen. Einer Hypothese zufolge besteht (253) Mathilde aus mehreren Brocken, die allein durch die eigene Schwerkraft zusammengehalten werden. Die ungewöhnlich langsame Rotationsgeschwindigkeit verhindert praktisch, dass der Asteroid auseinander bricht - für eine Umdrehung um die eigene Achse benötigt Mathilde rund 17,5 Stunden.

Einige erdnahe Asteroiden sind relativ leicht erreichbare Ziele der unbemannten Raumfahrt. Im Jahre 1991 übertrug die US-amerikanische Raumsonde Galileo auf ihrem Weg zum Planeten Jupiter die ersten Nahaufnahmen von einem Asteroiden. Sie zeigten den kleinen, unsymmetrisch geformten Asteroiden (951) Gaspra mit seinen Kratern. Auf den Bildern erkennt man, dass die Oberfläche dieses Asteroiden mit lockerem Trümmermaterial (Regolith) bedeckt ist.




Benennung von Asteroiden

Die Benennung von Asteroiden folgt einem von der International Astronomical Union (IAU) definiertem Schema. Man unterscheidet dabei eine provisorische und eine endgültige Bezeichnung. Den endgültigen Namen erhält ein Asteroid erst nachdem seine Umlaufbahn verlässlich ermittelt wurde. Der Entdecker des Asteroiden hat ein Vorschlagsrecht im Zusammenhang mit der Namensvergabe.

Die Nomenklatur folgt dem Schema: ([lfd. Nummer]) [Entdeckungsjahr] [Entdeckungsmonat] [Nummer]

lfd. Nummer Fortlaufende Nummer des Objektes

Sobald die Bahndaten des Objektes als gesichert, d.h. durch mehrere unabhängige Beobachtungen bestätigt, eingestuft wurde, erhält das Objekt eine fortlaufende Nummer. Dabei wird zwischen Asteroiden und transneptunischen Objekten nicht differenziert.


Entdeckungsjahr Jahr der Entdeckung

Angabe im Format YYYY


Entdeckungsmonat Monat der Entdeckung 1)

Monat 1. bis 15. Tag 16. bis letzter Tag

Januar A B

Februar C D

März E F

April G H

Mai J K

Juni L M

Juli N O

August P Q

September R S

Oktober T U

November V W

Dezember X Y


Nummer Laufende Nummer

Der 1. bis 25. Asteroid des Halbmonats wird mit den Buchstaben A bis Z*) durchnummeriert. Für den 26. bis 50. Asteroiden des gleiches Halbmonats wird die Durchnummerierung mit den Buchstaben A bis Z*) wiederholt und um die Zahl 1 ergänzt. Für jeden weiteren Durchgang wird jeweils die Zahl um 1 erhöht.

1) = Aufteilung in zwei Halbmonate
*) = der Buchstabe I wird stets ausgelassen

Nachfolgend einige Beispiele für die Vergabe einer provisorischen Bezeichnung für Asteroiden:

Nachdem die Bahndaten des Asteroiden bestätigt wurden und es wieder auffindbar ist, erhält der Asteroid eine Nummer. Die Schreibweise ist dabei in Klammern. Nach Vergabe des endgültigen Namens eines Asteroiden wird dieser an die provisorische Nummer angehängt. Diese ersetzt dann die zum Zeitpunkt der Entdeckung vergebene provisorische Bezeichnung aus Buchstaben und Zahlen.




Erforschung von Asteroiden und des Asteroiden-Gürtels

Die Erforschung des Asteroiden-Gürtels unterteilt sich hauptsächlich in zwei Bereiche:

Mit der Inbetriebnahme des Large Synoptic Survey Telescope (LSST) im Jahr 2013 wird auch ein bedeutender Fortschritt bei der Suche nach von Near-Earth Objects (NEOs) bzw. Near-Earth Asteroids (NEAs) ausgehenden Gefahren für die Erde erwartet.

Weitere Informationen zum Thema Asteroiden und Asteroiden-Gürtel sind auf den folgenden Websites verfügbar:

Für weitere Recherchen sind der Preprint-Server arXiv sowie die teilweise kostenpflichtigen Online-Archive der Zeitschriften Bild der Wissenschaft und Spektrum der Wissenschaft zu empfehlen.

Die Querverweise zu den im Artikel genannten Personen verweisen in der Regel auf Einträge in der Online-Enzyklopädie Wikipedia und sind in deutscher Sprache.




DVD/Buch-Tipp zum Asteroiden-Gürtel

Es handelt sich um sehenswerte Dokumentationen respektive hochwertige Sachbücher mit einer Reihe von ergänzenden Informationen und Fakten rund um das Thema Asteroiden und Asteroiden-Gürtel. Der Autor besitzt die DVDs und Bücher selbst und kann sie als weiterführende Lektüre empfehlen.

Die Empfehlungen verweisen auf Angebote von Thalia und/oder den Verlag Komplett-Media und sind in deutscher oder englischer Sprache. Für die Verfügbarkeit kann keine Gewährleistung übernommen werden.