Unsere seltsamen Nachbarn, Teil 3:
Psyche

Der Asteroid Psyche ist nicht wegen seiner Größe von herausragender Bedeutung, sondern aufgrund seiner Beschaffenheit – und möglicherweise auch wegen der Umstände seines Entstehens.

Zwischen der Mars- und der Jupiterbahn umkreisen zahllose Körper die Sonne, deren Größe von etwa einem Meter bis zu ungefähr 1000 Kilometern – im Fall Zwergplaneten Ceres – reicht. Etwa 7000 dieser Asteroiden sind heute bekannt. Einer der faszinierendsten unter ihnen trägt den Namen „16 Psyche“ (die Zahl 16 bedeutet, dass es sich um den 16. entdeckten Kleinplaneten handelt).

Psyche ist ungefähr 2,5 bis 3,3 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt (eine Astronomische Einheit ist der mittlere Abstand der Erde zur Sonne) und braucht ungefähr fünf Erdjahre, um eine Umlaufbahn um die Sonne zu vollenden. Der größte Durchmesser des kartoffelförmigen Körpers beträgt 279 Kilometer. An einer anderen Stelle ist er nur 189 Kilometer dick. Er dreht sich in etwas mehr als vier Stunden um die eigene Achse. Trotz seiner nicht gerade herausragenden Größe vereinigt der Asteroid ungefähr ein Prozent der Masse des gesamten Asteroidengürtels in seinem unförmigen Körper.

Grafische Darstellung des Asteroidenrings sowie der Umlaufbahnen von Psyche, Mars und Erde um die Sonne.
Außerhalb der Marsbahn umkreisen unzählige Kleinkörper die Sonne. Innerhalb dieses Gürtels zieht auch der Asteroid Psyche seine Bahn um das Zentralgestirn. (Bild: A. Mößmer)

Ein Metallkörper

Im Gegensatz zu den meisten anderen Asteroiden, die felsige oder eisige Körper sind, handelt es sich bei Psyche um einen Asteroiden des M-Typs. Das heißt, dass er metallisch ist und wahrscheinlich, ähnlich wie der Erdkern, hauptsächlich aus Eisen und Nickel besteht. Möglicherweise war Psyche einst tatsächlich der Kern eines Planeten, der etwa so groß wie der Mars war. Einige Wissenschaftler spekulieren, dass die felsigen Außenschichten dieses Planeten aufgrund einer Reihe gewaltsamer Kollisionen vor Milliarden von Jahren verloren gingen.

Eine Psyche-Mission

Aufgrund seiner Beschaffenheit ist Psyche für die Forschung besonders interessant. Tief im Inneren der felsigen terrestrischen Planeten – einschließlich der Erde – vermuten die Wissenschaftler einen Metallkern, der jedoch wegen der felsigen Mäntel und Krusten der Planeten nicht erreichbar ist. Psyche würde eine einzigartige Möglichkeit bieten, das Innere eines ehemaligen Planeten direkt zu untersuchen – falls die Vermutung der Wissenschaflter zutrifft, dass es sich um einen ehemaligen Planetenkern handelt. Zumindest könnte man aber Erkenntnisse über das Entstehen von Asteroiden gewinnen.

Die NASA plant deshalb eine Psyche-Mission, die im August 2022 starten und Anfang 2026 nach einer Schwerkraftunterstützung durch den Mars im Jahr 2023 beim Asteroiden eintreffen soll. Die Sonde soll den Asteroiden über 21 Monate lang umkreisen und mit verschiedenen Instrumenten Messungen vornehmen. Die Forschungsreise wird die erste Mission sein, die eine Welt aus Metall und nicht aus Fels, Staub und Eis untersucht.

Künstlerische Darstellung der Sonde, die 2023 den Asteroiden Psyche erreichen soll.
Eine Sonde der NASA soll 2023 Psyche erreichen und Genaueres über die Beschaffenheit des Asteroiden herausfinden. (Bild: NASA/JPL-Caltech)

Unsere seltsamen Nachbarn, Teil 2: Uranus

Alle Planeten unseres Sonnensystems entstanden etwa zur selben Zeit aus dem gleichen Urnebel. Um so erstaunlicher ist ihre Unterschiedlichkeit. Der siebte Planet, Uranus, ist eines der seltsamsten Gestirne, die um die Sonne kreisen. Seine ungewöhnlichsten Merkmale sind wahrscheinlich auf Ereignisse in der seiner Frühzeit zurückzuführen.

Am 23. März 1781 richtete der im englischen Bath lebende Astronom Wilhelm Herschel (1738 – 1822) sein selbst gebautes Spiegelteleskop auf den Nachthimmel, um nach unbekannten Objekten zu suchen. Er wurde tatsächlich fündig. Ein scheinbar bisher nicht bekannter Himmelskörper zeichnete sich als eine kleine Scheibe ab. Es konnte sich also nicht um einen Fixstern handeln. Herschel beobachtete das Objekt auch in den folgenden Nächten und stellte fest, dass der Lichtpunkt ein bisschen weitergewandert war. Er glaubte, einen Kometen entdeckt zu haben und machte seinen Fund in Fachkreisen bekannt. Und nun visierten viele andere europäische Sternwarten den Himmelskörper an.

Erst zwei Jahre später setzte sich unter den Astronomen die Erkenntnis durch, dass es sich bei dem von Herschel entdeckten Objekt nicht um einen Kometen oder Fixstern handelte, sondern um einen Körper, der die Sonne umkreiste. Das Sonnensystem besaß nun sieben bekannte Planeten. Eine wichtige Rolle spielten dabei die Beobachtungen des am Berliner Observatorium wirkenden Johann Elert Bode (1747 – 1826). Man stellte auch fest, dass der Planet bereits in einigen früheren Katalogen als Stern eingetragen worden war. Bei der Benennung des Planeten folgte man der bisherigen Tradition und gab ihm den Namen einer antiken Gottheit: Uranus.

In Schieflage um die Sonne

Uranus war das erste neue Mitglied der solaren Planetenfamilie, das noch nicht in der Antike bekannt gewesen war. Die Astronomen fanden in der Folgezeit einige erstaunliche Fakten über den siebten Planeten heraus. Es handelte sich nicht nur um einen Riesen, der weit außerhalb der Saturnbahn die Sonne umkreiste, man fand nach und nach auch einige seltsame Eigenschaften heraus.

Ein Bild des Uranus, das von dem Raumraumteleskop Hubble gemacht wurde
Dieses Bild des Uranus wurde von dem Weltraumteleskop Hubble mit Infrarot-Filtern gemacht. Es zeigt Details der Atmosphäre sowie die Ringe des Planeten. (Bild:
NASA/JPL/STScI)

Bei den meisten Planeten steht die Rotationsachse ungefähr senkrecht zur Orbitalebene. Das heißt, dass sich der Äquator und die Umlaufbahnen der Planeten ungefähr in einer Ebene befinden. Eine auffallende Ausnahme bildet Uranus. Seine Rotationsachse ist um 97,77 Grad zur Bahnebene gekippt. Er umkreist die Sonne sozusagen auf der Seite liegend. Dies bedeutet, dass die Sonne während des 84 Erdjahre dauernden Uranusjahres zeitweise direkt auf einen der geographischen Pole scheint.

Aber das ist noch nicht alles. Auch das Magnetfeld ist gekippt, aber anders als die Rotationsachse. Die magnetischen Pole sind um 59 Grad von den geographischen entfernt. Sie befinden sich also näher am Äquator als an den geographischen Polen. Noch dazu ist die Achse zwischen den magnetischen Polen vom Planetenmittelpunkt um ungefähr ein Drittel des Radius versetzt. Zudem glaubt man, dass das Magnetfeld insgesamt vier statt zwei Pole besitzt.

Grafik des Uranus mit eingezeichneter Rotationsachse sowie dem Magnetfeld
Beim Uranus scheint einiges durcheinandergeraten zu sein. Die geografischen Pole liegen fast in der Orbitalebene, und das Magnetfeld ist um ein gutes Stück verschoben. (Bild: A. Mößmer)

Diese ungewöhnliche Ausrichtung und das seltsame Durcheinander der Pole könnte auf eine Kollision des Planeten mit einem oder mehreren Körpern zurückzuführen sein. Falls es sich um einen einzelnen Körper gehandelt hatte, könnte dieser doppelt so groß wie die Erde gewesen sein. Vermutlich ereignete sich der Zusammenstoß in der wilden Frühzeit unseres Sonnensystems vor etwa vier Milliarden Jahren, als noch mehr Objekte um die Sonne schwirrten und manchmal miteinander kollidierten.

Uranus zeigt, wie unterschiedlich die Entwicklung oder das Schicksal von Planeten verlaufen kann. Noch fremdere Welten können wir wahrscheinlich in anderen Sonnensystemen erwarten.