von Hans-Joachim Schneider
 

Einige der am Sternenhimmel sichtbaren Lichtpünktchen wandern zwischen den Sternbildern, die Planeten in unserem Sonnensystem. Die Astronomen Titius und Bode entdeckten im Jahr 1776, die Radien der Umlaufbahnen der Planeten lassen sich nach einer Regel ordnen. Dabei fehlt jedoch zwischen den Umlaufbahnen des Mars und des Jupiter ein Planet. Seit dem Jahr 1800 werden dort gerade auch von Amateur-Astronomen, die mit der Entdeckung eines neuen Sonnenbegleiters berühmt werden, einige kleine Planeten gefunden und nach alten  Göttern benannt wie Ceres, Amor, Eros usw. Gab es also diesen fehlenden Planeten aus diesen Riesenbrocken, die zusammen die Größe eines kleinen Mondes, halb so groß wie der Erdmond, erreichen? Oder konnte dieser Planet an der Lücke zwischen den vier festen (terrestrischen) Planeten und den ässeren 4 Gasplaneten nicht entstehen, weil die enorme Gravitationskraft des riesigen Gasplaneten Jupiter die Zusammenballung verhinderte bzw. die dadurch unregelmäßigen Bahnen der größeren Brocken zu immer wieder zerstörenden Kollisionen führten?

Die Kleinplaneten werden auch als Asteroiden bezeichnet, die im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter die Sonne umrunden und mit ihren oft weit elliptischen Bahnen die Umlaufebene des Mars- oder sogar der Erde und der Venus kreuzen. Die Bestimmung der Bahnen ist schwierig, denn häufig stehen nur wenige Beobachtungen mit ungenauen Positionsangaben zur Verfügung. Deshalb gelten einige der Asteroiden auch wieder als verloren. Erst mit dem mühsamen Ausmessen von Serien von Photoplatten oder unzähliger Aufnahmen automatisierter elektronischer Kameras mit der Hilfe von Computerprogrammen gelingt eine genauere Bahnbestimmung. Durch die Berechnungsmethoden des Mathematikers (damals 24-jährigen) Gauß mit der Berücksichtigung der Fehler bekommt man gute Parameter, die das Wiederauffinden erleichtern. Bis heute sind mehr als 4000 größere Asteroiden bekannt, mit Durchmessern von einigen 10 km bis 1000 km. Einige der unzähligen kleineren Brocken kommen auch in die Nähe der Erde (Near Earth Asteroids) und werden deshalb besonders aufmerksam verfolgt.

Die Meteoroide, die auf die Erde treffen, könnten Bruchstücke der Asteroiden sein, entsprechend dem inneren Aufbau der wenigen gefundenen Brocken, die man dann Meteorite (Luftsteine) nennt. Sehr selten können Meteoriten direkt beobachtet werden. Deshalb ist die Bestimmung der Fallrichtung und das Finden der Überreste nach dem Aufglühen bzw. dem Zerplatzen der Feuerkugeln durch die Reibungshitze beim Durchqueren der Atmosphäre sehr schwierig. Die vor Millionen von Jahren entstandenen Ringkrater wie das Nördlinger Ries, der riesige Lochkrater in Arizona und andere von Satelliten aus geologisch bestimmbare Ringformen sind von Meteoriten geformt worden. In historischer Zeit wurde über Feuerkugeln am Himmel berichtet und auch die Wirkung der Einstürze dokumentiert. Auch aus der jüngsten Zeit gibt es Berichte über Meteoriteneinschläge. Am 11.8.1956 wurde in Herborn ein Meteorit beim Sturz durch einen Obstgarten beobachtet und ein 1.5 kg schweres Stück 30 cm tief im Boden gefunden. Im Januar 2000 wurde in Nordkanada ein Feuerball, heller als die Sonne beobachtet. Einige kiloschwere Brocken des ca. 7m großen Meteoriten mit geschätzten 200 Tonnen Felsgestein wurden gefunden, da diese in der hartgefrorenen Eisdecke am Rande eines Flußes nicht tief in die Erde eindringen konnten und sich gut von der weißen Oberfläche abhoben.

Die auffällig gewichtigen gefundenen Meteoriten mit schwarzer Kruste bestehen meist (75%) aus Silikaten und Kohlenstoff (Typ C) oder Silikaten und Metallen (Typ S), wenige (5%) aus hauptsächlich Metallen (Typ M) oder nur aus Silikaten (Typ E). Man findet Meteorite häufiger auf alten Eisflächen der Gletscher im Norden. Aus der mittels Radio-Isotopenmessung möglichen Bestimmung des Alters kann man auch die Häufigkeit des Einsturzes abschätzen. Je größer die Brocken umso seltener treffen diese auf die Erde. Die meisten Meteoriten sind kleiner als einige Kilogramm und zerplatzen in großer Höhe. Der Staub sinkt langsam zur Erde, insgesamt einige Tonnen pro Jahr. Aus der wissenschaftlichen Untersuchung der Bestandteile und der Strukturen des kosmischen Staubes sowie der glasartigen Einschlüsse (Chondriten) in den Meteoriten lassen sich Rückschlüsse auf die Urmaterie und die Entstehung der Planeten ziehen. Beim Vergleich mit den Gesteinsproben vom Mond und der Untersuchung der Gesteine auf dem Mars, sowie der Messungen der Kometenschweife lassen die gefundenen Verteilungen von Elementen auf eine entsprechende Herkunft mancher Meteoriten schliessen.
 

Die Kometen (Haarsterne) sind recht seltene Erscheinungen am Himmel, die auch nicht abergläubische Menschen immer noch erstaunen lassen. Die Kometen bewegen sich relativ rasch zwischen den Sternbildern, auch ausserhalb der Ekliptikebene mit den Tierkreis- Sternzeichen und manche auch entgegengesetzt der gemeinsamen Umlaufrichtung der Planeten. Etwa 17% der beobachteten Kometen haben Umlaufzeiten kleiner als 200 Jahre. In der inneren Bahn um die Sonne wechseln sie die Helligkeit und bilden einen langen Schweif, der wie langes Haar hinterherzieht.

Seit Beginn der systematischen Astronomie werden Kometen am Himmel gesucht. Im Jahre 1577 erschien ein großer Komet, den Tycho de Brahe dokumentierte, die Bahn wurde aus seinen Aufzeichnungen von Kepler bestimmt. Edmund Halley erkannte die in den Jahren 1531, 1607 und 1682 beobachteten großen Kometen als dasselbe Objekt und sagte das Wiederauftauchen voraus. Im Jahr 1986 wurde dieser Halley'sche Komet von einigen Weltraumsonden angesteuert. Die von den Europäern gestartete Sonde Ghiotto kam bis auf 600 km heran und fotografierte die einer Erdnuß ähnelnde Form des einige Kilometer großen porösen Kerns, aus dem in Sonnennähe die Gas- und Staubfontänen (Jets) ausströmen und durch die Rotation des Kernes verwirbeln. Die geplanten amerikanischen, europäischen und japanischen Raumsonden sollen in den nächsten Jahren einige Kometen besuchen und Materialproben zurück zur Erde bringen.

Die Kometen bestehen meist aus einem Gemisch von Eis und Gestein, das von dem Astronomen Whipple (1950) als schmutziger Schneeball bezeichnet wurde. Der aus Gas und Staub bestehende Kopf  (Koma) des Kometen kann einige Hunderttausend km groß werden, der Schweif dagegen kann über Millionen km hinweg beobachtet werden. Ein Teil des Schweifes besteht aus ionisierten Gasen, die durch das Plasma des Sonnenwindes - der wie von einem rotierenden Gartenschlauch von der Sonne ausgeht - von der Sonne weg getrieben wird (Ludwig Biermann 1951). Der zweite Teil des Schweifes ist kürzer, undeutlicher und weist stets von der Sonne weg. Dieser aus kleinen Krümmeln bestehende Staubschweif wird durch den Druck der Sonnenstrahlung nach aussen geblasen und verbleibt auf festen elliptischen Bahnen um die Sonne. Schneidet die Erde diese Bahnebenen, dann treten am Himmel Schauer von Sternschnuppen auf, die aus einer bestimmten Richtung eines Sternbildes kommen wie zB. die Perseiden jedes Jahr wiederkehrend (um den 11. August).

Die zumeist aus Eis- und Staub bestehenden und einige km großen Kometen sollen aus einer Wolke von einigen 100 Millionen kleineren Schneebällen kommen, die bis zu einem Lichtjahr entfernt unser Sonnensystem umgibt (Oort'sche Wolke 1950). Die größeren Brocken der Meteoriten aus Gestein und Metall sollen aus einer rotierenden Scheibe um die Sonne stammen, die weit ausserhalb der bekannten Planetenbahnen liegt (Kuiper Belt 1970). Die Gravitationskraft der sich anziehenden Massen (Newton 1700) bewirkt eine Beeinflußung der Bahnen untereinander. Durch die großen Planeten, vor allem Neptun, werden einige Brocken auf weiten Bahnen in das innere Sonnensystem geführt. Einige Kometen stürzen in die großen Planeten oder in die Sonne, einige werden in den Ringen der äußeren Planeten gefangen, die größeren möglicherweise im Asteroidengürtel geparkt. Die beiden recht kleinen Monde des Planeten Mars und die vielen kleineren Monde der großen Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun könnten frühere Asteroiden sein. In der Größe des Planetenpaares Pluto und Charon von ca. 1000 km Durchmesser wurden rund 40 weitere solche kleinere Planeten auf Umlaufbahnen ausserhalb des Planeten Neptun entdeckt. Der Planet Pluto kam auf seiner 249 Jahre dauernden Reise um die Sonne in den Jahren 1998-1999 bis innerhalb der Umlaufebene des Planeten Neptun.

Spektakuläre Himmelserscheinungen konnten 1997 beim Kometen Hyakutake und 1998 beim Kometen Hale-Bopp mit dem bloßen Auge beobachtet werden. Den Kometen Shoemaker-Levy 9, der bei der Annäherung an den Planeten Jupiter von dessen gewaltiger Massenanziehungskraft zerrissen wurde, konnten 1994 Astronomen beim Einsturz der 21 Brocken mit den Kameras der Weltraumsonde Galilei beobachten, die gerade den Riesenplaneten umrundete. Den Einsturz von Kometen (bisher wurden 116 beobachtet) in die Sonne konnte das ständig im Weltraum auf die Sonne gerichtete Sonnenobservatorium SOHO seit 1996 dokumentieren. Einige dieser Bruchstücke stammen möglicherweise von einem Kometen, der bereits im Jahr 352 vor Christus von einem griechischem Astronomen beobachtet worden war. Der Komet war im Jahr 1100 offenkundig schon in zwei Stücke zerrissen, als er die Sonne wieder umrundete. Diese Vermutung liegt nahe, da die Umlaufebenen dieser beobachteten  Kometen gleich waren. Einige Kometen, die zwar ebenso weite Umlaufbahnen ausserhalb der Planeten haben und nur auf ihrem sonnennächsten Bahnpunkt von lichtstarken Teleskopen beobachtet werden können, bilden keine Koma und keinen Schweif, sondern ähneln mehr ausgeblasenen Schlacken aus Kohle und Gestein. Diese Kometen sind möglicherweise schon mehrmals in Sonnennähe gewesen und haben alle Gasanteile verloren. Somit gibt der Anteil an Edelgasen wie Argon und Neon in der Koma Hinweise auf das Alter und das Entstehungsgebiet des Kometen aus der Zeit der Entstehung und Bildung der festen Planeten wie Merkur, Venus, Erde (mit dem ungewöhnlich großen Mond) und Mars.

Die bereits im Jahr 1997 gestartete Weltraumsonde NEAR Shoemaker kreist derzeit (seit Februar 2000) auf einer Umlaufbahn von ca. 70 Kilometern Höhe um den etwa 33x13 km großen Asteroiden EROS. Die wegen der geringen Gravitationskraft des Asteroiden nur mit etwa der Geschwindigkeit eines Radfahrers (15 km/Stunde) um den Kleinplaneten kreisende Sonde soll bis auf einen Abstand von 15 km an die Oberfläche des taumelnden und rotierenden Felsungetüms herangebracht werden und als letztes Manöver sogar eine weiche Landung versuchen, ein astronautisches Kunststück bei einer Entfernung von 114 Millionen Kilometern zur Erde !

Im September 1999 ist vom Lincoln Institut für die Erforschung der erdnahen Asteroiden (LINEAR) in den USA ein Komet entdeckt worden, der Ende Juli 2000 seinen sonnennächsten Bahnpunkt von 0,71 AE (Perihel) und seinen kürzesten Abstand zur Erde von über 50 Millionen km erreicht.