Zwergplaneten: Diese vergessenen Welten des Sonnensystems

Definition eines Zwergplaneten nach der IAU

Nach der Internationalen Astronomischen Union (IAU) ist ein Zwergplanet ein Himmelskörper, der die folgenden Bedingungen erfüllt: er umkreist die Sonne, besitzt eine ausreichende Masse, damit seine Schwerkraft die starren Kräfte des festen Körpers überwindet und ihm eine fast kugelförmige Gestalt verleiht (hydrostatisches Gleichgewicht), hat seine Umlaufbahn nicht von anderen Trümmern bereinigt und ist kein Satellit eines anderen Planeten.

Die Vergessenen des Sonnensystems

Ein intermediärer und umstrittener Status

Zwergplaneten nehmen eine einzigartige Stellung in der Hierarchie der Himmelskörper ein. Sie wurden 2006 von der Internationalen Astronomischen Union definiert, umkreisen die Sonne, besitzen eine ausreichende Masse für eine kugelförmige Gestalt, haben aber ihre Umlaufbahn nicht "bereinigt". Dieser intermediäre Status zwischen großen Planeten und kleinen Körpern macht ihre Klassifizierung manchmal umstritten, wie im emblematischen Fall des Pluto. Bisher haben nur fünf Objekte diesen Status offiziell von der IAU erhalten: Ceres (2006), Pluto (2006), Eris (2006) sowie Makemake und Haumea (2008).

Verteilung und wissenschaftliche Bedeutung

Die meisten Zwergplaneten befinden sich im Kuipergürtel oder darüber hinaus (wie Eris), aber Ceres, der einzige bisher, befindet sich im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Sie spielen eine wesentliche Rolle für das Verständnis der Planetenentstehung und der Anfangsbedingungen des Sonnensystems. Ihre Zusammensetzung, die oft reich an Eismaterialien, Silikaten und organischen Verbindungen ist, macht sie zu wertvollen Zielen für die Weltraumforschung.

Vergleichstabelle der wichtigsten Zwergplaneten und Kandidaten

Nur Ceres, Pluto, Haumea, Makemake und Eris sind offiziell anerkannte Zwergplaneten der IAU. Die anderen Objekte in der folgenden Tabelle werden zwar von Astronomen weithin als wahrscheinlich die erforderlichen physikalischen Kriterien erfüllend angesehen, haben jedoch noch keinen offiziellen Einzelstatus erhalten; sie sind plausible Kandidaten.

Der Fall Ceres und der Asteroidengürtel

Ceres: Der erste entdeckte Zwergplanet

Ceres ist das größte Objekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Mit einem Durchmesser von etwa 940 km besitzt es eine ausreichende Masse und Schwerkraft, um eine fast kugelförmige Gestalt zu bewahren, ein Merkmal des hydrostatischen Gleichgewichts. Aus diesem Grund hat die Internationale Astronomische Union (IAU) ihn 2006 offiziell als Zwergplaneten eingestuft. Seine stabile Position im Asteroidengürtel und seine Umlaufbahn um die Sonne bestätigen diesen einzigartigen Status in dieser Region des Sonnensystems.

Haumea: Der seltsamste Zwergplanet

Eine längliche Form und ein unerwarteter Ring

Haumea verdient eine gesonderte Erwähnung. Seine Form ist weit von kugelförmig entfernt: Seine extrem schnelle Rotation (knapp 3,9 Stunden, eine der schnellsten bekannten für einen Körper dieser Größe) hat ihn zu einem stark länglichen triaxialen Ellipsoid gedehnt, dessen große Achse etwa 2.322 km erreicht – vergleichbar mit dem Durchmesser des Pluto – während seine kleine Achse nur etwa 1.138 km misst. Eine Sternbedeckung, die im Januar 2017 von einem Netz europäischer Teleskope beobachtet wurde, ermöglichte es, diese Dimensionen zu verfeinern und enthüllte zur allgemeinen Überraschung die Anwesenheit eines Rings um Haumea: eine beispiellose Entdeckung für einen so kleinen Körper, die bisher nur um Riesenplaneten und einige Zentauren wie Chariklo bekannt war. Dieser Ring, der etwa 70 km breit ist, ist koplanar mit dem Äquator von Haumea und der Umlaufbahn seines größten Mondes, Hi'iaka.

Hygiea, der unerwartete Kandidat

Ein Asteroid, der alle Kriterien erfüllt

Lange Zeit als gewöhnlicher Asteroid betrachtet, das viertmassereichste Objekt im Hauptgürtel nach Ceres, Vesta und Pallas, lieferte Hygiea 2019 eine Überraschung. Sehr hochauflösende Winkelbeobachtungen mit dem SPHERE-Instrument des Very Large Telescope der ESO, geleitet von einem Team unter der Leitung von Pierre Vernazza, zeigten eine nahezu kugelförmige Gestalt, die frei von großen Einschlagbecken ist, mit einem Sphärizitätsindex nahe dem von Ceres. Mit einem Durchmesser von etwa 430 km würde Hygiea somit die vier IAU-Kriterien erfüllen und könnte, wenn sein Status eines Tages offiziell wird, der kleinste Zwergplanet des Sonnensystems werden. Simulationen deuten darauf hin, dass seine abgerundete Form und die große Familie von Asteroiden, die ihn begleiten, das Ergebnis einer großen Kollision vor etwa 2 Milliarden Jahren sind, die den ursprünglichen Körper vollständig zerbrochen und dann neu geformt hätte.

Warum sind Vesta und Pallas (noch) keine Zwergplaneten?

Der Fall Vesta veranschaulicht gut die Subtilität des Kriteriums des hydrostatischen Gleichgewichts: Seine Masse wäre a priori ausreichend, aber seine südliche Hemisphäre ist durch das gigantische Rheasilvia-Einschlagbecken stark verformt, was seine erwartete sphärische Symmetrie bricht. Vesta wird daher in der Regel von den Listen ernsthafter Kandidaten ausgeschlossen und bleibt als differenzierter Protoplanet und nicht als Zwergplanet klassifiziert. Pallas seinerseits weist ebenfalls eine unregelmäßige, von Kratern übersäte Form auf, die merklich vom hydrostatischen Gleichgewicht abweicht. Hygiea erscheint somit als der stärkste Kandidat im Hauptgürtel nach Ceres. In jedem Fall wurde keiner dieser Körper von der IAU offiziell umklassifiziert, die nur für die fünf derzeit anerkannten Zwergplaneten Einzelfallentscheidungen getroffen hat.