Planeten und Pluto? Neptun?

Ich habe dieselbe Frage bei physical.SE beantwortet . Ich bin diesem Teil des SE-Netzwerks speziell beigetreten, um diese doppelte Frage auf dieser Website zu beantworten.

Die Astronomie-Gemeinschaft sah sich zwei Krisen in Bezug darauf gegenüber, was einen „Planeten“ ausmacht, zuerst Mitte des 19. Jahrhunderts und in jüngerer Zeit zu Beginn des 21. Jahrhunderts. Die erste Krise betraf die Asteroiden. Die zweite betraf transneptunische Objekte. Beide Krisen forderten Astronomen heraus, sich zu fragen, was ein „Planet“ sei.

1 Ceres, 2 Pallas, 3 Juno und 4 Vesta wurden im ersten Jahrzehnt des 19. Jahrhunderts in schneller Folge entdeckt. Zum Zeitpunkt dieser Entdeckungen gab es keine internationale astronomische Organisation; die Internationale Astronomische Union würde erst in einem weiteren Jahrhundert gegründet werden. Stattdessen fiel die Bezeichnung dessen, was einen „Planeten“ ausmachte, auf die großen astronomischen Almanache wie das Berliner Astronomische Jahrbuch (BAJ). Diese Entdeckungen zu Beginn des 19. Jahrhunderts wurden als neu entdeckte "Planeten" behandelt. Diese Situation blieb etwa 40 Jahre lang unverändert.

Das änderte sich 1845 mit der Entdeckung von 5 Astraea. In den 1850er Jahren wuchs die Liste der Objekte, die die Sonne umkreisen, auf 50, und in den 1860er Jahren wuchs die Liste auf über 100. Die Reaktion der BAJ und anderer war, Ceres, Pallas, Juno und Vesta von ihrem Planetenstatus auf einige herabzustufen geringeren Status, entweder kleiner Planet oder Asteroid. Astronomen hatten keine klare Vorstellung davon, was einen Planeten ausmacht, außer dass er irgendwie groß sein sollte. Ceres, die größte der Gruppe, ist nicht sehr groß. Das Endergebnis all dieser Entdeckungen ab 1845 war, dass die ersten vier entdeckten Asteroiden aus dem Status eines Planeten herabgestuft wurden.

Die zweite Krise begann 1992 mit der Entdeckung von (15760) 1992 QB ₁ . Bis 2006 war die Zahl der transneptunischen Objekte erheblich gestiegen. Waren diese Dinger „Planeten“ oder etwas anderes? Einige Astronomen, insbesondere Alan Stern, wollten, dass der Begriff „Planet“ extrem umfassend ist. Die meisten Astronomen lehnten diese Idee ab.

Paradoxerweise war es Alan Stern selbst, zusammen mit Harold Levison, der das Schlüsselkriterium der „Säuberung der Nachbarschaft“ lieferte, das im Kern dessen liegt, was die IAU als einen „Planeten“ betrachtet. Ihr Artikel, Stern und Levison, "Regarding the Criteria for Planethood and Proposed Planetary Classification Schemes", Highlights of Astronomy 12 (2002): 205-213 schlug vor, "Planet" in zwei Kategorien aufzuteilen, "Überplanet" (Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) und „Unterplaneten“ (Pluto+Charon, Eris, Ceres, Sedna und viele andere).

Stern ist ziemlich heuchlerisch, wenn er schimpft, dass es keine klare Grenze zwischen „Planeten“ und „Zwergplaneten“ gibt. Die Grenze ist riesig, und Stern weiß das. Das Verhältnis des Quadrats der Masse eines Objekts zu seinem Umlaufradius um die Sonne ist der Schlüssel zur Bestimmung, ob ein Objekt den größten Teil des Mülls aus der Nähe der Umlaufbahn des Objekts entfernen kann. In Bezug auf dieses Verhältnis besteht ein Unterschied von fünf Größenordnungen zwischen dem kleinsten der Planeten und dem größten der Zwergplaneten. Dieser Unterschied um fünf Größenordnungen kommt überwiegend in dem Artikel von Stern und Levison vor.

Der einzige Unterschied zwischen dem Vorschlag von Stern und Levison und der angenommenen IAU-Resolution besteht darin, dass Stern und Levison Hunderte (und vielleicht Tausende) von Objekten in Unterkategorien von „Planet“ („Überplanet“ und „Interplant“) einordnen wollten. Andererseits entschied sich die IAU dafür, diese Objekte als die sich gegenseitig ausschließenden Begriffe "Planeten" und "Zwergplaneten" zu bezeichnen. Dies steht im Einklang damit, wie Astronomen mit dieser ersten Krise umgegangen sind. Planeten sollten "groß" sein. Stern und Levison lieferten die notwendige Munition, um groß von nicht so groß zu unterscheiden.

Darüber herrscht tatsächlich Uneinigkeit (innerhalb der IAU?). Dr. Alan Stern (Leiter der Mission New Horizons) weist zum Beispiel darauf hin, dass „diese Regel widersprüchlich ist“ (zB siehe Pluto stimmt „gekapert“ in Revolte ). Nicht nur Neptun hat seinen Weg nicht frei gemacht, sondern das gleiche gilt für Erde, Mars und sogar Jupiter. Jupiter hat eine Reihe von Asteroiden (die Trojaner), die derselben Umlaufbahn folgen (in den Lagrange-Punkten L4 und L5).

Vielleicht sollte die Definition angepasst werden, um nur solche Körper als Planeten in den Sonnensystemen einzuschließen, die alle Objekte von ihrem Weg geräumt haben, mit Ausnahme der Objekte, die sich in resonanten Umlaufbahnen mit dem Planeten befinden.

Resonanzobjekte sind solche Objekte, deren Perioden mit der Periode des Planeten durch ein Verhältnis von "kleinen ganzen Zahlen" in Beziehung stehen. Pluto hat eine Resonanz mit Neptun von 2:3. Dies bedeutet, dass Neptun für jeweils zwei von Pluto abgeschlossene Umlaufbahnen drei Umlaufbahnen absolvieren wird, mit dem Ergebnis, dass Neptun und Pluto nie nahe genug kommen, damit Neptun Pluto aus seiner Umlaufbahn entfernen kann.

Bei den Trojanischen Asteroiden beträgt die Resonanz 1:1. die Trojaner sind immer entweder 60° vor oder hinter Jupiter und kommen daher Jupiter nie nahe.

Die IAU hat nicht verstanden, dass das Konzept "Planet" ein kulturelles Konzept ist, kein wissenschaftliches Konzept, jedenfalls nicht mehr. Natürlich gibt es keine eindeutige objektive wissenschaftliche Definition zwischen dem, was ein Planet ist und was nicht. Merkur und Jupiter in derselben Kategorie? Ja, richtig, als ob das verdeutlicht, wovon wir sprechen, wenn wir das Wort "Planet" verwenden!

Pluto wurde 1930 entdeckt. Damals war ein Planet ein Punkt am Himmel. Seitdem hat sich unser Wissen weiterentwickelt. Die IAU hätte entscheiden sollen, dass in unserer historischen Kultur 9 Planeten entdeckt wurden. Und jetzt entdecken wir viele Objekte, die einigen Planeten sehr ähnlich sind. Ein weiterer Plutoid hier, ein Jupiteroid dort. Aber es gibt nur 9 Planeten im gesamten Universum, weil „Planet“ ein kultureller Begriff ist.

Nun, wie sollen wir Ceres nennen? Es ist kein Planet, es ist kein Asteroid, es ist kein Plutoid. Sind wir zurück im Jahr 1801?

Und so genannte „Exoplaneten“, sind das wirklich Planeten? Woher wissen wir, dass sie ihre Umlaufbahn verlassen haben? Die IAU sollte sich folglich entscheiden, sie als "Exodwarfplaneten" zu klassifizieren. Es wurden keine Exoplaneten bestätigt.

Wie lang ist eine Saite laut verwirrter IAU?