Was ist ein Planet? Keine Sorge, ich fang jetzt nicht schon wieder mit Pluto an. Pluto ist kein Planet und hätte nie als Planet klassifiziert werden sollen. Und wer mehr dazu wissen will, kann hier, hier oder hier weiterlesen. Es soll heute nicht um den Unterschied zwischen Asteroiden und Planeten gehen und nicht um die Abgrenzung von Planeten nach unten. Sondern um die andere Richtung: Wie groß kann ein Planet sein, bevor er kein Planet mehr ist?

Größenvergleich einiger Sterne und brauner Zwerg (Bild: MPIA/V. Joergens, CC-BY 3.0)

Größenvergleich einiger Sterne und brauner Zwerg (Bild: MPIA/V. Joergens, CC-BY 3.0)

Der Unterschied zwischen einem Stern und einem Planeten ist einfach. Ein Stern hat genug Masse, damit sein Inneres ausreichend heiß wird, um dort Wasserstoff zu Helium zu fusionieren. Dann beginnt er aus eigener Kraft zu leuchten und das passiert, wenn ein Objekt ungefähr die 75fache Masse des Jupiters (bzw. die 0,07fache Masse der Sonne) hat. Wenn das alles wäre, dann wäre es einfach. Aber es ja auch noch Braune Zwerge. Diese Himmelskörper habe ich hier ausführlich vorgestellt und sie werden seit ihrer Entdeckung im Jahr 1995 beständig erforscht.

Klassischerweise definiert man Braune Zwerge über ihre Fähigkeit zur Deuterium-Fusion. Soll heißen: Objekte, die nicht groß und heiß genug sind um Wasserstoff zu fusionieren, können aber vielleicht groß und heiß genug sein, um das Deuterium in ihrem Inneren zu fusionieren. Dabei entsteht allerdings nur wenig Energie und da es in den meisten Objekten nur wenig des Wasserstoff-Isotops Deuterium gibt, leuchten sie nicht nur schwach, sondern auch nicht recht lange. Diese vor sich hin glimmenden Objekte hat man “braune Zwerge” genannt und ein Objekt muss mindestens 13 mal mehr Masse als Jupiter haben, wenn es Deuterium fusionieren will.

Planeten kriegt man also bis zu einer Masse von 13 Jupitermassen, dann folgen die braunen Zwerge und ab 75 Jupitermassen fangen die Sterne an. So einfach sind die Dinge in der Wissenschaft aber leider selten. Ich hab mich bis jetzt eher immer mit dem unteren Ende der Planetendefinition beschäftigt. Mein Spezialgebiet als Astronom sind ja auch die Asteroiden; was die Sterne treiben hat mich nicht so intensiv beschäftigt. Aber ein Video von minutephysics hat mir kürzlich gezeigt, dass das mit dem Deuterium vielleicht doch keine so gute Idee ist:

Ok, mir war schon bewusst, dass braune Zwerge anders als Planeten und wie Sterne entstehen. Und es sieht wirklich so aus, als wäre es sinnvoll, diese Eigenschaft als Kriterium zu benutzen. Was so entsteht wie ein Stern, also durch den gravitativen Kollaps einer Gaswolke, aber am Ende zu wenig Masse zusammenkriegt um auch ein echter Stern zu sein, wird brauner Zwerg genannt. Und was so entsteht wie ein Planet, also durch Zusammenklumpung des Materials das bei der Sternentstehung übrig bleibt, ist ein Planet, auch wenn das Ding größer ist als 13 Jupitermassen. Das wäre ein recht klares und physikalisch/astronomisch sinnvolles Kriterium. Nur: Wie findet man heraus, wie so ein Ding entstanden ist? Die Masse kann man zwar nicht unbedingt einfach aber doch halbwegs gut bestimmen. Aus der Masse kann man einschätzen, ob das Objekt Wasserstoff, Deuterium oder gar nix fusionieren kann. Und es so klassifizieren. Ich kann mir aber nicht vorstellen, wie man ohne ausführliche Analyse (vielleicht sogar vor Ort) mit einiger Sicherheit herausfinden kann, wie ein Objekt entstanden ist. Gut, es gibt klare Fälle. Ein massereiches Objekt das sehr, sehr weit von einem Stern seine Runden zieht wird durch einen gravitativen Kollaps entstanden sein, weil es so weit weg keine Reste von der Sternentstehung mehr gibt. Und ein Gesteinsobjekt so groß wie die Erde wird kaum durch den Kollaps einer Gaswolke entstanden sein. Aber so eindeutig ist die Realität nicht.

Eine Klassifikation, die man in der Praxis nicht anwenden kann, ist nicht sonderlich brauchbar. Und abgesehen davon bin ich ja sowieso immer noch der Meinung, das diese ausschließlichen Klassen keine Zukunft haben. Das Universum ist kontinuierlich; es gibt keine klaren Grenzen zwischen Asteroiden, Planeten, braunen Zwergen und Sternen. Anstatt die Dinge in starre Grenzen zu zwängen, die dann zwangsläufig nicht passen, wäre es besser, sich ein Schema auszudenken, das einfach systematisch beschreibt um was es sich handelt. Die Biologie kriegt das doch auch hin! Und wenn die Biologen das schaffen, dann kann es nicht so schwer sein und wir Astronomen sollten das auch hinkriegen 😉

Kommentare (15)

  1. #1 René
    28. März 2018

    Interessanter Beitrag. Das Ringen um Definitionen ist immer spannend zu verfolgen. Allerdings finde ich den Hinweis auf die Biologen (wenn natürlich auch mit einem 😉 abgeschlossen) nicht ganz fair den Astronomen gegenüber.
    Die Biologen können ihre Tierchen einfangen, direkt sogar auf mikroskopischer Ebene bis hin zur DNA untersuchen und Gemeinsamkeiten und Unterschiede feststellen. Ihr Forschungsobjekt ist direkt vor ihnen. Die Astronomen haben es dagegen deutlich schwieriger, ein Objekt zu beobachten. Direkt können wir noch keine Planeten außerhalb unseres Sonnensystems sehen. Wir brauchen dazu immer noch das Licht des Sternes um den sie kreisen. Einfach hinfliegen und sich das Objekt anzusehen und zu untersuchen geht auch nicht. Direkt können wir nur die Objekte (ausgenommen von Sternen), die sich in unserem Sonnensystem befinden. Das sind 8 Planeten, jede menge Asteoriden und ein paar Kometen. Das ist jetzt nicht gerade eine üppige Datenlage um daran eine allgemeingültige Klassifizierung vorzunehmen, die für alle Objekte da draußen in den tiefen des Weltalls herumschwirren, gelten soll.
    Wo die Astronomen bereits eine recht allgemeingültige Klassifizierung haben, sind Sterne. Warum dort? Weil sie sie direkt beobachten können.

  2. #2 SonnenKlar
    28. März 2018

    Auf Wikipedia kann man lesen, daß die Oberflächentemperatur von WISE 1828 ca −23–127 °C Grad beträgt.
    Wie kann man so ein Objekt überhaupt von hier aus sehen? Das kann doch nicht leuchten, oder?

  3. #3 Phero
    28. März 2018

    Klar kann es das – jedes Objekt mit einer Temperatur oberhalb 0K gibt Strahlung ab. Natürlich keine sichtbare, aber es leuchtet im infraroten Bereich. WISE war, soweit ich mich erinnere, auch ein Satellit für die infrarote Suche.

  4. #4 Stern
    Universum
    28. März 2018

    Der Ort der Entstehung scheint mir kein gutes Kriterium zu sein. Was, wenn der “Planet” in der Scheibe entsteht, aber mehr als 75 Jupiter-Massen hat? Z.b. bei einem Doppelstern? Ihn dann trotzdem Planet zu nennen, macht für mich keinen Sinn. Daher erscheint mir die Masse, bzw Leuchtkraft ein besseres Kriterium

  5. #5 pane
    28. März 2018

    Mit der Biologie lässt sich das nicht vergleichen. Da kann man zwar sehr viele Klassen, Ordnungen, Familien, Gattungen, Arten und Rassen schaffen, aber die Zuordnung ist eindeutig und nicht fließend.

    In der Astronomie sieht es aber ganz anders aus. Da ist alles stufenlos. Von einem einzelnen Atom bis hin zu Monstersterne. Wo genau ist die Grenze zwischen Asteroid und Planet? Wäre Merkur nur halb so schwer, wäre es dann immer noch ein Planet? Was wäre mit den großen Monde, wenn sie nicht um einen Planeten, sondern sich direkt um die Sonne drehten? Ganymed und Titan sind größer als Merkur, Calisto nur ein wenig kleiner. Auch Io, Erdmond, Europa sowie Triton sind größer als jeder Asteroid. (Zumindest die bisher bekannten)

    Ganz haarig wird es bei dem Unterschied zwischen Asteroid um Komet. Wenn ich es richtig sehe, zeichnen sich Kometen dadurch aus, dass sie einen Schweif haben. Ein Asteroid kann aber aus ganz verschiedenen Gründen keinen Schweif haben. Es kann sein, dass er nie flüchtige Bestandteile hatte, oder aber dass er vor langer Zeit ein Komet war, aber nun völlig ausgegast ist. Es kann aber auch sein, dass er seine Bahn weit von der Sonne entfernt zieht, so dass er keinen Schweif ausbildet. Und was ist mit einem Teil ähnlich wie Sedna, nur das irgendwann der Sonne sehr viel näher kommt, so in 1000 Jahren? Es könnte dann ein Komet sein, oder auch nicht.

    Was ist mit der Entstehung von Doppelsterne? Es gibt, so viel ich weiß, Doppelsterne mit Umlaufzeiten von wenigen Tagen, bei denen beide Komponenten schwerer sind als die Sonne. Wie sind die entstanden? Und wenn eine Komponente leichter ist und zum braunen Zwerg wird? Oder noch leichter und zum Planet? Wo ist der Unterschied?

  6. #6 Gerrit
    28. März 2018

    @pane: “aber die Zuordnung ist eindeutig und nicht fließend.”
    Auch in der Biologie ist die Einordnung nicht immer ein eindeutig (z.B. bei Ringspezies).

    Bei deinen Fragen? Wenn die Asteroiden, Planeten, Sterne usw. anhand ihres Entstehungsprozesses anstatt ihres Aussehen beschreibst, verschwinden viele der Probleme. Zum Beispiel entstehen Sterne aus Gaswolken und Planeten aus protoplanetaren Scheiben von Sternen.

    Das grosse Problem dabei ist, dass der Entstehungsprozess nicht immer bekannt ist.

  7. #7 Florian Freistetter
    28. März 2018

    @Stern: “Der Ort der Entstehung scheint mir kein gutes Kriterium zu sein. Was, wenn der “Planet” in der Scheibe entsteht, aber mehr als 75 Jupiter-Massen hat? Z.b. bei einem Doppelstern?”

    Es geht ja nicht um den Ort, sondern den Weg der Entstehung. Das Material in der Scheibe, das nach der Sternentstehung übrig bleibt, wird i.A. bei weitem nicht für 75 Jupitermassen reichen. So viel kriegt man nur durch direkten Kollaps aus ner Gaswolke zusammen.

  8. #8 Alderamin
    28. März 2018

    @Florian

    Das Universum ist kontinuierlich; es gibt keine klaren Grenzen zwischen Asteroiden, Planeten, braunen Zwergen und Sternen. Anstatt die Dinge in starre Grenzen zu zwängen, die dann zwangsläufig nicht passen, wäre es besser, sich ein Schema auszudenken, das einfach systematisch beschreibt um was es sich handelt.

    Dazu fällt mir ein, was ich drüben bei der Beschreibung der Orion-Sterne gefunden hatte. Zwar gibt’s Spektralklassenh O, B, A, F, G, K, M mit Feinunterteilung 0-9 und Leuchtkraftklassen I bis VII, was ich breit erklärt habe, aber dann hat Mintaka im Gürtel die Klasse O9,5 Iab, haha…

  9. #9 knorke
    29. März 2018

    @Gerrit: Müsste streng genommen nicht auch die Einteilung in Arten eher vereinfachend sein? Tiere verändern sich doch ständig, sonst gäbe es ja keine Entstehung neuer Arten.

  10. #10 Fluffi
    29. März 2018

    Und Pluto ist doch ein Planet.
    Wenn auch ein kleiner. Von neun Planeten muss ja einer zwangsläufig der kleinste sein.

  11. #11 scilo
    muss ja einer zwangsläufig der kleinste sein
    29. März 2018

    Ja , der Merkur ist der kleinste Planet :-)

    ( Pluto ist ja nicht einmal der grösste Zwergplanet )

  12. #12 Captain E.
    30. März 2018

    @Fluffi:

    Und Pluto ist doch ein Planet

    Laut IAU ist er es nicht.

    Wenn auch ein kleiner. Von neun Planeten muss ja einer zwangsläufig der kleinste sein.

    Im Prinip stimmt das, aber warum soll das unbedingt Pluto sein? Wie wäre es mit Ceres? Der hat seinen Planetenstatus bereits zu einer Zeit verloren, als man von Pluto noch nicht einmal etwas gewusst hatte. Wenn du Pluto wieder zum Planeten machen willst, dann doch auch Ceres – und schon hätten wir unseren neuen “kleinsten Planeten”.

  13. #13 Hannes
    30. März 2018

    Aber es gibt ja auch bei der Planetenenstehung, vor allem bei der Entstehung von Gasriesen konkurrierende Modelle, das Kernakkretionsmodell und das Gravitations-Instabilitäten-Modell. Wonach sich beim letzteren Modell Gasklumpen bilden, weil die protoplanetare Scheibe in Spiralarme zerfällt, sich Gas verdichtet und diese dann durch Selbstgravitation in Gasriesen zusammen fallen.

    Das gleicht dann doch mehr der Sternentstehung, als beim Kernakkretionsmodell. Bei Doppelsternen zerfällt ja auch die Gaswolke in Klumpen und es bilden sich Sterne heraus, beim Gravitations-Instabilitäten-Modell passiert ähnliches.

  14. […] hat sich einmal dem Thema Sterne, Planeten und Braune Zwerge angenommen und was die unterscheidet. Klare Klassifikationen scheinen bisweilen schwierig zu […]

  15. #15 Cornelia S. Gliem
    2. April 2018

    Ja auch Biologie ist längst nicht eindeutig was Zuordnungen betrifft: ringspezies wurden ja schon genannt. Und herkunft-ausklammernd ist bio nun schon so garnicht :-); sonst würden wie immer noch haie und etwa delphine für “gleich” halten nur weil sie so ähnlich aussehen (=ok ist mir grad kein besseres homologie-analogie-Beispiel eingefallen). Unabhängig davon halte ich die defi anhand Entstehung bei Stern oder braunem Zwerg sehr logisch – aber daneben muss es eben allein aus praktischen gründen die anhand von Masse und Leuchtkraft geben – einleuchtend sozusagen :-)