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BEOBACHTERGRUPPE DER STERNWARTE DES DEUTSCHEN MUSEUMS

ASTEROIDEN
KLAUS ROHE 18.05.2021

Inhalt des Vortrags
 Der Aufbau unseres Sonnensystems
 Die Entdeckung der Asteroiden
 Eigenschaften der Asteroiden
 Trojaner, Griechen und Zentauren
 Transneptunische Objekte (TNOs)
 Gefahr durch Asteroiden, Erdbahnkreuzer
 Weitere Informationen
Klaus Rohe (klaus-rohe@t-online.de) 3

Aufbau des Sonnensystems (1)
Körper des Sonnensystems bis zum Kuipergürtel, mit der Sonne, den acht Planeten, den Zwergplaneten und den wichtigsten Asteroiden.
Die Größe der Körper ist maßstabsgerecht, die Entfernungen nicht.
https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem

Aufbau des Sonnensystems (2)
https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem

Frühe Vermutungen und
Begründung einer systematischen Suche
 Johannes Kepler vermutete in der „Lücke“ zwischen den
Umlaufbahnen von Mars und Jupiter einen Planeten.
 Titus-Bode-Reihe (J. F. Wurm):
 Empirische numerische Beziehung, nach der sich die Abstände der
meisten Planeten von der Sonne mit einer einfachen mathematischen
Formel näherungsweise allein aus der Nummer ihrer Reihenfolge herleiten
lassen: 𝒂 = 𝟎, 𝟒 + 𝟎, 𝟑 ∗ 𝟐𝒏
, a ist der Abstand in AE von der Sonne
(𝑴𝒆𝒓𝒌𝒖𝒓 𝒏 = −∞, 𝑽𝒆𝒏𝒖𝒔 𝒏 = 𝟎, 𝑬𝒓𝒅𝒆 𝒏 = 𝟏, 𝑴𝒂𝒓𝒔 𝒏 = 𝟐, 𝑿 𝒏 = 𝟑,
𝑱𝒖𝒑𝒊𝒕𝒆𝒓 𝒏 = 𝟒, 𝑺𝒂𝒕𝒖𝒓𝒏 𝒏 = 𝟓, )
 Ab 1800 machte sich die von Franz Xaver von Zach und Johann
Hieronymus Schroeter begründete „Himmelspolizey“ an eine
Systematische Durchmusterung des Himmels entlang der Ekliptik.
 Ekliptik wurde in 24 Abschnitte aufgeteilt und einzelnen Sternwarten
zugewiesen

Die Entdeckung des Ceres
Giuseppe Piazzi und Carl Friedrich Gauß
 Ceres wurde in der Neujahrsnacht 1801 eher zufällig durch Piazzi entdeckt,
der das Objekt für einen Kometen hielt (während der Überprüfung eines
Sternkataloges). Er verlor den Himmelskörper wegen einer Erkrankung
wieder aus den Augen.
 C. F. Gauß gelang es mit seiner neuentwickelten Methode zur
Bahnbestimmung eine gute Vorhersage für dessen Position zu machen, die
Franz Xaver von Zach befähigten, Ceres am 7. Dezember 1801 wieder
aufzufinden.
 Gauß war zu diesem Zeitpunkt 24 Jahre alt, die Berechnungen machten ihn
international bekannt. Die Methode der Berechnungen hat er 1809 in der
Monografie „Theoria motus corporum coelestium in sectionibus conicis solem
ambientium (Theorie der Bewegung der Himmelskörper, die in Kegelschnitten die
Sonne umlaufen)“ veröffentlicht.
 Daten von Ceres
 Große Halbachse: 2,676 AE,
 Umlaufzeit: 4 Jahre 221 Tage
 Mittlerer Durchmesser: 928 km
 Der neue Himmelskörper wurde von W. Herschel in eine neue Kategorie
„Asteroids“ eingeordnet. Piazzi hatte „Planetoids“ für diesen neuen Typ von
Himmelsobjekt vorgeschlagen.

Weitere Entdeckungen der „Himmelspolizey“
Erst nach 1847 wurde zwischen Asteroiden und Planeten unterschieden,
nach der Entdeckung des Planeten Neptun 1846.

Weitere im19. Jahrhundert entdeckte Asteroiden

Der Asteroidengürtel
Anzahl der dort z. Zt. bekannten Körper: 1011912
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f3/InnerSolarSystem-en.png
Gesamtmasse der Körper im Asteroidengürtel
𝟐, 𝟒 ∗ 𝟏𝟎𝟐𝟏
− 𝟑, 𝟐 ∗ 𝟏𝟎𝟐𝟏
𝒌𝒈 (ca. 4% der Mondmasse)
By Kwamikagami at English Wikipedia, CC BY-SA 3.0,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26833861
Massenverteilung der Asteroiden
https://minorplanetcenter.net//mpc/summary

Die Struktur des Asteroidengürtels
Kirkwoodlücken
 Entfernung von der Sonne ergibt ein ganzzahliges
Verhältnis zur siderischen Umlaufzeit des Jupiters
 𝑇𝐴𝑠𝑡𝑒𝑟𝑜𝑖𝑑 =
𝑛
𝑚
𝑇𝐽𝑢𝑝𝑖𝑡𝑒𝑟
 𝑛, 𝑚 𝑔𝑎𝑛𝑧𝑒 𝑍𝑎ℎ𝑙𝑒𝑛
 Aus dem 3. Keplerschen Gesetzt folgt:
 𝑎𝐿ü𝑐𝑘𝑒 =
𝑎𝐽𝑢𝑝𝑖𝑡𝑒𝑟
3 𝑛
𝑚
2

𝑛
𝑚
= [
4
1
,
7
2
,
3
1
,
8
3
,
5
2
,
7
3
,
9
4
,
2
1
],
 𝐸𝑛𝑡𝑓𝑒𝑟𝑛𝑢𝑛𝑔 𝑑𝑒𝑟 𝐿ü𝑐𝑘𝑛 𝑣𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑟 𝑆𝑜𝑛𝑛𝑒 𝐴𝐸 :
 2,50 2,26 2,71 2,83 2,96 3,03 3,28
https://de.wikipedia.org/wiki/Kirkwoodl%C3%BCcke#/media/Datei:Asteroidenverteilung.PNG

Entstehung der verschiedenen Asteroiden

Zwergplanet, Pluton, Asteroid, Meteoroid
 Zwergplanet (dwarf planet), Definition nach der IAU
(2006):
 Umlaufbahn um die Sonne
 Ist kein Mond
 Genügend Masse um unter Eigengravitation eine nahezu
kugelähnliche hydrostatische Gleichgewichtsform
anzunehmen
 Der Asteroid Hygiea wird vielleicht als Zwergplanet eingestuft.
Meldung vom 28.10.2019
(https://www.eso.org/public/news/eso1918/)
 Pluton, Definition nach der IAU (2006):
 Planet, mit einer Umlaufzeit um die Sonne > 200 Jahre und
Orbit mit hoher Exzentrizät
 Asteroid („kleiner Stern“) wird synonym für Kleinplanet
benutzt
 Meteoroid kleiner Himmelskörper aus Gestein oder Eisen-
Nickel
 Durchmesser < 1 km

Asteroid Ida mit Mond Dactyl
Größe von Ida: 59,8 × 25,4 × 18,6 km
https://de.wikipedia.org/wiki/(243)_Ida
Größenvergleich
Mond
Ceres
Vesta
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7
1759032
http://www.planetary.org/multimedia/space-
images/small-bodies/bennu-particle-ejection.html
https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-
newly-arrived-osiris-rex-spacecraft-
already-discovers-water-on-asteroid
Links:
Asteroid Bennu,
Durchmesser ca. 492 m,
Entdeckung 1999, NEO.
Besuch durch NASA
Mission OSIRIS-REx

Doppelasteroiden-Systeme
Beispiel Antiope
Name Durchmesser (km) Große Halbachse (km) Umlaufzeit (Tage) Datum der
Entdeckung
(90) Antiope
(„Antiope A“)
87,8 85 0,6878 (≈ 𝟏𝟔 𝒉 𝟑𝟎 𝒎) 1. Oktober 1866
S/2000 (90) 1
(“Antiope B“)
83,8 85 0,6878 (≈ 𝟏𝟔 𝒉 𝟑𝟎 𝒎) 10. August 2000
03. Oktober 2000
Bahndaten des Systems
• Große Halbachse: 3,1501 AE
• Umlaufzeit um die Sonne: 5 Jahre 217 Tage

Trojaner, Griechen und Zentauren

Transneptunische Objekte (TNOs) (1)
CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=593384

Transneptunische Objekte (TNOs) (2)
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:EightTNOs-de.png

Gefahr durch Asteroiden, Erdbahnkreuzer
 Erdbahnkreuzer sind Asteroiden, deren Bahn die Bahn der Erde
schneidet
 Englische Bezeichnung Near-Earth Object (NEO)
 Die Untermenge, die gefährlich werden könnte , sind die Potentially
Hazardous Objects (PHOs) bzw. Potentially Hazardous Asteroids (PHAs)
 Amor-Typ: Diese Asteroidentypen kreuzen die Marsbahn in Richtung
Erde. Allerdings kreuzen sie nicht die Erdbahn. Ein Vertreter ist der
1898 entdeckte (433) Eros, der sich der Erdbahn bis 0,15 AE nähert.
 Apollo-Typ: Asteroiden dieses Typs haben eine Bahnhalbachse mit
einer Ausdehnung von mehr als einer AE, wobei einige ihrer Mitglieder
sehr exzentrische Umlaufbahnen besitzen, die die Erdbahn kreuzen
können.
 Aten-Typ: Asteroiden, deren Halbachse typischerweise eine Länge von
weniger als einer AE besitzt. Ihr Aphel ist in allen Fällen außerhalb der
Erdbahn. Aten-Asteroiden können mit ihren exzentrischen Bahnen die
Erdbahn von innen her kreuzen. Benannt wurde die Gruppe nach dem
1976 entdeckten (2062) Aten.

Einschlagskrater Nördlinger Ries & Steinheimer Becken
(vor ca. 14,6 ± 0,2 Millionen Jahren)

Auswirkungen des Ries-Einschlags
Augsburg München
Durchmesser des Asteroiden: ca. 1500 m,
Einschlagswinkel: ca. 30°, Einschlagsgeschwindigkeit: 20 km/s (72000 km/h),
Beim Einschlag freigesetzte Energie: 𝟗, 𝟓𝟒 ∗ 𝟏𝟎𝟐𝟎
𝐉 = 𝟐, 𝟐𝟖 ∗ 𝟏𝟎𝟓
𝐌𝐞𝐠𝐚𝐭𝐨𝐧𝐧𝐞𝐧 𝐓𝐍𝐓 (𝟏𝟖𝟐𝟒𝟎𝟎𝟎 𝑯𝒊𝒓𝒐𝒔𝒉𝒊𝒎𝒂 − 𝑩𝒐𝒎𝒃𝒆𝒏)
Entfernung zum
Einschlagszentrun
60 km 110 km
Hitze- Effekte • Sichtbarer Feuerball ca. 20 km Durchmesser
• Max. der Wärmestrahlung ca. 1 Sekunde nach dem
Einschlag
• Dauer ca. 4 Minuten
• Kleidung geht in Flammen auf, Verbrennungen 3.
Grades am ganzen Körper, Laubbäume entzünden
sich, Gras beginnt zu brennen …
• Kaum Unterschied zu den Werten von Augsburg …
Erdbeben • Ca. 12 Sekunden nach dem Einschlag Erdbeben der
Stärke 8,2 auf der Richterskala …
• Ca. 22 Sekunden nach dem Einschlag Erdbeben der Stärke
8,2 auf der Richterskala …
Auswurf • Ca. 2 Minuten nach dem Einschlag geht
ausgeworfenes Material nieder, erzeugt eine Schicht
von 1,3 Meter Dicke, mittlerer Durchmesser der
Brocken 0,5 m
• Ca. 2,5 Minuten nach dem Einschlag geht ausgeworfenes
Material nieder, erzeugt eine Schicht von 0,2 Meter Dicke,
mittlerer Durchmesser der Brocken 0,1 m
Druckwelle • Maximalwert ca. 4 Minuten nach dem Einschlag
• Gebäude werden weitgehend zerstört …
• Maximalwert ca. 6 Minuten nach dem Einschlag
• Gebäude werden weitgehend zerstört …
Berechnet mit: Earth Impact Effects Program: https://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEarth/ImpactEffects/

Weitere Informationen (Bücher)
 Erik Wischnewski, Astronomie in Theorie und Praxis Kompendium & Nachschlagewerk,
9. Auflage, Kaltenkirchen 2021, ISBN 9783948774004, Band 2, Seite 863 – 883
 David A. Rothery, Neil McBride, Iain Gilmour, An Introduction to the Solar System,
Third Edition, Cambridge 2018, ISBN 9781108430845, Seite 251 – 287
 Paul Murdin, Rock Legends The Asteroids and Their Discoverers, Springer Verlag 2016,
ISBN978331981132-1
 Michael K. Shepard, Asteroids Relics of Ancient Time, Cambridge University Press 2015,
ISBN 9781107061446
 Alan E. Rubin, Disturbing the Solar System Impacts, Close Encounters, and Coming
Attractions, Princeton University Press 2004, ISBN 9780691117430
 David A. Rothery, Planets A Very Short Introduction, Oxford University Press 2010, ISBN
9780199573509, Seite 101 – 109

Weitere Informationen (Internet)
 ESO telescope reveals what could be the smallest dwarf planet yet in the solar system
https://eurekalert.org/pub_releases/2019-10/e-etr102519.php
 Hygiea ist kleinster Zwergplanet https://www.wissenschaft.de/astronomie-physik/hygiea-ist-kleinster-zwergplanet/
 Asteroid Introduction http://solarviews.com/eng/asteroid.htm
 Asteroid or Meteor: What's the Difference?, https://spaceplace.nasa.gov/asteroid-or-meteor/en/
•
 Asteroid, Meteor, Meteorite, and Comet: What's the Difference?
https://www.quickanddirtytips.com/education/science/asteroid-meteor-meteorite-and-comet-whats-the-
difference?utm_source=sciam&utm_campaign=sciam
 Asteroid vs Planetesimal - What's the difference? https://wikidiff.com/asteroid/planetesimal
 A cometary building block in a primitive asteroidal meteorite, https://www.nature.com/articles/s41550-019-0737-8
 Wie übersieht man einen Asteroiden? https://www.scinexx.de/news/kosmos/wie-uebersieht-man-einen-asteroiden/
 Doppel-Asteroid passiert die Erde, https://www.scinexx.de/news/kosmos/doppel-asteroid-passiert-die-erde/
 Kosmisches Bombardement hat sich verstärkt, https://www.scinexx.de/news/geowissen/kosmisches-bombardement-hat-
sich-verstaerkt/
 Poster Meteor-Terminologie, https://www.amsmeteors.org/wp-content/uploads/2013/09/AMS-TERMINOLOGY-2015-DE-
GERMAN.pdf

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
Fragen?

Fragen, die am 18.05.2021 gestellt wurden
 Räumliche Struktur des Asteroidengürtels?
 Untere Grenze der Größe von Asteroiden, dass sie noch entdeckt werden
können?
 https://en.wikipedia.org/wiki/2008_TC3
 Asteroid impact prediction
https://en.wikipedia.org/wiki/Asteroid_impact_prediction#List_of_succe
ssfully_predicted_asteroid_impacts

Größenbestimmung von Asteroiden
 Asteroid Size Estimator https://cneos.jpl.nasa.gov/tools/ast_size_est.html
 H (absolute magnitude) https://cneos.jpl.nasa.gov/glossary/h.html

Tabelle erfolgreich vorhergesagter Asteorideneinschläge
https://en.wikipedia.org/wiki/Asteroid_impact_prediction#List_of_successfully_predicted_asteroid_impacts

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