Planetenforscher schlagen eine neue Definition des Begriffs Planet vor, die die bisherige Definition ersetzen soll, die viele Forscher als sonnenzentriert und veraltet ansehen. Die aktuelle Definition – die 2006 von der Internationalen Astronomischen Union (IAU), der Organisation, die offiziell Objekte im Weltraum benennt, festgelegt wurde – legt fest, dass ein Himmelskörper, um als Planet zu gelten, in unserem Sonnensystem die Sonne umkreisen muss.
Aber Wissenschaftler wissen, dass Himmelskörper, die Sterne außerhalb unseres Sonnensystems umkreisen, ziemlich häufig sind, und ein demnächst erscheinender Artikel in der Zeitschrift für Planetenforschung plädiert für eine neue Definition eines Planeten, die beinhaltet, dass er nicht durch die Grenzen unseres Sonnensystems eingeschränkt ist. Der Vorschlag liefert auch quantitative Kriterien, um die Definition eines Planeten weiter zu präzisieren. Das Papier ist derzeit verfügbar auf der arXiv Preprint-Server.
Jean-Luc Margot, Hauptautor des Artikels und UCLA-Professor für Erd-, Planeten- und Weltraumwissenschaften sowie für Physik und Astronomie, wird die vorgeschlagene neue Definition auf der Generalversammlung der IAU im August 2024 vorstellen.
Nach der aktuellen Definition ist ein Planet ein Himmelskörper, der die Sonne umkreist und so massiv ist, dass die Schwerkraft ihn in eine Kugelform zwingt und andere Objekte in der Nähe seiner Umlaufbahn um die Sonne verdrängt.
„Die aktuelle Definition erwähnt ausdrücklich die Umlaufbahn um unsere Sonne. Wir wissen jetzt von der Existenz von Tausenden von Planeten, aber die Definition der IAU gilt nur für die in unserem Sonnensystem“, sagte Margot. „Wir schlagen eine neue Definition vor, die auf Himmelskörper angewendet werden kann, die jeden Stern, jeden Sternenrest oder jeden Braunen Zwerg umkreisen.“
Die Autoren argumentieren, dass die Anforderung, unsere Sonne zu umkreisen, zu spezifisch sei, andere Kriterien in der IAU-Definition jedoch zu vage seien. So heißt es dort beispielsweise, ein Planet habe „seine Umlaufbahn verlassen“, ohne zu sagen, was das bedeutet. Die vorgeschlagene neue Definition enthält quantifizierbare Kriterien, die zur Definition von Planeten innerhalb und außerhalb unseres Sonnensystems angewendet werden können.
In der neuen Definition ist ein Planet ein Himmelskörper, der:
Margot und ihre Co-Autoren Brett Gladman von der University of British Columbia und Tony Yang, ein Schüler der Chaparral High School in Temecula, Kalifornien, führten einen mathematischen Algorithmus für die Eigenschaften von Objekten in unserem Sonnensystem aus, um zu sehen, welche Objekte sich zusammenballen. Die Analyse ergab Gruppen unterschiedlicher Eigenschaften, die die Planeten unseres Sonnensystems gemeinsam haben und die als Ausgangspunkt für die Erstellung einer Taxonomie für Planeten im Allgemeinen verwendet werden können.
Wenn beispielsweise die Schwerkraft eines Objekts ausreicht, um einen Weg freizumachen, indem es kleinere Objekte in der Nähe ansammelt oder ausstößt, wird es als dynamisch dominant bezeichnet.
„Alle Planeten in unserem Sonnensystem sind dynamisch dominant, andere Objekte – darunter Zwergplaneten wie Pluto, der kein echter Planet ist, und Asteroiden – sind es jedoch nicht“, sagte Margot. „Diese Eigenschaft kann also in die Definition von Planet einbezogen werden.“
Die Anforderung der dynamischen Dominanz liefert eine untere Grenze für die Masse. Potenzielle Planeten können jedoch auch zu groß sein, um der neuen Definition zu entsprechen. Einige Gasriesen sind beispielsweise so groß, dass es zu einer thermonuklearen Fusion von Deuterium kommt und das Objekt zu einem Substern, einem sogenannten Braunen Zwerg, wird und somit kein Planet mehr ist. Diese Grenze wurde auf die Masse von 13 oder mehr Jupitern festgelegt.
Die aktuelle Anforderung, dass Planeten kugelförmig sein müssen, ist dagegen problematischer. Entfernte Planeten können selten detailliert genug beobachtet werden, um ihre Form mit Sicherheit zu bestimmen. Die Autoren argumentieren, dass die Formanforderung so schwer umzusetzen ist, dass sie für Definitionszwecke praktisch nutzlos ist, obwohl Planeten im Allgemeinen rund sind.
„Definitionen, die auf der am einfachsten messbaren Größe – der Masse – basieren, machen Diskussionen darüber überflüssig, ob ein bestimmtes Objekt das Kriterium erfüllt oder nicht“, sagte Gladman. „Das ist eine Schwäche der aktuellen Definition.“
Die gute Nachricht ist, dass Himmelskörper, die größer als 1021 kg sind, im Sonnensystem rund zu sein scheinen. Daher wird erwartet, dass alle Körper, die die vorgeschlagene untere Massengrenze von 1023 kg erfüllen, kugelförmig sind.
Obwohl es mit einer offiziellen Änderung der IAU-Definition des Begriffs „Planet“ wohl noch einige Jahre dauern wird, hoffen Margot und seine Kollegen, dass ihre Arbeit eine Diskussion anstößt, die zu einer verbesserten Definition führt.
Mehr Informationen:
Jean-Luc Margot et al, Quantitative Kriterien zur Definition von Planeten, Zeitschrift für Planetenforschung (2024). DOI: 10.3847/PSJ/ad55f3. An arXiv: arxiv.org/abs/2407.07590