Planeten und Pluto? Neptun?

Wenn eine der Regeln für einen Planeten lautet, dass ALLE Objekte aus ihrer Umlaufbahn entfernt werden müssen, macht dies Neptun auch zu einem Nicht-Planeten? Da es bisher nicht gelungen ist, Pluto (und basierend auf einer Antwort vom Physik-Board, dem Kuiper-Gürtel) aus seiner Umlaufbahn zu entfernen. Oder gilt diese Regel nicht wirklich für Planeten und wir sollten Pluto und einige andere Zwergplaneten in unserer Planetenfamilie begrüßen?

Diese Frage habe ich auch in der Physik beantwortet . Ich habe mich speziell diesem Teil des SE-Netzwerks angeschlossen, um diese doppelte Frage auf dieser Site zu beantworten.

Die Astronomie-Gemeinschaft war mit zwei Krisen in Bezug auf einen "Planeten" konfrontiert, erst 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 stellten die Astronomen vor die Frage, 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 nicht für ein weiteres Jahrhundert gegründet werden. Stattdessen fiel die Bezeichnung eines "Planeten" 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 auf über 100. Die Reaktion der BAJ und anderer bestand darin, Ceres, Pallas, Juno und Vesta vom Status als Planethood auf einige herabzusetzen geringerer Status, entweder kleiner Planet oder Asteroid. Astronomen hatten keine klare Vorstellung davon, was einen Planeten ausmacht, außer dass sie irgendwie groß sein sollten. Ceres, der größte der Gruppe, ist nicht sehr groß. Das Endergebnis all dieser Entdeckungen, die im Jahr 1845 begannen, war, dass die ersten vier entdeckten Asteroiden vom Status als Planethood 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 Dinge "Planeten" oder etwas anderes? Einige Astronomen, insbesondere Alan Stern, wollten, dass der Begriff "Planet" extrem umfassend ist. Die meisten Astronomen haben sich dieser Idee widersetzt.

Paradoxerweise war es Alan Stern selbst, zusammen mit Harold Levison, der das Hauptkriterium für die "Räumung der Nachbarschaft" lieferte, das im Mittelpunkt dessen steht, was die IAU für einen "Planeten" hält. In ihrem Aufsatz Stern und Levison "In Bezug auf die Kriterien für das Planetengut und die vorgeschlagenen Planetenklassifizierungsschemata", Highlights of Astronomy 12 (2002): 205-213, wurde vorgeschlagen, "Planet" in zwei Kategorien zu unterteilen, "überplanet" (Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) und "unterplanet" (Pluto + Charon, Eris, Ceres, Sedna und viele andere).

Stern ist ziemlich scheinheilig, wenn er sagt, 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 entscheidend dafür, ob ein Objekt den größten Teil des Mülls aus der Nähe der Umlaufbahn des Objekts entfernen kann. Bezogen auf dieses Verhältnis gibt es einen Unterschied von fünf Größenordnungen zwischen dem kleinsten der Planeten und dem größten der Zwergplaneten. Diese Differenz von fünf Größenordnungen ist vorwiegend in diesem Aufsatz von Stern und Levison enthalten.

Der einzige Unterschied zwischen dem Vorschlag von Stern und Levison und der überarbeiteten IAU-Resolution besteht darin, dass Stern und Levison Hunderte (und vielleicht Tausende) von Objekten in Unterkategorien von "Planet" ("überplanet" und "interplant") einteilen wollten. Andererseits hat sich die IAU dafür entschieden, diese Objekte als sich gegenseitig ausschließende Begriffe "Planeten" und "Zwergplaneten" zu bezeichnen. Dies steht im Einklang mit dem Umgang der Astronomen mit dieser ersten Krise. Planeten sollten "groß" sein. Stern und Levison lieferten die notwendige Munition, um große von nicht so großen zu unterscheiden.

Es gibt tatsächlich Meinungsverschiedenheiten in dieser Angelegenheit (innerhalb der IAU?). Dr. Alan Stern (Leiter der New Horizons-Mission) weist zum Beispiel darauf hin, dass "diese Regel inkonsistent ist" (z. B. siehe Pluto-Abstimmung in Revolte "entführt" ). Nicht nur, dass Neptun seinen Weg nicht frei gemacht hat, sondern dasselbe gilt auch für Erde, Mars und sogar Jupiter. Jupiter hat eine Reihe von Asteroiden (die Trojaner), die der gleichen Umlaufbahn folgen (im Lagrange-Punkt L4 und L5).

Vielleicht sollte die Definition so angepasst werden, dass nur diejenigen Körper als Planeten in die Sonnensysteme aufgenommen werden, die alle Objekte von ihrem Weg befreit haben, mit Ausnahme der Objekte, die sich in Resonanzbahnen mit dem Planeten befinden.

Resonante Objekte sind solche Objekte, deren Perioden durch ein Verhältnis von "kleinen ganzen Zahlen" mit der Periode des Planeten verbunden sind. Pluto hat eine Resonanz mit Neptun von 2: 3. Dies bedeutet, dass Neptun für jeweils zwei von Pluto zurückgelegte Umlaufbahnen drei Umlaufbahnen abschließt, so dass Neptun und Pluto niemals so nahe kommen, dass 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 dem Jupiter und kommen daher dem Jupiter nie nahe.

Die IAU hat nicht verstanden, dass der Begriff "Planet" ein kultureller Begriff ist, kein wissenschaftlicher Begriff, jedenfalls nicht mehr. Natürlich gibt es keine eindeutige objektive wissenschaftliche Definition zwischen dem, was ein Planet ist und dem, was nicht. Merkur und Jupiter in der gleichen Kategorie? Ja, richtig, als ob das klarstellen würde, 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 weiteres Plutoid hier, ein Jupiteoid dort. Aber es gibt nur 9 Planeten im gesamten Universum, weil "Planet" ein kulturelles Konzept ist.

Wie sollen wir Ceres nennen? Es ist kein Planet, es ist kein Asteroid, es ist kein Plutoid. Sind wir zurück im Jahre 1801?

Und so genannte "Exoplaneten", sind sie wirklich Planeten? Woher wissen wir, dass sie ihre Umlaufbahnen geräumt haben? Die IAU sollte daher beschließen, sie als "exodwarfplanets" einzustufen. Es wurden keine Exoplaneten bestätigt.

Wie lang ist eine Zeichenfolge gemäß der verwirrten IAU?