Das Verständnis der Menschheit, was einen Planeten ausmacht, hat sich im Laufe der Zeit geändert. Während unsere bemerkenswertesten Magier und Gelehrten einst glaubten, die Welt sei eine flache Scheibe (oder Zikkurat oder Würfel), erfuhren sie allmählich, dass sie tatsächlich kugelförmig war. In der Neuzeit wurde ihnen klar, dass die Erde nur einer von mehreren Planeten im bekannten Universum war.
Und doch entwickeln sich unsere Vorstellungen davon, was einen Planeten ausmacht, weiter. Einfach ausgedrückt war unsere Definition des Planeten historisch von unserem Bezugsrahmen abhängig. Neben der Entdeckung von außersolaren Planeten, die die Grenzen dessen, was wir für normal halten, überschritten haben, haben Astronomen auch neue Körper in unserem eigenen Hinterhof entdeckt, die uns gezwungen haben, neue Klassifizierungsschemata zu entwickeln.
Geschichte des Begriffs:
Für alte Philosophen und Gelehrte stellten die Sonnenplaneten etwas ganz anderes dar als das, was sie heute tun. Ohne die Hilfe von Teleskopen sahen die Planeten wie besonders helle Sterne aus, 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 gehört die Venus-Tafel von Ammisaduqa, die die Bewegungen der Venus katalogisiert. In den MUL.APIN-Tafeln aus dem 7. Jahrhundert v. Chr. Wurden die Bewegungen der Sonne, des Mondes und der damals bekannten Planeten im Laufe des Jahres (Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn) dargestellt. Die Enuma anu enlil-Tafeln, die ebenfalls aus dem 7. Jahrhundert vor Christus stammen, waren eine Sammlung aller Vorzeichen, die den himmlischen Phänomenen und den Bewegungen der Planeten zugeordnet waren.
In der Antike übernahmen die Astronomen ein neues Konzept von Planeten als Körper, die die Erde umkreisten. Während einige ein heliozentrisches System befürworteten - wie der Astronom Aristarchus von Samos aus dem 3. Jahrhundert v. Chr. Und der Astronom Seleucus aus Seleucia aus dem 1. Jahrhundert v. Chr. - blieb die geozentrische Sicht des Universums die am weitesten verbreitete. In dieser Zeit begannen die Astronomen auch, mathematische Modelle zu erstellen, um ihre Bewegungen vorherzusagen.
Dies gipfelte im 2. Jahrhundert n. Chr. Mit der Veröffentlichung von Ptolemäus (Claudius Ptolemaeus) Almagest, der über tausend Jahre lang zum astronomischen und astrologischen Kanon in Europa und im Nahen Osten wurde. Innerhalb dieses Systems drehten sich alle bekannten Planeten und Körper (sogar die Sonne) um die Erde. In den folgenden Jahrhunderten fügten indische und islamische Astronomen diesem System basierend auf ihren Beobachtungen des Himmels hinzu.
Zur Zeit der wissenschaftlichen Revolution (ca. 15. - 18. Jahrhundert) begann sich die Definition des Planeten wieder zu ändern. Dank Nicolaus Copernicus, Galileo Galilei und Johannes Kepler, die das heliozentrische Modell des Sonnensystems vorschlugen und weiterentwickelten, wurden Planeten als Objekte definiert, die die Sonne und nicht die Erde umkreisten. Die Erfindung des Teleskops führte auch zu einem besseren Verständnis der Planeten und ihrer Ähnlichkeiten mit der Erde.
Zwischen dem 18. und 20. Jahrhundert wurden unzählige neue Objekte, Monde und Planeten entdeckt. Dazu gehörten Ceres, Vesta, Pallas (und der Haupt-Asteroidengürtel), die Planeten Uranus und Neptun sowie die Monde des Mars und die Gasriesen. Und dann wurde Pluto 1930 von Clyde Tombaugh entdeckt, der als 9. Planet des Sonnensystems bezeichnet wurde.
Während dieser Zeit gab es keine formale Definition des Planeten. Es gab jedoch eine akzeptierte Konvention, bei der ein Planet verwendet wurde, um jeden „großen“ Körper zu beschreiben, der die Sonne umkreiste. Dies und die Konvention eines Sonnensystems mit neun Planeten würden bis zum 21. Jahrhundert bestehen bleiben. Zu diesem Zeitpunkt würden zahlreiche Entdeckungen innerhalb des Sonnensystems und darüber hinaus zu Forderungen nach einer formalen Definition führen.
Arbeitsgruppe für extrasolare Planeten:
Während Astronomen lange Zeit davon ausgegangen sind, dass andere Sternensysteme ein eigenes Planetensystem haben würden, fand die erste Entdeckung eines Planeten außerhalb des Sonnensystems (auch bekannt als extrasolarer Planet oder Exoplanet) erst 1992 statt. Zu diesem Zeitpunkt gab es zwei Radioastronomen Beim Arbeiten am Arecibo-Observatorium (Aleksander Wolszczan und Dale Frail) wurde die Entdeckung von zwei Planeten angekündigt, die den Pulsar PSR 1257 + 12 umkreisen.
Die erste bestätigte Entdeckung fand 1995 statt, als Astronomen der Universität Genf (Michel Mayor und Didier Queloz) die Entdeckung von 51 Pegasi ankündigten. Zwischen Mitte der 90er Jahre und dem Einsatz des Kepler-Weltraumteleskops im Jahr 2009 waren die meisten extrasolaren Planeten Gasriesen, die entweder in Größe und Masse mit Jupiter vergleichbar oder signifikant größer waren (d. H. „Super-Jupiter“).
Diese neuen Entdeckungen veranlassten die Internationale Astronomische Union (IAU), 1999 die Arbeitsgruppe der Extrasolarplaneten (WGESP) einzurichten. Der erklärte Zweck des WGESP bestand darin, „als Anlaufstelle für die internationale Forschung zu Extrasolarplaneten zu fungieren“. Als Ergebnis dieser laufenden Forschung und der Entdeckung zahlreicher außersolarer Körper wurde versucht, die Nomenklatur zu klären.
Im Februar 2003 gab die WGESP an, ihre Position geändert und die folgende „Arbeitsdefinition“ eines Planeten übernommen zu haben:
1) Objekte mit wahren Massen unterhalb der Grenzmasse für die thermonukleare Fusion von Deuterium (derzeit berechnet als 13 Jupitermassen für Objekte mit Sonnenmetallizität), die Sterne oder Sternreste umkreisen, sind „Planeten“ (unabhängig davon, wie sie sich gebildet haben). Die Mindestmasse / -größe, die erforderlich ist, damit ein extrasolares Objekt als Planet betrachtet werden kann, sollte mit der in unserem Sonnensystem verwendeten übereinstimmen.
2) Substellare Objekte mit wahren Massen über der Grenzmasse für die thermonukleare Fusion von Deuterium sind „Braune Zwerge“, unabhängig davon, wie sie sich gebildet haben oder 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 welcher Name auch immer am besten geeignet ist).
Bis zum 22. Januar 2017 wurden mehr als 2000 Exoplanetenentdeckungen bestätigt, wobei 3.565 Exoplanetenkandidaten in 2.675 Planetensystemen (einschließlich 602 multipler Planetensysteme) entdeckt wurden.
IAU-Entschließung 2006:
In den frühen bis mittleren 2000er Jahren wurden im Kuipergürtel zahlreiche Entdeckungen gemacht, die auch die Debatte um den Planeten anregten. Dies begann mit der Entdeckung von Sedna im Jahr 2003 durch ein Team von Astronomen (Michael Brown, Chad Trujillo und David Rabinowitz), die am Palomar Observatory in San Diego arbeiteten. Laufende Beobachtungen bestätigten, dass es einen Durchmesser von ca. 1000 km hatte und groß genug war, um ein hydrostatisches Gleichgewicht einzugehen.
Es folgte die Entdeckung von Eris - einem noch größeren Objekt (über 2000 km Durchmesser) - im Jahr 2005, erneut von einem Team bestehend aus Brown, Trujillo und Rabinowitz. Es folgte die Entdeckung von Makemake am selben Tag und Haumea einige Tage später. Weitere Entdeckungen in diesem Zeitraum sind Quaoar im Jahr 2002, Orcus im Jahr 2004 und OR10 im Jahr 2007.
Die Entdeckung mehrerer Objekte außerhalb von Plutos Umlaufbahn, die groß genug waren, um sphärisch zu sein, führte im Namen der IAU zu Bemühungen, eine formale Definition eines Planeten anzunehmen. Bis Oktober 2005 beschränkte eine Gruppe von 19 IAU-Mitgliedern ihre Auswahl auf eine Auswahlliste mit drei Merkmalen. Diese enthielten:
- Ein Planet ist ein Objekt in der Umlaufbahn um die Sonne mit einem Durchmesser von mehr als 2000 km. (elf Stimmen dafür)
- Ein Planet ist ein Objekt in der Umlaufbahn um die Sonne, dessen Form aufgrund seiner eigenen Schwerkraft stabil ist. (acht Stimmen dafür)
- Ein Planet ist jedes Objekt in der Umlaufbahn um die Sonne, das in seiner unmittelbaren Nachbarschaft dominiert. (sechs Stimmen dafür)
Nachdem kein Konsens erzielt worden war, beschloss der Ausschuss, diese drei Definitionen einer breiteren Abstimmung zu unterziehen. Dies fand im August 2006 auf der 26. IAU-Generalversammlung in Prag statt. Am 24. August wurde das Thema einem endgültigen Abstimmungsentwurf unterzogen, der zur Annahme eines neuen Klassifizierungsschemas zur Unterscheidung zwischen Planeten und kleineren Körpern führte. Diese enthielten:
(1) Ein „Planet“ ist ein Himmelskörper, der sich (a) in einer Umlaufbahn um die Sonne befindet, (b) eine ausreichende Masse für seine Selbstgravitation aufweist, um die Kräfte des starren Körpers zu überwinden, so dass er eine hydrostatische Gleichgewichtsform (nahezu rund) annimmt und (c) die Nachbarschaft um ihre Umlaufbahn geräumt hat.
(2) Ein „Zwergplanet“ ist ein Himmelskörper, der sich (a) in einer Umlaufbahn um die Sonne befindet, (b) eine ausreichende Masse für seine Selbstgravitation aufweist, um die Kräfte des starren Körpers zu überwinden, so dass er ein hydrostatisches Gleichgewicht annimmt (nahezu rund). Form, (c) hat die Nachbarschaft um seine Umlaufbahn nicht geräumt, und (d) ist kein Satellit.
(3) Alle anderen Objekte mit Ausnahme von Satelliten, die die Sonne umkreisen, werden zusammenfassend als „kleine Körper des Sonnensystems“ bezeichnet.
In Übereinstimmung mit dieser Resolution hat die IAU Pluto, Eris und Ceres in die Kategorie „Zwergplanet“ eingestuft, während andere transneptunische Objekte (TNOs) zu diesem Zeitpunkt nicht deklariert wurden. Dieses neue Klassifizierungsschema löste große Kontroversen und einige Schreie der astronomischen Gemeinschaft aus, von denen viele die Kriterien als vage und in ihrer Anwendbarkeit umstritten herausforderten.
Zum Beispiel haben viele die Idee eines Planeten, der seine Nachbarschaft räumt, in Frage gestellt und die Existenz erdnaher Objekte (NEOs), Jupiters trojanischer Asteroiden und andere Fälle angeführt, in denen große Planeten ihre Umlaufbahn mit anderen Objekten teilen. Dem wurde jedoch mit dem Argument entgegengewirkt, dass diese großen Körper ihre Umlaufbahnen nicht mit kleineren Objekten teilen, sondern sie dominieren und in ihren Umlaufbahnen mitnehmen.
Ein weiterer Knackpunkt war das Problem des hydrostatischen Gleichgewichts. Dies ist der Punkt, an dem ein Planet eine ausreichende Masse hat, um unter der Kraft seiner eigenen Schwerkraft zusammenzubrechen und kugelförmig zu werden. Der Punkt, an dem dies geschieht, bleibt völlig unklar, und einige Astronomen fordern daher heraus, dass es als Kriterium aufgenommen wird.
Darüber hinaus behaupten einige Astronomen, dass diese neu verabschiedeten Kriterien nur für Solarplaneten nützlich sind. Aber wie Exoplanetenforschung gezeigt hat, können Planeten in anderen Sternsternsystemen signifikant unterschiedlich sein. Insbesondere die Entdeckung zahlreicher „Super Jupiter“ und „Super Earths“ hat konventionelle Vorstellungen von dem, was für ein Planetensystem als normal angesehen wird, durcheinander gebracht.
Im Juni 2008 kündigte das IAU-Exekutivkomitee die Einrichtung einer Unterklasse von Zwergplaneten an, um die Definitionen weiter zu präzisieren. Sie umfassten die kürzlich entdeckten TNOs und etablierten den Begriff „Plutoide“, zu denen fortan Pluto, Eris und alle anderen zukünftigen transneptunischen Zwergplaneten gehören würden (Ceres jedoch ausgeschlossen). Mit der Zeit wurden Haumea, Makemake und andere TNOs zur Liste hinzugefügt.
Trotz dieser Bemühungen und Änderungen in der Nomenklatur ist das Problem für viele noch lange nicht gelöst. Darüber hinaus hat die mögliche Existenz von Planet 9 im äußeren Sonnensystem der Diskussion mehr Gewicht verliehen. Und während unsere Forschung zu Exoplaneten fortgesetzt wird - und ungeschraubte (und sogar bemannte) Missionen zu anderen Sternensystemen durchgeführt werden - können wir erwarten, dass die Debatte in eine ganz neue Phase eintritt!
Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel über die Planeten geschrieben. 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 weiter steigen und was sind extrasolare Planeten?.
Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel von Scientific American, What is a Planet?, Und im Videoarchiv der IAU.
Astronomy Cast hat eine Episode über Plutos planetare Identitätskrise.
Quellen:
- NASA: Erforschung des Sonnensystems - Planeten
- Wikipedia - Definition des Planeten
- IAU - Generalversammlung 2006
