Ist Pluto ein Planet?

Sonntag morgen beim Frühstück. Meine imaginäre Tocher lässt beiläufig mal wieder eine ihrer harmlos klingenden Fragen fallen:

“Daddy, wieviele Planeten hat die Sonne?”

Ich kann die Frage eindeutig und schnell beantworten: Es sind acht.

Im Jahr 1800 waren es noch sieben. Um 1850 waren es dann acht. Und seit Juli 2008 sind es wieder acht, dank der Klärung durch die IAU, der International Astronomical Union. Mit dieser heute gültigen Begriffsklärung sind nicht alle glücklich. Im Gegenteil. Ein kürzlich veröffentlichtes Paper von Metzger et al. stellt die aktuelle Definition von Planeten in Frage, und fällt auf fruchtbaren Boden. Dazu weiter unten mehr. Zuerst schauen wir ein bisschen in die Geschichte.

1800 bis 1850: Asteroiden und Neptun

Zurück ins Jahr 1800. Wir kennen sieben Planeten.

1801 entdeckte Guiseppe Piazza Ceres – kleiner als der Merkur, aber doch ein recht grosser Körper, der zwischen Mars und Jupiter um die Sonne kreist und folglich als Planet betrachtet wurde. Bis etwa 1850 entdeckten Astronomen 23 weitere Körper, Grosse wie Kleine, in dieser Region, und nannten sie ebenfalls als Planeten. Bis sich irgendwann ein mulmiges Gefühl einstellte. Wann würden die Entdeckungen weiterer, kleinerer Körper aufhören? Wieviele Planeten hat die Sonne? Oder, korrekter und ehrlicher, wieviele dieser Körper möchten wir als Planeten bezeichnen?

1846 entdeckte Johann Gottfried Galle einen grossen Planeten, etwa an der Stelle, an der der französische Mathematiker de Verrier ihn vorhergesagt hatte. Ein Triumph der Wissenschaft. Der neu entdeckte Planet wurde Neptun getauft, und bot Anlass, mal über die Bücher zu gehen. Neptun, in etwa so gross wie Uranus und viel grösser als die Erde, durfte sicher zu recht den Titel “Planet” tragen. Aber was war mit dem anderen Kleinzeugs?

Um 1850 hat sich durchgesetzt, die neuentdeckten kleinen Körper als Asteroiden oder Planetoiden zu bezeichnen. Gelegentlich findet man auch den Begriff “Kleinplanet” als Synonym.

Die Welt, oder genauer gesagt, unser Weltbild, war wieder in Ordnung. Übersichtlich. Wir hatten eine neue Schublade erfunden, um die alte Schublade mit der Aufschrift “Planeten” zu entrümpeln, und sie davor zu schützen, dass jede Woche, jeden Tag irgendjemand wieder irgendetwas Unbedeutendes dazu stopft.

1850 bis 1929: Himmliche Ruhe!

Zwar wurden in dieser Phase etliche weitere Asteroiden entdeckt, aber keine Planeten mehr. Generationen von Vätern konnten Generationen von Töchtern eine wohlfundierte Antwort auf die Sonntagsfrage geben. Aber Ungemach droht, denn die Suche nach Planeten ging weiter…

1930 bis “neulich”: Pluto betritt die Bühne und schrumpft

Clyde Tombough entdeckte im Februar 1930 ein relativ grosses Objekt, dass sich meistens ausserhalb, dank einer exzentrischen Bahn gelegentlich innerhalb der Neptunbahn um die Sonne bewegt. Dieser Körper wurde Pluto getauft und dank seiner vermeintlichen Grösse als Planet eingestuft. Die Sonntags-Frühstücks-Frage konnte in den folgenden Jahrzehnten mit

Mein Vater Erklärt Mir Jeden Sonntag Unsere Neun Planeten

beantwortet werden.

Der geschätzte Durchmesser und die geschätzte Masse von Pluto wurden in den folgenden Jahren immer mehr reduziert. Das folgende Diagramm zeigt die geschätzte Masse (in Erdmassen) als Funktion der Zeit. Die Werte vor Plutos Entdeckung basieren auf den beobachteten Bahnstörungen von Neptun und Uranus. Bei seiner Entdeckung hielt man ihn für gleich schwer wie die Erde.

Ich erinnere mich, dass wir auf Konferenzen und in Seminaren oft gescherzt haben, man müsse sich mit einer Mission zum Pluto aber wirklich mal beeilen, damit noch etwas von ihm übrig ist, wenn man ankommt. Wie wir wissen, ist dies mittlerweile gelungen, und die durch NewHorizon gewonnenen Ergebnisse gehören für mich zu den Aufregendsten und Spannendsten und Überraschendsten überhaupt – getoppt vielleicht nur noch durch die kombinierten Voyager 1&2 Daten von Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun zusammen.

1992 bis 2008: Pluto bekommt Konkurrenz

Eigentlich zeichnete sich bereits 1978 ab, dass Plutos Einstufung als Planet nicht so ganz makellos war: Charon wurde entdeckt. Charon kreiste um Pluto, oder genauer, beide kreisten um den gemeinsamen Schwerpunkt, der sich ausserhalb Plutos befindet. Halb so gross und ein Achtel so schwer wie Pluto ist Charon nicht so etwas wie ein vergleichsweise unbedeutender Satellit, sondern eher der kleine Bruder. Viele Astronomen sprachen schon von Pluto-Charon-Doppelplanet. Hier war also schon ein halber Planetenstatus weg. Aber es kam noch “schlimmer” für Pluto.

Seit 1992 tauchen immer mehr vergleichsweise grosse Objekte jenseits der Neptunbahn entdeckt, die Pluto kaum kleiner oder gar grösser als Pluto sind. Diese Körper wurden und werden teils KBOs (für Kuiper Belt Objects), TNOs (Trans-Neptunian Objects), Plutoid (nicht zu verwechseln mit Plutinos, die wiederum aber TNOs sind) genannt. Triton, der grösste Neptunmond und deutlich grösser als Pluto, wird übrigens nicht zuletzt wegen seines retrograden Orbits für ein eingefangenes KBO gehalten.

Eris, der (bisher) Grösste von Ihnen, brachte das Fass zum Überlaufen: Eris den Planetenstatus zu verweigern wäre schwer nachvollziehbar. Wie viele Planeten wollen wir haben? Wie oft soll sich die Anzahl der bekannten Planeten ändern dürfen? Oder setzen wir einen schmerzhaften Schnitt an und erklären alle TNOs, und ausdrücklich inklusive Pluto, zu Nicht-Planeten?

 

Von Jägern und Sammlern: Duzendware?

Ein kleiner Exkurs: Ich weiss nicht, ob heute noch gesammelt wird, aber früher sammelten Leute Briefmarken, Münzen, Bierdeckel, Uhren, Weinetiketten, Modelle… schnell wird die Sammlung zu gross für die Vitrine, und die meisten Stücke wandern in den Keller, auf den Dachboden, in Schuhkartons, Alben etc. Aber die besten Stücke, die Stars, die stellt man sich im Wohnzimmer ins Regal oder hängt sie an die Wand. Und das sind selten mehr als zehn. Maximal ein Duzend. Der Mensch liebt mehrheitlich Ordnung und Übersichtlichkeit.

Müsste ich die Sonntags-Frühstücks-Frage vom Anfang beantworten mit “Letzte Woche hatten wir noch 78 Planeten, lass uns mal googeln, wieviele es heute sind. Aber am Montag, in der Schule, wenn du gefragt wirst, kann das schon wieder anders sein.” – dann wäre meine imaginäre Tochter wenig begeistert.

Fachbücher über Astronomie müssten im Wochentakt neu aufgelegt werden, um aktuell zu bleiben.

Unbefriedigend.

2008: Die IAU räumt auf (und hinterlässt ein Chaos)

Wie es zur Degradierung von Pluto kaum, ist lang und breit anderswo beschrieben worden, zum Beispiel von Florian Freistetter auf ScienceBlogs. Das offensichtliche Resultat ist bekannt:

• Pluto ist kein Planet.
• Andere ähnliche Körper sind ebenfalls keine Planeten.
• Als Trostpflaster wird die neue Kategorie “Zwergplanet” eingeführt und (allzu vage) definiert. Pluto ist der Vorzeige-Zwergplanet und Beispiel für die neue Objektklasse.

Ich kenne niemanden, der sich mit der Definition der Kategorie “Zwergplanet” anfreunden konnte und kann. Und daher sind zwar viele Wissenschaftler und Laien durchaus einverstanden mit der Aussage, Pluto sei kein Planet, fremdeln aber mit der Einstufung als Zwergplanet. Von den Ursurpatoren, den neu entdeckten KBOs, Plutinos, TNOs oder wie auch immer man sie bezeichnen will (siehe letzter Abschnitt), gelten auch nur einige wenige als Zwergplanet (ich mag hier die Namen gar nicht aufzählen, weil die Einstufung oder Nicht-Einstufung so halbgar wirkt). Andere mögen dazu stossen, wenn sich irgendwann herausstellen sollte, dass sie hinreichend rund sind. Ceres ist ein Zwergplanet, Pallas, Juno und Vesta dagegen nicht. Mehr zu Zwergplaneten werde ich in Kürze in einem separaten Artikel diskutieren.

Das aktuelle Paper von Metzger et al.

In den letzten Tagen hat eine Veröffentlichung von Metzger et al. (The Reclassification of Asteroids from Planets to Non-Planets; Philip T. Metzger, Mark V. Sykes, Alan Stern, Kirby Runyond; https://doi.org/10.1016/j.icarus.2018.08.026) einige Aufmerksamkeit erlangt. Runyond hatte die wesentlichen Aussagen bereits 18 Monate zuvor auf der Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) präsentiert. Die Autoren fordern, Pluto und einige andere Objekte als Planeten zu klassifizieren. Die vorgebrachten Argumente sind nicht falsch, aber wirken doch etwas tendenziös ausgewählt:

• Die Autoren argumentieren, auch früher schon seien viele andere Objekte als “Planet” bezeichnet worden, und nicht nur die jetzt anerkannten acht. Das mag stimmen, aber das Argument klingt doch etwas nach “Das haben wir immer schon so gemacht” und verhindert, wenn man es gelten lässt, Fortschritt und Anpassungen. Es ist im Grunde zutiefst wissenschaftsfeindlich.
• Die Autoren argumentieren, alle Körper, die eine spannende Geschichte, eine runde Gestalt und ein gewisses Mass an Komplexität aufweisen, als Planet zu bezeichnen. Triton, vermutlich ein eingefangenes KBO, wäre dabei, Enceladus auch, ebenso Io, natürlich Pluto und dann noch viele andere. Ja, Planetologen nennen alle diese Körper “planetary bodies” und behandeln sie mehr oder weniger gleichberichtigt, das heisst mit denselben Methoden und derselben Aufmerksamkeit. Da ist was dran. Nach einer klaren Definition klingt das aber nicht (meine imaginäre Tochter wäre unzufrieden). Die Autoren merken an dieser Stelle auch an, dass “derzeit etwa 110 Objekte” zu Planeten befördert würden. (Bissige Randbemerkung: ein Merksatz a la “Mein Vater Erklärt Mir…” mit 110 oder mehr Wörtern dürfte wohl kaum noch Merksatz heissen). Würde man diesem Argument folgen, so würde man das Kind mit dem Bade auskippen. Pluto wäre wieder ein Planet, und gut 100 andere Objekte auch.
• Die Autoren führen an, es solle keine Rolle spielen, ob ein Objekt um die Sonne oder um einen Planeten kreist. Hauptsache, es ist rund und komplex. Demnach wäre Enceladus ein Planet, der gleich grosse aber “langweilige” Mimas aber nicht. Io, Europa und Ganymed wären Planeten, Kallisto aber eher nicht. Und, sind diese neuen Planeten immer noch Monde? Kann ein Objekt gleichzeitig Mond und Planet sein? Wenn nein, wieviele Monde hat dann Jupiter?

Welche Motive haben die Autoren?

Abschliessend fällt auf, dass alle Autoren zum Science Team der NewHorizon Mission gehören. (Für Kenner der Materie nicht überraschend) Aus dieser Ecke kommen seit 2008 immer wieder Vorschläge, Pluto den Planetenstatus zurückzugeben. Widersacher unterstellen dieser Gruppe zwei Motive (ob zu recht, vermag ich nicht zu sagen): (1) NewHorizon soll eine Planetenmission und nicht eine Zwergplanetenmission sein. (2) Pluto war der einzige in der neuen Welt entdeckte Planet. Die verbleibenden acht kennen wir entweder seit Ewigkeiten, oder wurden in Europa von Europäern entdeckt. Ich möchte den “Pluto-for-Planet” Verfechtern aber keine gekränkte Eitelkeit unterstellen. Zumal Kritik an der unzureichenden Definition von Zwergplaneten durchaus berechtigt ist.

Zusammenfassung und Ausblick

Fangen wir mit der Zusammenfassung an: offensichtlich stehen verschiedene Ansichten und Absichten einer einfachen Lösung, neu oder alt entgegen:

• Planetologen finden Pluto und andere Körper ebenso spannend und behandeln sie gleich wie die klassichen Planeten. Io, Enceladus, Pluto: alles spannende Körper, rund, komplex, gross genug für geologische Aktivität und eine bewegte Geschichte. Aus dieser Ecke sind Bestrebungen, alle runden, grossen und vor allem entwickelten Körper gleich zu bezeichnen, gut nachvollziehbar.
• Andererseits besteht ein – wie ich finde berechtigtes – Interesse daran, eine beschränkte, übersichtliche und auf längere Zeit stabile Anzahl an Objekten als “Planet” zu bezeichnen.
• Den Planeten und den Nicht-Planeten ist es vollkommen wurscht, wie wir sie bezeichnen. Ihre Natur ändert sich dadurch nicht. Der Begriff “Planet” ist ein menschliches Konstrukt, das uns helfen soll, Ordnung zu halten. Alles in eine Schublade stopfen ist unbefriedigend. Für jedes Fundstück eine eigene Schublade anlegen auch. Einige Exemplare würden sicher in mehr als eine Schublade passen.
• Zum Ausblick: natürlich weiss ich nicht, wo die Reise hingeht und ob und wenn was die IAU in dieser Angelegenheit unternehmen wird. Aber ich hab das Gefühl, das einerseits die neugeschaffene Klasse “Zwergplanet” nicht zweckmässig ist und nicht akzeptiert ist. Andererseits glaube ich, dass man den Titel “Planet” weiterhin nur selten vergeben wird.
• Zum Thema “Zwergplanet oder Mond” arbeite ich gerade an einem Blogartikel, der wohl für die meisten überrraschend, provokatisch und unbefriedigend sein wird. Stay tuned!