Wo kommen die Kometen her?<\/b><\/p>\n
\u00d6pik machte sich Gedanken \u00fcber Kometen und dar\u00fcber, wo sie her kommen. Die Kometen haben sich ja noch nie so wirklich mit dem Rest der Himmelsk\u00f6rper vertragen. Die Sterne kann man immer unver\u00e4ndert am Himmel stehen sehen. Die Planeten bewegen sich auf vorhersagbaren Bahnen. Aber die Kometen tauchten ohne Vorwarnung auf und verschwanden genau so r\u00e4tselhaft, wie sie erschienen sind. Lange Zeit hielt man sie \u00fcberhaupt nur f\u00fcr atmosph\u00e4rische Ph\u00e4nomene und erst der gro\u00dfe Astronom Tycho Brahe konnte 1577 mit seinen Beobachtungen nachweisen, dass sie sich tats\u00e4chlich durch den Raum zwischen den Planeten<\/i> bewegen und nicht nur irgendwelche komischen leuchtenden Wolken in der Lufth\u00fclle der Erde sind.<\/p>\n 1705 fand dann schlie\u00dflich der britische Astronom Edmund Halley heraus, dass die Kometen durchaus nicht immer v\u00f6llig \u00fcberraschend auftauchen m\u00fcssen. Er nutzte die erst kurz davor ver\u00f6ffentlichte Arbeit von Isaac Newton \u00fcber die Gravitation um zu zeigen, dass viele vergangene Kometenbeobachtungen auf den immer gleichen Kometen zur\u00fcckgehen, der sich alle 76 Jahre der Erde n\u00e4hert. Dieser heute nach Halley selbst benannte Komet ist damit auch der erste offiziell bekannte kurzperiodische Komet<\/i>. So nennt man alle Kometen, die f\u00fcr eine Runde um die Sonne nicht l\u00e4nger als 200 Jahre brauchen.<\/p>\n Diese Kometen geh\u00f6ren quasi zur „normalen“ Ausstattung des Sonnensystems. Sie bewegen sich zwar oft auf Bahnen, die sie quer durch das ganze Sonnensystem f\u00fchren. Aber sie halten sich auch haupts\u00e4chlich in dem uns vertrauten Bereich der Planeten auf. Andere Kometen tun das nicht. Sie scheinen wirklich aus dem Nichts zu kommen, kurz die Planeten und die Sonne zu besuchen nur um dann wieder im Nichts zu verschwinden. Das sind die langperiodischen Kometen<\/i>, die mehr als 200 Jahre f\u00fcr einen Umlauf um die Sonne brauchen und oft deutlich<\/i> mehr. Viele von ihnen kommen von so weit drau\u00dfen, dass sie Zehntausende Jahre unterwegs sind – und da sie ja nicht tats\u00e4chlich aus dem Nichts kommen k\u00f6nnen, muss es hinter der Region der Planeten doch noch etwas geben.<\/p>\n Ernst \u00d6pik hat sich \u00fcber dieses Problem ausf\u00fchrlich Gedanken gemacht und untersucht, wie weit sich so ein Komet \u00fcberhaupt von der Sonne entfernen kann, bevor die gravitativen St\u00f6rungen der anderen Sterne relevant genug werden und die Kometenbahnen so sehr st\u00f6ren, dass sie nicht mehr zum Sonnensystem geh\u00f6ren. In seiner Arbeit kommt er zu dem Schluss, dass die Kometen sich bis zu einer Million Astronomische Einheiten (AE)<\/i> entfernen k\u00f6nnen; also eine Million Mal weiter weg als die Erde von der Sonne. Das war zumindest das aus seinen Berechnungen folgende theoretische Maximum; ob das Sonnensystem wirklich so weit reicht, konnte \u00d6pik nicht sagen. Er machte sich jedenfalls keine gro\u00dfen Hoffnungen, solche fernen Himmelsk\u00f6rper jemals beobachten zu k\u00f6nnen, wie er am Ende seiner Arbeit schreibt:<\/p>\n Eine Wolke aus Stein und Eis<\/b><\/p>\n 28 Jahre sp\u00e4ter besch\u00e4ftigte sich der niederl\u00e4ndische Astronom Jan Hendrik Oort<\/i> ebenfalls mit den \u00e4u\u00dfersten Bereichen des Sonnensystems. Er wurde bei seiner Forschung noch ein klein wenig konkreter, wie man auch dem Titel seiner Arbeit entnehmen kann: „The structure of the cloud of comets surrounding the Solar System and a hypothesis concerning its origin“<\/a>.<\/p>\n Oort ging von einer „Wolke“ voller Kometen aus, die das Sonnensystem umgibt und \u00fcberlegte sich, wie sie entstanden sein konnte. Aus der Existenz der langperiodischen Kometen konnte man folgern, dass es irgendwo weit drau\u00dfen ein Reservoir an Kometen geben muss aus dem immer wieder Mal Himmelsk\u00f6rper auf Bahnen gebracht werden, die sie aus der Wolke hinaus ins innere Sonnensystem f\u00fchren. Aber, so Oorts Argument, diese Objekte konnten dort nicht entstanden sein.<\/p>\n So weit entfernt von der Sonne war einfach zu wenig Material vorhanden, als das sich daraus Kometen bilden h\u00e4tten k\u00f6nnen. Nur weiter innen war in der Fr\u00fchzeit des Sonnensystems gen\u00fcgend Gas und Staub vorhanden, das sich zu Fels- und Eisbrocken zusammenklumpen kann, die dann weiter zu Kometen (und Asteroiden) wachsen. Oort konnte auch zeigen, dass es unwahrscheinlich war, dass die Kometen von au\u00dferhalb des Sonnensystems kommen. Er war davon \u00fcberzeugt, dass die Kometen tats\u00e4chlich ein Teil<\/i> unseres Sonnensystems sind und sich in einer Entfernung von bis zu 150.000 AE aufhalten. Aber wie kommen sie dorthin, wenn sie viel weiter innen entstanden sein m\u00fcssen? Oort erw\u00e4hnt zwei Hypothesen. Die Kometen k\u00f6nnten der \u00dcberrest eines zerst\u00f6rten Planeten oder aber auch irgendwie von den bekannten Planeten „ausgeworfen“ worden sein. Oort h\u00e4lt das aber f\u00fcr unwahrscheinlich:<\/p>\n Er bevorzugt eine andere Hypothese. Die Kometen sollen gemeinsam mit den Asteroiden (oder den „Kleinplaneten“ bzw. „minor planets“, wie es damals noch hie\u00df) entstanden sein und sp\u00e4ter durch die gravitativen St\u00f6rungen der Planeten in die \u00e4u\u00dfersten Bereiche des Sonnensystems transportiert worden sein:<\/p>\n Damit lag Oort im wesentlichen richtig. Heute wissen wir einigerma\u00dfen dar\u00fcber Bescheid, wie die Planeten entstehen. Sie wachsen durch die Kollision von Planetesimalen<\/i>, also kleinen Felsbrocken, und wie das so ist bei Kollisionen, wird das oft ein wenig wild und chaotisch. Nicht bei jeder Kollision wachsen die Himmelsk\u00f6rper an; oft werden kleinere Objekte auch durch gr\u00f6\u00dfere Protoplaneten<\/i> aus ihrer Bahn und weit davon geworfen. Die sammeln sich dann irgendwo weit drau\u00dfen und weil Jan Hendrik Oort die grundlegende Arbeit dazu geleistet hat, wird diese Region heute die Oortsche Wolke<\/i> genannt (und die ebenfalls grundlegende Arbeit von Ernst \u00d6pik leider ignoriert; zumindest was die Namensgebung angeht).<\/p>\n Ganz weit drau\u00dfen, ein paar zehntausend bis hunderttausend Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt, existiert also eine gro\u00dfe „Wolke“ aus Kometen. Aber direkt beobachten l\u00e4sst sich die leider nicht. Dazu sind die Kometen zu klein und die Entfernung zu gro\u00df.<\/p>\n Noch mehr Asteroiden<\/b><\/p>\n Zuerst aber einmal fanden die Astronomen etwas n\u00e4her an der Sonne neue Himmelsk\u00f6rper. Im Jahr 1992 entdeckte man au\u00dferhalb der Neptunbahn ein weiteres kleines Objekt: Den Asteroid 1992 QB1. Pluto war nun nicht mehr alleine in der Region hinter Neptun und in den Jahren danach fand man dort immer mehr Asteroiden. Man hatte den sogenannten Kuiperg\u00fcrtel<\/i> entdeckt, einen gro\u00dfen Asteroideng\u00fcrtel, der sich au\u00dferhalb der Bahn des Neptun erstreckt. Dort drau\u00dfen haben sich die Planetesimale zur Zeit der Planetenentstehung so langsam bewegt, dass sie nicht oft genug miteinander kollidiert sind, um gro\u00dfe Planeten zu bilden. Sie blieben kleine Fels- und Eisbrocken und Ende der 1990er Jahre war klar, dass Pluto einer von ihnen war. Der neunte Planet war nur ein gro\u00dfes Objekt inmitten vieler anderer Asteroiden und sollte eigentlich auch als Asteroid klassifiziert werden. Das geschah allerdings erst im Jahr 2006, nachdem man den fernen Asteroid Eris<\/i> entdeckt hatte. So gro\u00df wie Pluto selbst und weiter entfernt als die meisten zuvor gefundenen Objekte setzte die Entdeckung einen Umdenkprozess in Gang, an dessen Ende Pluto v\u00f6llig zu Recht der Planetenstatus aberkannt wurde<\/a>.<\/p>\n An seinem sonnenfernsten Punkt befindet sich Eris fast 100 Astronomimsche Einheiten weit weg. Das ist enorm<\/i> weit weg, aber immer noch so gut wie nichts im Vergleich zur Oortschen Wolke. Die blieb weiterhin unerreichbar. Am 14. November 2003 machte man dann allerdings einen wichtigen Schritt hinein in das gro\u00dfe unbekannte Gebiet hinter dem Kuiperg\u00fcrtel. An diesem Tag entdeckten Mike Brown, Chad Trujillo und Damit ist man zwar immer noch nicht in der Oortschen Wolke, aber nach astronomischen Ma\u00dfst\u00e4ben schon kurz davor. Man vermutete in Sedna das erste bekannte Objekt einer noch hypothetischen inneren Oortschen Wolke<\/i>. Sie soll aus Himmelsk\u00f6rpern bestehen, die aus der Oortschen Wolke stammen, aber irgendwie ein bisschen n\u00e4her an die Sonne ger\u00fcckt sind. Wie genau das passiert, ist noch nicht klar. Die Sonne bewegt sich mit ihrem kompletten Anhang durch die Milchstra\u00dfe und begegnet dabei immer wieder Mal anderen Sternen. Solche (vergleichsweisen) nahen Begegnung zwischen Sternen k\u00f6nnen zu gravitativen St\u00f6rungen in der Oortschen Wolke f\u00fchren, die einige der dort befindlichen Objekte auf neue und n\u00e4here Bahnen bringt. Es kann aber auch sein, dass es in<\/i> in der Oortschen Wolke noch gr\u00f6\u00dfere Himmelsk\u00f6rper gibt, die f\u00fcr die St\u00f6rungen verantwortlich sind.<\/p>\n Denn in der chaotischen Phase der Planetenentstehung wurden nicht nur kleinere Fels- und Eisbrocken ins \u00e4u\u00dfere Sonnensystem geworfen, sondern mit ziemlicher Sicherheit auch einige gr\u00f6\u00dfere Protoplaneten. Computersimulationen zeigen uns, dass fast immer mehr planetengro\u00dfe Objekte um einen Stern entstehen, als eigentlich Platz haben. Sie werden bei nahen Begegnungen mit gr\u00f6\u00dferen Protoplaneten genau so aus dem inneren Sonnensystem geworfen wie die kleinen Planetesimale. Und genau so wie die anderen Objekte der Oortschen Wolke sind sie viel zu weit weg, um direkt beobachtet zu werden. Es ist nicht unwahrscheinlich, dass weit weg von der Sonne noch solche unentdeckte Planeten existieren – aber sie werden f\u00fcr absehbare Zeit weiterhin unentdeckt bleiben m\u00fcssen. Man kann zwar theoretische<\/a> Grenzen<\/a> f\u00fcr die minimale Entfernung dieser Planeten angeben, aber die Technik ist bei weitem nicht gut genug, um sie direkt sehen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n Wer st\u00f6rt die Kometen?<\/b><\/p>\n Aber zumindest indirekt kann man probieren, ihnen auf die Spur zu kommen. Wenn da drau\u00dfen in der Oortschen Wolke tats\u00e4chlich noch ein unentdeckter gro\u00dfer Himmelsk\u00f6rper sitzt, der gravitative St\u00f6rungen aus\u00fcbt und Asteroiden und Kometen n\u00e4her zur Sonne schickt, dann sollte man das an den Bahnen dieser Asteroiden und Kometen erkennen k\u00f6nnen. Die St\u00f6rungen w\u00fcrden sie auf charakteristische Weise ver\u00e4ndern – aber um das zu erkennen, muss man erstmal genug Asteroiden und Kometen die aus der Oortschen Wolke stammen, finden. Langperiodische Kometen kennen wir schon einige und entsprechende Berechnungen zeigen tats\u00e4chlich vage Hinweise<\/a> dass so ein gro\u00dfer Himmelsk\u00f6rper existieren k\u00f6nnte.<\/p>\n Die Kometen haben allerdings alle sehr extreme Bahnen, denn sie kommen von ganz<\/i> drau\u00dfen nach ganz<\/i> innen. Besser w\u00e4re es, wenn man ein paar mehr Objekte wie Sedna finden k\u00f6nnte, die sich immer fern der Sonne aufhalten. Hier wurde man im M\u00e4rz 2014 f\u00fcndig und entdeckte den Asteroid 2012 VP113<\/a>, der momentan den Spitznamen „Biden“ tr\u00e4gt, weil Joe Biden<\/i> im Jahr 2012 amerikanischer Vizepr\u00e4sident („VP“) war. VP113 ist zwar nicht so gro\u00df wie Sedna, sondern durchmisst nur knapp 450 Kilometer. Und er entfernt sich auch nur 460 Astronomische Einheiten von der Sonne und nicht 1000 AE wie Sedna. Aber VP113 kommt der Sonne niemals n\u00e4her als 80 Astronomische Einheiten und ist damit noch ferner als Sedna.<\/p>\n 2012 VP113 ist das zweite bekannte Objekt der hypothetischen inneren Oortschen Wolke und wenn das auch immer noch nicht genug Material f\u00fcr ausschweifende Statistik ist, kann man seine Daten mit denen von Sedna vergleichen. Das haben die Entdecker des Asteroiden getan und auch noch ein paar andere Asteroiden inkludiert, die sich ebenfalls hinter dem Kuiperg\u00fcrtel befinden (wenn auch nicht so weit weg wie Sedna und VP113). Und auch die Bahnen dieser Himmelsk\u00f6rper zeigen Auff\u00e4lligkeiten, die auf die Existenz eines st\u00f6renden Planeten hindeuten k\u00f6nnen.<\/p>\n Das alles hei\u00dft nicht, dass so ein unbekannter Planet tats\u00e4chlich vorhanden sein muss. So ein Planet ist eine von mehreren bekannten M\u00f6glichkeiten, die f\u00fcr die Existenz von Asteroiden wie Sedna und 2012 VP113 verantwortlich und die Auff\u00e4lligkeiten in den Bahnen verantwortlich sein k\u00f6nnen. Genau so gut k\u00f6nnen es auch die St\u00f6rungen von vorbeiziehenden Sternen sein, die 1932 schon Ernst \u00d6pik untersucht hat. Oder es k\u00f6nnen Effekte verantwortlich sein, die wir noch gar nicht verstehen. Denn die Oortsche Wolke bleibt weiterhin ein weitestgehend unerforschtes Niemandsland.<\/p>\n Das Niemandsland bleibt unerforscht<\/b><\/p>\n Wir wissen, dass sich fern der Sonne Milliarden oder gar Billionen kleiner Fels- und Eisbrocken befinden, die sich bis fast zur halben Entfernung zwischen hier und Alpha Centauri, dem n\u00e4chsten Stern, ausbreiten. Und dabei \u00fcbrigens keine echte „Wolke“ bilden: Man darf sich die Oortsche Wolke nicht als „Schale“ voller Kometen und Asteroiden vorstellen, die unsere Sonne umgibt. W\u00fcrde man mit einem Raumschiff von hier bis Alpha Centauri fliegen, dann w\u00fcrde man von der Oortschen Wolke vermutlich gar nichts bemerken. Dort drau\u00dfen sind zwar enorm viele Asteroiden und Kometen, aber es ist auch enorm viel Platz! Das Bild des Asteroideng\u00fcrtels, in dem sich Felsbrocken an Felsbrocken dr\u00e4ngt und man mit dem Raumschiff wild man\u00f6vrieren muss, um nicht mit ihnen zusammenzusto\u00dfen, trifft man zwar in der Science-Fiction und popul\u00e4ren Darstellungen recht h\u00e4ufig. Es ist aber vollkommen falsch. Der Weltraum ist leer<\/a> und das gilt auch f\u00fcr Asteroideng\u00fcrtel und Oortsche Wolke.<\/p>\n Wir k\u00f6nnen also nicht einfach eine Raumsonde in die Oortsche Wolke schicken und hoffen, dass sie dort pl\u00f6tzlich inmitten von Kometen und Asteroiden auftaucht. Und direkt beobachten werden sich die fernen Himmelsk\u00f6rper wohl auch nicht so schnell lassen. Aber wir werden in Zukunft vermutlich noch mehr Objekte wie Sedna und 2012 VP113 finden und vielleicht verraten die uns ja ein wenig mehr dar\u00fcber, was an der Grenze des Sonnensystems passiert. Die Oortsche Wolke selbst wird noch f\u00fcr lange Zeit unerforscht bleiben…<\/p>\n Die l\u00e4ngste Zeit \u00fcber war unser Sonnensystem ein vergleichsweise kleiner und heimeliger Ort. In der Antike war das ganze Universum nur Kulisse f\u00fcr die im Zentrum stehende Erde und kleine Planeten und noch kleinere Sterne bewegten sich auf nahen Kristallsph\u00e4ren um die Welt. 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