De planetoïden
NAAMGEVING EN EIGENSCHAPPEN
Planetoïden, ook wel asteroïden, kleine planeten of mindere planeten genoemd, zijn stukken materie in ons zonnestelsel die zich evenals planeten in een baan om de zon bewegen. Er zijn er inmiddels ruim 300 000 bekend. Verreweg de meeste hebben banen tussen de planeten Mars en Jupiter. De grootste zijn bijna 1000 km groot, maar de overgrote meerderheid is zo klein als stof. Die laatsten zijn met een telescoop niet waarneembaar, maar ze komen veelvuldig als vallende sterren op aarde. Het materiaal schijnt vaak steenachtig te zijn, maar soms is het ijzer- of nikkelhoudend en op grote afstand van de zon zijn er ook ijsplanetoïden.
Een planetoïde wordt ook kleine planeet of asteroïde genoemd. De term asteroïde wordt gewoonlijk gebruikt om een diverse groep kleine hemellichamen in ons zonnestelsel te benoemen die een omloopbaan hebben rond onze zon. Asteroïde is het meest gebruikte woord in de Engelse literatuur voor kleine planeten. De International Astronomical Union verkiest de term kleine planeet.
In 2006 heeft de International Astronomical Union de term small solar system body (SSSB) ingevoerd, die de meeste hemellichamen omvat die vroeger als kleine planeten of kometen aangeduid werden. Tegelijkertijd werd de term dwergplaneet ingevoerd waarin de grootste kleine planeten en ook Pluto werden ingedeeld. Om dwergplaneet genoemd te worden moet het hemellichaam zwaar genoeg zijn om door zijn eigen zwaartekracht een ronde vorm aangenomen hebben en moet de omloopbaan rond onze zon zijn. Indien de massa zo groot is dat zich geen andere materie meer bevindt in zijn omloopbaan dan spreekt men van een planeet. De eerst ontdekte planetoïde Ceres werd een dwergplaneet toen de definitie veranderde op 24 augustus 2006.
VORM
Vanaf de aarde gezien zijn de meeste planetoïden te klein om zelfs met een telescoop details te laten zien, het zijn niet meer dan lichtpuntjes, zoals ook een ster er uitziet. Waarschijnlijk is dat ook de reden waarom ze in een aantal talen asteroïde worden genoemd. Enkele planetoïden zijn sinds 1991 door ruimtesondes van dichtbij gefotografeerd waaronder Gaspra, Ida, Eros, Mathilde, Braille, Annefrank en Itokawa. Het zijn onregelmatige, aardappelvormige steenklompen, met veel kleine en soms grotere kraters. Ze lijken daarmee erg op sommige manen, zoals de Marsmaan Phobos of de Saturnusmaan Phoebe; waarschijnlijk zijn dat oorspronkelijk ook planetoïden geweest, die later door een planeet werden ingevangen. Ook is er gelijkenis met de rots- en ijsachtige kernen van kometen. Dat planetoïden een grillige vorm hebben, blijkt ook uit het feit dat veel een regelmatig wisselende helderheid hebben: kennelijk zien we door de aswenteling vanaf de aarde afwisselend een heldere of brede, en een donkere of smalle kant.
In tegenstelling tot planeten of dwergplaneten hebben planetoïden geen bolvorm. Dat komt doordat ze zo klein en licht zijn. Hoe meer massa een planetoïde of planeet heeft, des te groter is de zwaartekracht aan het oppervlak. Daardoor kunnen uitstulpingen en bergen inzakken door hun eigen gewicht. Een grotere planeet heeft dus lagere bergen. Bij planetoïden is deze kracht meestal veel te gering om invloed te hebben. Van een aantal planetoïden is inmiddels bekend of bestaan sterke aanwijzingen dat ze wel zwaar genoeg zijn om onder hun eigen zwaartekracht een bolvorm aan te nemen.
GROOTTE
Uit de gemiddelde helderheid is de grootte van een planetoïde te berekenen als we het lichtweerkaatsend vermogen (albedo) kennen, maar dat loopt bij planetoïden enorm uiteen: er zijn "zwarte" planetoïden (minder dan 5% weerkaatsing) maar ook heel heldere (50% of meer). Schattingen van de afmetingen van planetoïden zijn daardoor vaak nogal onzeker. Slechts voor een beperkt aantal heeft men de middellijn direct kunnen meten, bijvoorbeeld door middel van een sterbedekking. Er zijn bovendien voorbij de baan van Neptunus vele tientallen planetoïden met een middellijn van meer dan 250 km. Van de meeste daarvan is de grootte alleen bij benadering bekend. De grootst bekende is Eris, met een middellijn van minimaal 2300 km. Op het 26e congres van de IAU is besloten dat dit soort objecten dwergplaneet genoemd worden indien ze onder hun eigen zwaartekracht de bolvorm aangenomen hebben. Afhankelijk van het soort materiaal gebeurt dit bij diameters tussen 800 en 1000 km.
MASSA
Het is niet gemakkelijk de massa van een planetoïde te meten; het is hiervoor nodig dat een ander object (een andere planetoïde, een ruimtesonde, of een maantje) zich vrij dicht langs de planetoïde beweegt, zodat men de verstoring van de baan kan meten. Sinds 1993 is gebleken dat tientallen planetoïden een maantje hebben, waardoor het aantal massabepalingen sterk is toegenomen. In veel gevallen blijkt de dichtheid erg gering te zijn, vaak niet veel meer dan 2 kg/dm3. Dat wijst erop dat planetoïden eerder hopen gruis dan massieve lichamen zijn. Dit is waarschijnlijk het gevolg van de relatief frequente onderlinge botsingen in de planetoïdengordel. Een hoop gruis zal bovendien niet zo snel in talloze fragmenten uiteenbarsten als het door een tamelijk groot object getroffen wordt; dit zal dan eerder leiden tot een herschikking van de gruishoop.
SAMENSTELLING
Bestudering van de planetoïden heeft aan het licht gebracht, dat het overgrote deel uit silicaten bestaat (steenmeteorieten) en een klein deel uit ijzer en nikkel (ijzernikkelmeteorieten). Ook zijn er combinaties van beide soorten. Omdat de planetoïden uit nuttige materialen bestaan is het idee ontstaan erts te winnen uit één of meerdere planetoïden. Een planetoïde kwam in de aandacht omdat men de grondstof van de planetoïde wil ontginnen en een proces over het eigendomsrecht van de planetoïde.
OMWENTELINGSTIJD
Aangezien planetoïden om hun eigen as draaien, kan de lichtweerkaatsing van de planetoïde veranderen tijdens de asomwenteling. Uit zulke periodieke helderheidswisselingen is voor veel planetoïden de omwentelingstijd bepaald; meestal ligt die tussen drie uur en één dag.
Planetoïden worden in groepen verdeeld op basis van hun gemiddelde afstand tot de zon (halve lange baanas, symbool a). Dit is equivalent met een indeling naar hun omlooptijd rond de zon. De grenzen tussen de groepen worden gelegd bij omlooptijden die een eenvoudige verhouding hebben met de omloopstijden van planeten.
OMLOOPBAAN
Planetoïden volgen verschillende omloopbanen, en worden ook op basis daarvan onderverdeeld.
1. Plaats van hun omloopbaan tot de aarde
Aardscheerders, planetoïden die de baan van de aarde kruisen of zeer dicht naderen deze worden verder onderverdeeld in de Aten groep, de Apollo groep en de Amor groep planetoïden die buiten de baan van de aarde blijven, welke in de meerderheid zijn. Planetoïden die volledig binnen de baan van de aarde blijven, hiervan zijn er nog maar twee bekend. Andere groepen: klik hier.
2. Plaats van de omloopbaan tot andere planeten
Marskruisende planetoïden. Centaurs zijn planetoïden, die grotendeels uit ijs bestaan en om de zon draaien tussen de banen van Jupiter en Neptunus. Trojanen zijn planetoïden die zich in de Lagrangepunten L4 en L5 van planeetbanen (met name die van Jupiter) bevinden.
PANETOIDEGORDEL TUSSEN MARS EN JUPITER
De planetoïdengordel of hoofdgordel is een regio in het zonnestelsel ruwweg tussen de planeten Mars en Jupiter, waar de grootste concentratie van planetoïdenbanen zich bevindt. De afstand tot de zon bedraagt tussen de 2,1 en 3,3 AE. De term planetoïdengordel kan ook in algemene zin worden gebruikt voor andere soortgelijke gebieden zoals de Kuipergordel en de scattered disk in ons zonnestelsel en een recent ontdekte bij de ster HD69830. Om de gordel tussen Mars en Jupiter van die andere gordels te onderscheiden wordt hij wel de main belt genoemd.
Ontstaan
Men vermoedt dat tijdens de vorming van het zonnestelsel de planeten zijn gevormd door samenklontering van planetesimalen. Veelvuldige dergelijke botsingen gaven aanleiding tot de vorming van de vaste planeten en de kernen van de gasreuzen. Tussen Mars en Jupiter zorgde het sterkte gravitatieveld van Jupiter er echter voor dat de planetesimalen uiteindelijk geen nieuwe planeet konden vormen. In plaats daarvan bleven ze rond de Zon draaien zoals voorheen. Een groot deel van de planetesimalen in deze zone werd waarschijnlijk door Jupiter ook naar zich zelf toegetrokken of over andere delen van het zonnestelsel verstrooid, zodat de resterende massa nog slechts voldoende zou zijn voor een heel kleine dwergplaneet. De gordel kan dus worden beschouwd als een overblijfsel van het primitieve zonnestelsel. Maar uit vele observaties blijkt een actieve evolutie van de fysische toestand, zodat de planetoïden niet helemaal meer zoals vroeger zijn. Aan de andere kant wordt van de objecten in de Kuipergordel vermoed dat ze weinig zijn veranderd sinds het ontstaan van het zonnestelsel.
Uitzicht
In tegenstelling tot het idee dat de meesten hebben, bestaat de planetoïdengordel grotendeels uit lege ruimte. De planetoïden zijn verspreid over zo'n groot volume dat het zeer onwaarschijnlijk zou zijn er één te bereiken zonder goed te mikken. Er zijn zelfs hele zones waar vrijwel geen planetoïden voorkomen, de zogenaamde Kirkwoodscheidingen. Planetoïdengordels zijn altijd een inspiratiebron voor sciencefictionverhalen geweest, omdat men steeds dacht dat ze zo dicht waren dat avontuurlijke maatregelen moesten worden getroffen om een botsing te vermijden. In werkelijkheid zijn de planetoïden zo wijd verspreid dat het weinig waarschijnlijk is om zelfs maar in de buurt van een willekeurige planetoïde terecht te komen. De vele ruimtesondes, bijvoorbeeld, die door de ring werden gestuurd, hebben nooit enige problemen ondervonden en voor missies naar een planetoïde moeten eerst lange richtprocedures worden uitgevoerd. Niettemin zijn er tienduizenden planetoïden bekend en schattingen van het totale aantal zijn van de orde van miljoenen. Ongeveer 220 ervan zijn groter dan 100 km. De grootste is de dwergplaneet Ceres met een diameter van ongeveer 1000 km. De totale massa van de planetoïdengordel wordt geschat op ongeveer 4 × 1021 kg (waarvan ongeveer een derde geconcentreerd in Ceres), wat minder is dan de massa van Pluto en ongeveer 1500 maal minder dan de massa van de aarde. Het grote aantal zorgt ervoor dat botsingen vaak gebeuren (naar astronomische maatstaven). Door zo'n botsing kan een planetoïde uiteenvallen in een aantal kleinere stukken (wat leidt tot een nieuwe planetoïdenfamilie, of anders — als de botsing gebeurt bij kleine relatieve snelheid — kunnen de twee planetoïden bij elkaar blijven. Na vijf miljard jaar is de populatie van de planetoïdengordel aanzienlijk veranderd.
De belangrijkste objecten
Ceres (tegenwoordig beschouwd als dwergplaneet)
Pallas
Vesta
Zoektocht
De wet van Titius-Bode was de aanleiding om op zoek te gaan naar een planeet tussen Mars en Jupiter. Het is een wiskundige formule opgesteld aan de hand van de waargenomen plaatsen van de planeten zonder wetenschappelijk basis. Op basis van deze aanname zette Franz Xaver von Zach in 1800 een van de eerste internationale wetenschappelijke onderzoeksprogramma's op het getouw, dat bekend is geworden onder de naam Celestial Police. Men zocht naar een kleine planeet, anders was die planeet reeds lang ontdekt. Men ontdekte echter niet één planeet tussen Mars en Jupiter, maar verschillende planetoïden.
Op 1 januari 1801 ontdekte de sterrenkundige Giuseppe Piazzi in Palermo de eerste planetoïde in het sterrenbeeld Stier: Ceres. Men dacht de gezochte planeet gevonden te hebben.
In 1802 ontdekte Heinrich Olbers in het sterrenbeeld Maagd onverwacht de tweede planetoïde: Pallas. Men ging toen op zoek naar nog meer planetoïden. Op 1 september 1804 werd in het sterrenbeeld Vissen de derde planetoïde gevonden: Juno. Op 28 maart 1807 ontdekte Olbers de vierde planetoïde: Vesta. Daarna duurde het tot 1845 voor de volgende planetoïde gevonden werd. Daarna ging het echter vlug:
1900: 450 planetoïden gevonden
september 1980: 2289
december 1989: 4295
eind 1995: 29 000
eind 2000: 108 000
eind 2005: reeds van 305 000 planetoïden is de baan bekend.
Tegenwoordig is de zoektocht naar planetoïden weer actueel door het gevaar van planetoïden die op aarde zouden kunnen botsen. LINEAR en andere zoekprojecten houden zich continu bezig met het volgen en catalogiseren van de planetoïden. Het aantal geobserveerde planetoïden per observator wordt bijgehouden. Meer dan de helft, 47 899 van de 90 154 (22 nov 2004) zijn gevonden door het LINEAR-project. Iedereen mag meewerken aan het zoeken naar nieuwe planetoïden, mits hij over de nodige apparatuur beschikt en de opgelegde regels volgt. Een nieuwe observatie moet minimum twee nachten gedurende 30 minuten gebeuren.
Aantal
Volgens de maandelijks bijgewerkte gegevens van het Minor Planet Center van de IAU was de stand van zaken in april 2016 als volgt: 2.657.586
Het aantal planetoïden in ons zonnestelsel is natuurlijk niet constant.
- Planetoïden kunnen uit elkaar spatten door inslag van een andere planetoïde en veel nieuwe kleinere planetoïden vormen.
- Door inslag van andere planetoïden kan de baan van de planetoïde veranderd worden, richting buiten ons zonnestelsel.
- Door inwerking van een ander zonnestelsel kunnen planetoïden uit ons zonnestelsel gerukt worden.
- Planetoïden kunnen inslaan op planeten of verbranden tijdens het indringen van een atmosfeer.
Planetoidengroepen. Klik hier.
Inslaggevaar
Sommige planetoïden komen sterk in de aandacht omdat ze dicht langs de aarde voorbijkomen, of verbranden in de atmosfeer. De vrees voor een catastrofe door het botsen van een grote planetoïde met de aarde houdt de aandacht gericht op de planetoïden. De aandacht voor het risico op inslagen, is vooral te danken aan het werk van Eugene Shoemaker, die in 1960 aantoonde dat inslagen van meteorieten een grote rol hebben gespeeld bij de vorming van kraters op de aarde en de maan.
Inslag van een planetoïde op de Aarde
Het massaal uitsterven van diersoorten 65 miljoen jaar geleden wordt toegeschreven aan de inslag van een middelgrote planetoïde. De eerstvolgende planetoïde die een mogelijke dreiging vormt, is waarschijnlijk Apophis die op 13 april 2036 onze aarde zal bereiken, en een kans van 1 op 45.000 heeft om onze planeet daadwerkelijk te raken. Het is vooral de ex-astronaut Rusty Schweickart die momenteel aandringt op een UN commissie die de dreiging van planetoïden onder de loep moet nemen en tot eventuele maatregelen moet besluiten, zoals het sturen van een ruimtemissie om de planetoïde uit zijn baan te brengen.
In oktober 2008 werd vanuit de Verenigde Staten voor het eerst een vermoedelijke "inslag" van een slechts kort tevoren ontdekte, de aarde naderende kleine planetoïde gemeld. Het betrof het object genaamd 2008 TC3, vermoedelijk met de omvang van niet meer dan een personenauto, die boven noordelijk Soedan in de atmosfeer zou exploderen met een kinetische energie-equivalent van 1.000 of 2.000 ton TNT.
De melding had betrekking op een planetoïde die de voorgaande nacht ontdekt was door Richard Kowalski en anderen op een observatorium in Arizona. Peter Brown, een meteoor-onderzoeker aan de Universiteit van West Ontario in Canada, meldde dat de explosie geregistreerd was door een ultrageluid-sensor van het International Monitoring System dat dient voor de detectie van kernwapenexlosies. Op beelden van de ESA-weersatelliet zou de gebeurtenis ook waargenomen zijn. Zdenek Charvat van het Tsjechisch Hydrometeorologisch Instituut ontdekte als eerste de flits op de Meteosat-opnamen.
Risicofactoren
De kans op en de gevolgen van een inslag van een planetoïde worden bepaald door het aantal planetoïden met een baan die in de buurt van de aardbaan komt, de snelheid van de planetoïden en hun massa (dus hun kinetische energie), hun samenstelling (makkelijker of minder makkelijk verbrandbaar tijdens hun tocht in de atmosfeer) en hun grootte (al of niet volledig verbrand tijdens hun tocht door de atmosfeer). Het risico (inslagkans maal mogelijke gevolgen) van een mogelijke inslag wordt uitgedrukt in de schaal van Torino. Een zware inslag kan niet alleen grote plaatselijke schade veroorzaken, maar zelfs het milieu totaal veranderen, bijvoorbeeld door grootschalige bosbranden en "impact winter" effecten door de enorme stofuitstoot in de atmosfeer.
Van 1995 tot 2002 werden gedurende acht jaar optische flitsen waargenomen door satellieten, welke afkomstig zijn van planetoïden van 50-100 meter die in de atmosfeer ontploffen. Men schat nu dat de aarde eenmaal per jaar geraakt wordt door een planetoïde die een energie doet vrijkomen van 5 kiloton TNT. Planetoïden, zoals die van de inslag in Tunguska die 2000 vierkante kilometer van het Siberisch woud met de grond gelijk maakte in 1908, en die een energie van 10 megaton TNT liet vrijkomen, hebben een frequentie van eenmaal in de duizend jaar. Vroegere observaties van op de aarde gaven een frequentie van eenmaal in de 300 jaar.
De snelheid
Het gevaar van de planetoïden is niet in de eerste plaats de grootte, maar wel de snelheid waarmee ze de aarde kunnen bereiken, namelijk tot meer dan 20 km/s. Door de enorme kinetische energie, evenredig met de snelheid in het kwadraat, kunnen ze een grote krater slaan, waarbij grote hoeveelheden stof, gruis en gesmolten materiaal de atmosfeer in worden geworpen. Indien de inslag in zee is, bestaat het risico van vernietigende Tsunami's.
De samenstelling en de grootte van de planetoïden. Sommige materialen fragmenteren en verbranden erg makkelijk bij het binnendringen van de atmosfeer. IJzerrijke planetoïden fragmenteren minder makkelijk in de atmosfeer en zullen eerder op de aarde neerslaan. Afhankelijk van de grootte en de samenstelling kan de planetoïde uit elkaar spatten vooraleer ze de grond bereikt, waardoor het rampgebied veel groter kan worden indien het op lagere hoogte gebeurt.
Bescherming
De eerste bescherming is natuurlijk het gevaar op voorhand onderkennen. Daarom wordt een inventaris gemaakt van zoveel mogelijk planetoïden. Veel planetoïden kaatsen echter te weinig licht terug en worden zeer laat of niet ontdekt. Verder zou het kunnen dat een planetoïde steeds de kleinste zijde naar de aarde toekeert, waardoor ontdekken moeilijker is en de grootte van de planetoïde sterk onderschat wordt.
Indien een grote planetoïde op tijd ontdekt wordt kan overwogen worden deze te verbrijzelen met een atoomwapen. Dit wapen zou de planetoïde echter in veel kleinere stukken kunnen verdelen, waardoor het rampgebied veel groter zou worden. Bovendien zouden de brokstukken radio-actief worden. Door het atoomwapen op een afstand van de planetoïde te laten ontploffen zou door de druk de baan van de planetoïde afgebogen kunnen worden. Voor een planetoïde met een zeer poreuze structuur zou die baancorrectie echter bijna nihil zijn.
Een derde mogelijkheid is een groot 'vergrootglas' op de meteoor te richten. Door een gebundelde zonnestraal op de planetoïde te richten gedurende verschillende jaren zou de planetoïde voldoende van zijn baan kunnen afwijken, zodat deze de aarde op een veilige afstand passeert. Zulk een principe wordt reeds gebruikt in de ruimte voor het bundelen van radiogolven. Dit moet echter nog uitgewerkt worden voor bundeling van de zonnestralen. Tevens moet de planetoïde dan vele jaren op voorhand ontdekt zijn.
Geen inslag van een planetoïde op Mars
Eind december 2007 werd uitgekeken naar een mogelijke inslag van een planetoïde, 2007 WD5, op Mars. De planetoïde werd pas in november 2007 ontdekt en zou mogelijk op 30 januari 2008 inslaan op Mars. Het zou de eerste inslag van een planetoïde zijn op een planeet die waargenomen wordt, aangezien tot nu toe alleen een inslag van een komeet waargenomen werd. (In de jaren 90 werd de inslag van restanten van de komeet Shoemaker-Levy 9 op Jupiter waargenomen). Op 11 januari 2008 berichtte NASA echter dat er geen inslag zou plaatsvinden.
Extra uitleg over de planetoïden. Klik hier of Klik hier.
Een planetoïde wordt ook kleine planeet of asteroïde genoemd. De term asteroïde wordt gewoonlijk gebruikt om een diverse groep kleine hemellichamen in ons zonnestelsel te benoemen die een omloopbaan hebben rond onze zon. Asteroïde is het meest gebruikte woord in de Engelse literatuur voor kleine planeten. De International Astronomical Union verkiest de term kleine planeet.
In 2006 heeft de International Astronomical Union de term small solar system body (SSSB) ingevoerd, die de meeste hemellichamen omvat die vroeger als kleine planeten of kometen aangeduid werden. Tegelijkertijd werd de term dwergplaneet ingevoerd waarin de grootste kleine planeten en ook Pluto werden ingedeeld. Om dwergplaneet genoemd te worden moet het hemellichaam zwaar genoeg zijn om door zijn eigen zwaartekracht een ronde vorm aangenomen hebben en moet de omloopbaan rond onze zon zijn. Indien de massa zo groot is dat zich geen andere materie meer bevindt in zijn omloopbaan dan spreekt men van een planeet. De eerst ontdekte planetoïde Ceres werd een dwergplaneet toen de definitie veranderde op 24 augustus 2006.
VORM
Vanaf de aarde gezien zijn de meeste planetoïden te klein om zelfs met een telescoop details te laten zien, het zijn niet meer dan lichtpuntjes, zoals ook een ster er uitziet. Waarschijnlijk is dat ook de reden waarom ze in een aantal talen asteroïde worden genoemd. Enkele planetoïden zijn sinds 1991 door ruimtesondes van dichtbij gefotografeerd waaronder Gaspra, Ida, Eros, Mathilde, Braille, Annefrank en Itokawa. Het zijn onregelmatige, aardappelvormige steenklompen, met veel kleine en soms grotere kraters. Ze lijken daarmee erg op sommige manen, zoals de Marsmaan Phobos of de Saturnusmaan Phoebe; waarschijnlijk zijn dat oorspronkelijk ook planetoïden geweest, die later door een planeet werden ingevangen. Ook is er gelijkenis met de rots- en ijsachtige kernen van kometen. Dat planetoïden een grillige vorm hebben, blijkt ook uit het feit dat veel een regelmatig wisselende helderheid hebben: kennelijk zien we door de aswenteling vanaf de aarde afwisselend een heldere of brede, en een donkere of smalle kant.In tegenstelling tot planeten of dwergplaneten hebben planetoïden geen bolvorm. Dat komt doordat ze zo klein en licht zijn. Hoe meer massa een planetoïde of planeet heeft, des te groter is de zwaartekracht aan het oppervlak. Daardoor kunnen uitstulpingen en bergen inzakken door hun eigen gewicht. Een grotere planeet heeft dus lagere bergen. Bij planetoïden is deze kracht meestal veel te gering om invloed te hebben. Van een aantal planetoïden is inmiddels bekend of bestaan sterke aanwijzingen dat ze wel zwaar genoeg zijn om onder hun eigen zwaartekracht een bolvorm aan te nemen.
GROOTTE
Uit de gemiddelde helderheid is de grootte van een planetoïde te berekenen als we het lichtweerkaatsend vermogen (albedo) kennen, maar dat loopt bij planetoïden enorm uiteen: er zijn "zwarte" planetoïden (minder dan 5% weerkaatsing) maar ook heel heldere (50% of meer). Schattingen van de afmetingen van planetoïden zijn daardoor vaak nogal onzeker. Slechts voor een beperkt aantal heeft men de middellijn direct kunnen meten, bijvoorbeeld door middel van een sterbedekking. Er zijn bovendien voorbij de baan van Neptunus vele tientallen planetoïden met een middellijn van meer dan 250 km. Van de meeste daarvan is de grootte alleen bij benadering bekend. De grootst bekende is Eris, met een middellijn van minimaal 2300 km. Op het 26e congres van de IAU is besloten dat dit soort objecten dwergplaneet genoemd worden indien ze onder hun eigen zwaartekracht de bolvorm aangenomen hebben. Afhankelijk van het soort materiaal gebeurt dit bij diameters tussen 800 en 1000 km.
MASSA
Het is niet gemakkelijk de massa van een planetoïde te meten; het is hiervoor nodig dat een ander object (een andere planetoïde, een ruimtesonde, of een maantje) zich vrij dicht langs de planetoïde beweegt, zodat men de verstoring van de baan kan meten. Sinds 1993 is gebleken dat tientallen planetoïden een maantje hebben, waardoor het aantal massabepalingen sterk is toegenomen. In veel gevallen blijkt de dichtheid erg gering te zijn, vaak niet veel meer dan 2 kg/dm3. Dat wijst erop dat planetoïden eerder hopen gruis dan massieve lichamen zijn. Dit is waarschijnlijk het gevolg van de relatief frequente onderlinge botsingen in de planetoïdengordel. Een hoop gruis zal bovendien niet zo snel in talloze fragmenten uiteenbarsten als het door een tamelijk groot object getroffen wordt; dit zal dan eerder leiden tot een herschikking van de gruishoop.
SAMENSTELLING
Bestudering van de planetoïden heeft aan het licht gebracht, dat het overgrote deel uit silicaten bestaat (steenmeteorieten) en een klein deel uit ijzer en nikkel (ijzernikkelmeteorieten). Ook zijn er combinaties van beide soorten. Omdat de planetoïden uit nuttige materialen bestaan is het idee ontstaan erts te winnen uit één of meerdere planetoïden. Een planetoïde kwam in de aandacht omdat men de grondstof van de planetoïde wil ontginnen en een proces over het eigendomsrecht van de planetoïde.
OMWENTELINGSTIJD
Aangezien planetoïden om hun eigen as draaien, kan de lichtweerkaatsing van de planetoïde veranderen tijdens de asomwenteling. Uit zulke periodieke helderheidswisselingen is voor veel planetoïden de omwentelingstijd bepaald; meestal ligt die tussen drie uur en één dag.
Planetoïden worden in groepen verdeeld op basis van hun gemiddelde afstand tot de zon (halve lange baanas, symbool a). Dit is equivalent met een indeling naar hun omlooptijd rond de zon. De grenzen tussen de groepen worden gelegd bij omlooptijden die een eenvoudige verhouding hebben met de omloopstijden van planeten.
OMLOOPBAAN
Planetoïden volgen verschillende omloopbanen, en worden ook op basis daarvan onderverdeeld.
1. Plaats van hun omloopbaan tot de aarde
Aardscheerders, planetoïden die de baan van de aarde kruisen of zeer dicht naderen deze worden verder onderverdeeld in de Aten groep, de Apollo groep en de Amor groep planetoïden die buiten de baan van de aarde blijven, welke in de meerderheid zijn. Planetoïden die volledig binnen de baan van de aarde blijven, hiervan zijn er nog maar twee bekend. Andere groepen: klik hier.
2. Plaats van de omloopbaan tot andere planeten
Marskruisende planetoïden. Centaurs zijn planetoïden, die grotendeels uit ijs bestaan en om de zon draaien tussen de banen van Jupiter en Neptunus. Trojanen zijn planetoïden die zich in de Lagrangepunten L4 en L5 van planeetbanen (met name die van Jupiter) bevinden.
PANETOIDEGORDEL TUSSEN MARS EN JUPITER
De planetoïdengordel of hoofdgordel is een regio in het zonnestelsel ruwweg tussen de planeten Mars en Jupiter, waar de grootste concentratie van planetoïdenbanen zich bevindt. De afstand tot de zon bedraagt tussen de 2,1 en 3,3 AE. De term planetoïdengordel kan ook in algemene zin worden gebruikt voor andere soortgelijke gebieden zoals de Kuipergordel en de scattered disk in ons zonnestelsel en een recent ontdekte bij de ster HD69830. Om de gordel tussen Mars en Jupiter van die andere gordels te onderscheiden wordt hij wel de main belt genoemd.
Ontstaan
Men vermoedt dat tijdens de vorming van het zonnestelsel de planeten zijn gevormd door samenklontering van planetesimalen. Veelvuldige dergelijke botsingen gaven aanleiding tot de vorming van de vaste planeten en de kernen van de gasreuzen. Tussen Mars en Jupiter zorgde het sterkte gravitatieveld van Jupiter er echter voor dat de planetesimalen uiteindelijk geen nieuwe planeet konden vormen. In plaats daarvan bleven ze rond de Zon draaien zoals voorheen. Een groot deel van de planetesimalen in deze zone werd waarschijnlijk door Jupiter ook naar zich zelf toegetrokken of over andere delen van het zonnestelsel verstrooid, zodat de resterende massa nog slechts voldoende zou zijn voor een heel kleine dwergplaneet. De gordel kan dus worden beschouwd als een overblijfsel van het primitieve zonnestelsel. Maar uit vele observaties blijkt een actieve evolutie van de fysische toestand, zodat de planetoïden niet helemaal meer zoals vroeger zijn. Aan de andere kant wordt van de objecten in de Kuipergordel vermoed dat ze weinig zijn veranderd sinds het ontstaan van het zonnestelsel.
Uitzicht
In tegenstelling tot het idee dat de meesten hebben, bestaat de planetoïdengordel grotendeels uit lege ruimte. De planetoïden zijn verspreid over zo'n groot volume dat het zeer onwaarschijnlijk zou zijn er één te bereiken zonder goed te mikken. Er zijn zelfs hele zones waar vrijwel geen planetoïden voorkomen, de zogenaamde Kirkwoodscheidingen. Planetoïdengordels zijn altijd een inspiratiebron voor sciencefictionverhalen geweest, omdat men steeds dacht dat ze zo dicht waren dat avontuurlijke maatregelen moesten worden getroffen om een botsing te vermijden. In werkelijkheid zijn de planetoïden zo wijd verspreid dat het weinig waarschijnlijk is om zelfs maar in de buurt van een willekeurige planetoïde terecht te komen. De vele ruimtesondes, bijvoorbeeld, die door de ring werden gestuurd, hebben nooit enige problemen ondervonden en voor missies naar een planetoïde moeten eerst lange richtprocedures worden uitgevoerd. Niettemin zijn er tienduizenden planetoïden bekend en schattingen van het totale aantal zijn van de orde van miljoenen. Ongeveer 220 ervan zijn groter dan 100 km. De grootste is de dwergplaneet Ceres met een diameter van ongeveer 1000 km. De totale massa van de planetoïdengordel wordt geschat op ongeveer 4 × 1021 kg (waarvan ongeveer een derde geconcentreerd in Ceres), wat minder is dan de massa van Pluto en ongeveer 1500 maal minder dan de massa van de aarde. Het grote aantal zorgt ervoor dat botsingen vaak gebeuren (naar astronomische maatstaven). Door zo'n botsing kan een planetoïde uiteenvallen in een aantal kleinere stukken (wat leidt tot een nieuwe planetoïdenfamilie, of anders — als de botsing gebeurt bij kleine relatieve snelheid — kunnen de twee planetoïden bij elkaar blijven. Na vijf miljard jaar is de populatie van de planetoïdengordel aanzienlijk veranderd.
De belangrijkste objecten
Ceres (tegenwoordig beschouwd als dwergplaneet)
Pallas
Vesta
Zoektocht
De wet van Titius-Bode was de aanleiding om op zoek te gaan naar een planeet tussen Mars en Jupiter. Het is een wiskundige formule opgesteld aan de hand van de waargenomen plaatsen van de planeten zonder wetenschappelijk basis. Op basis van deze aanname zette Franz Xaver von Zach in 1800 een van de eerste internationale wetenschappelijke onderzoeksprogramma's op het getouw, dat bekend is geworden onder de naam Celestial Police. Men zocht naar een kleine planeet, anders was die planeet reeds lang ontdekt. Men ontdekte echter niet één planeet tussen Mars en Jupiter, maar verschillende planetoïden.
Op 1 januari 1801 ontdekte de sterrenkundige Giuseppe Piazzi in Palermo de eerste planetoïde in het sterrenbeeld Stier: Ceres. Men dacht de gezochte planeet gevonden te hebben.
In 1802 ontdekte Heinrich Olbers in het sterrenbeeld Maagd onverwacht de tweede planetoïde: Pallas. Men ging toen op zoek naar nog meer planetoïden. Op 1 september 1804 werd in het sterrenbeeld Vissen de derde planetoïde gevonden: Juno. Op 28 maart 1807 ontdekte Olbers de vierde planetoïde: Vesta. Daarna duurde het tot 1845 voor de volgende planetoïde gevonden werd. Daarna ging het echter vlug:
1900: 450 planetoïden gevonden
september 1980: 2289
december 1989: 4295
eind 1995: 29 000
eind 2000: 108 000
eind 2005: reeds van 305 000 planetoïden is de baan bekend.
Tegenwoordig is de zoektocht naar planetoïden weer actueel door het gevaar van planetoïden die op aarde zouden kunnen botsen. LINEAR en andere zoekprojecten houden zich continu bezig met het volgen en catalogiseren van de planetoïden. Het aantal geobserveerde planetoïden per observator wordt bijgehouden. Meer dan de helft, 47 899 van de 90 154 (22 nov 2004) zijn gevonden door het LINEAR-project. Iedereen mag meewerken aan het zoeken naar nieuwe planetoïden, mits hij over de nodige apparatuur beschikt en de opgelegde regels volgt. Een nieuwe observatie moet minimum twee nachten gedurende 30 minuten gebeuren.
Aantal
Volgens de maandelijks bijgewerkte gegevens van het Minor Planet Center van de IAU was de stand van zaken in april 2016 als volgt: 2.657.586
Het aantal planetoïden in ons zonnestelsel is natuurlijk niet constant.
- Planetoïden kunnen uit elkaar spatten door inslag van een andere planetoïde en veel nieuwe kleinere planetoïden vormen.
- Door inslag van andere planetoïden kan de baan van de planetoïde veranderd worden, richting buiten ons zonnestelsel.
- Door inwerking van een ander zonnestelsel kunnen planetoïden uit ons zonnestelsel gerukt worden.
- Planetoïden kunnen inslaan op planeten of verbranden tijdens het indringen van een atmosfeer.
Planetoidengroepen. Klik hier.
Inslaggevaar
Sommige planetoïden komen sterk in de aandacht omdat ze dicht langs de aarde voorbijkomen, of verbranden in de atmosfeer. De vrees voor een catastrofe door het botsen van een grote planetoïde met de aarde houdt de aandacht gericht op de planetoïden. De aandacht voor het risico op inslagen, is vooral te danken aan het werk van Eugene Shoemaker, die in 1960 aantoonde dat inslagen van meteorieten een grote rol hebben gespeeld bij de vorming van kraters op de aarde en de maan.
Inslag van een planetoïde op de Aarde
Het massaal uitsterven van diersoorten 65 miljoen jaar geleden wordt toegeschreven aan de inslag van een middelgrote planetoïde. De eerstvolgende planetoïde die een mogelijke dreiging vormt, is waarschijnlijk Apophis die op 13 april 2036 onze aarde zal bereiken, en een kans van 1 op 45.000 heeft om onze planeet daadwerkelijk te raken. Het is vooral de ex-astronaut Rusty Schweickart die momenteel aandringt op een UN commissie die de dreiging van planetoïden onder de loep moet nemen en tot eventuele maatregelen moet besluiten, zoals het sturen van een ruimtemissie om de planetoïde uit zijn baan te brengen.
In oktober 2008 werd vanuit de Verenigde Staten voor het eerst een vermoedelijke "inslag" van een slechts kort tevoren ontdekte, de aarde naderende kleine planetoïde gemeld. Het betrof het object genaamd 2008 TC3, vermoedelijk met de omvang van niet meer dan een personenauto, die boven noordelijk Soedan in de atmosfeer zou exploderen met een kinetische energie-equivalent van 1.000 of 2.000 ton TNT.
De melding had betrekking op een planetoïde die de voorgaande nacht ontdekt was door Richard Kowalski en anderen op een observatorium in Arizona. Peter Brown, een meteoor-onderzoeker aan de Universiteit van West Ontario in Canada, meldde dat de explosie geregistreerd was door een ultrageluid-sensor van het International Monitoring System dat dient voor de detectie van kernwapenexlosies. Op beelden van de ESA-weersatelliet zou de gebeurtenis ook waargenomen zijn. Zdenek Charvat van het Tsjechisch Hydrometeorologisch Instituut ontdekte als eerste de flits op de Meteosat-opnamen.
Risicofactoren
De kans op en de gevolgen van een inslag van een planetoïde worden bepaald door het aantal planetoïden met een baan die in de buurt van de aardbaan komt, de snelheid van de planetoïden en hun massa (dus hun kinetische energie), hun samenstelling (makkelijker of minder makkelijk verbrandbaar tijdens hun tocht in de atmosfeer) en hun grootte (al of niet volledig verbrand tijdens hun tocht door de atmosfeer). Het risico (inslagkans maal mogelijke gevolgen) van een mogelijke inslag wordt uitgedrukt in de schaal van Torino. Een zware inslag kan niet alleen grote plaatselijke schade veroorzaken, maar zelfs het milieu totaal veranderen, bijvoorbeeld door grootschalige bosbranden en "impact winter" effecten door de enorme stofuitstoot in de atmosfeer.
Van 1995 tot 2002 werden gedurende acht jaar optische flitsen waargenomen door satellieten, welke afkomstig zijn van planetoïden van 50-100 meter die in de atmosfeer ontploffen. Men schat nu dat de aarde eenmaal per jaar geraakt wordt door een planetoïde die een energie doet vrijkomen van 5 kiloton TNT. Planetoïden, zoals die van de inslag in Tunguska die 2000 vierkante kilometer van het Siberisch woud met de grond gelijk maakte in 1908, en die een energie van 10 megaton TNT liet vrijkomen, hebben een frequentie van eenmaal in de duizend jaar. Vroegere observaties van op de aarde gaven een frequentie van eenmaal in de 300 jaar.
De snelheid
Het gevaar van de planetoïden is niet in de eerste plaats de grootte, maar wel de snelheid waarmee ze de aarde kunnen bereiken, namelijk tot meer dan 20 km/s. Door de enorme kinetische energie, evenredig met de snelheid in het kwadraat, kunnen ze een grote krater slaan, waarbij grote hoeveelheden stof, gruis en gesmolten materiaal de atmosfeer in worden geworpen. Indien de inslag in zee is, bestaat het risico van vernietigende Tsunami's.
De samenstelling en de grootte van de planetoïden. Sommige materialen fragmenteren en verbranden erg makkelijk bij het binnendringen van de atmosfeer. IJzerrijke planetoïden fragmenteren minder makkelijk in de atmosfeer en zullen eerder op de aarde neerslaan. Afhankelijk van de grootte en de samenstelling kan de planetoïde uit elkaar spatten vooraleer ze de grond bereikt, waardoor het rampgebied veel groter kan worden indien het op lagere hoogte gebeurt.
Bescherming
De eerste bescherming is natuurlijk het gevaar op voorhand onderkennen. Daarom wordt een inventaris gemaakt van zoveel mogelijk planetoïden. Veel planetoïden kaatsen echter te weinig licht terug en worden zeer laat of niet ontdekt. Verder zou het kunnen dat een planetoïde steeds de kleinste zijde naar de aarde toekeert, waardoor ontdekken moeilijker is en de grootte van de planetoïde sterk onderschat wordt.
Indien een grote planetoïde op tijd ontdekt wordt kan overwogen worden deze te verbrijzelen met een atoomwapen. Dit wapen zou de planetoïde echter in veel kleinere stukken kunnen verdelen, waardoor het rampgebied veel groter zou worden. Bovendien zouden de brokstukken radio-actief worden. Door het atoomwapen op een afstand van de planetoïde te laten ontploffen zou door de druk de baan van de planetoïde afgebogen kunnen worden. Voor een planetoïde met een zeer poreuze structuur zou die baancorrectie echter bijna nihil zijn.
Een derde mogelijkheid is een groot 'vergrootglas' op de meteoor te richten. Door een gebundelde zonnestraal op de planetoïde te richten gedurende verschillende jaren zou de planetoïde voldoende van zijn baan kunnen afwijken, zodat deze de aarde op een veilige afstand passeert. Zulk een principe wordt reeds gebruikt in de ruimte voor het bundelen van radiogolven. Dit moet echter nog uitgewerkt worden voor bundeling van de zonnestralen. Tevens moet de planetoïde dan vele jaren op voorhand ontdekt zijn.
Geen inslag van een planetoïde op Mars
Eind december 2007 werd uitgekeken naar een mogelijke inslag van een planetoïde, 2007 WD5, op Mars. De planetoïde werd pas in november 2007 ontdekt en zou mogelijk op 30 januari 2008 inslaan op Mars. Het zou de eerste inslag van een planetoïde zijn op een planeet die waargenomen wordt, aangezien tot nu toe alleen een inslag van een komeet waargenomen werd. (In de jaren 90 werd de inslag van restanten van de komeet Shoemaker-Levy 9 op Jupiter waargenomen). Op 11 januari 2008 berichtte NASA echter dat er geen inslag zou plaatsvinden.