Die längste Zeit über war unser Sonnensystem ein vergleichsweise kleiner und heimeliger Ort. In der Antike war das ganze Universum nur Kulisse für die im Zentrum stehende Erde und kleine Planeten und noch kleinere Sterne bewegten sich auf nahen Kristallsphären um die Welt. Später verstand man zwar, dass die Planeten andere Himmelskörper und doch ein bisschen weiter weg und größer waren als gedacht. Aber das Sonnensystem reichte trotzdem nur bis zum Saturn. Erst 1781 wurde es größer. Da zeigte Wilhelm Herschel, dass das was man bisher gesehen hatte, nicht alles war. Er zeigte, dass es da draußen noch unbekannte Regionen zu entdecken gibt und fand als erster einen neuen Planeten: den Uranus. 1846 wiederholte sich das ganze, als der Planet Neptun entdeckt und die Grenzen des Sonnensystems wieder weiter nach außen verschoben wurden. Und dabei blieb es dann für lange Zeit. Über die äußersten Regionen unserer kosmischen Heimat war nichts bekannt und das Niemandsland hinter Neptun blieb unerforscht. Man wusste ja nicht einmal, ob dort überhaupt es zu erforschen war.
Einen ersten Hinweis darauf, dass fern von der Sonne doch noch etwas zu finden ist, gab es 1930. Da entdeckte Clyde Tombaugh einen Himmelskörper außerhalb der Neptunbahn. Man nannte in “Pluto” und weil man damals noch nicht genug über ihn wusste, hielt man für ihn Planeten. Als der estnische Astronom Ernst Öpik also im Jahr 1932 eine wissenschaftliche Arbeit mit dem Titel “Note on stellar perturbations of nearly parabolic orbits” veröffentlichte, war das Sonnensystem zwar gerade wieder ein klein wenig größer geworden. Wie groß es aber wirklich war, wusste immer noch niemand.
Wo kommen die Kometen her?
Öpik machte sich Gedanken über Kometen und darüber, wo sie her kommen. Die Kometen haben sich ja noch nie so wirklich mit dem Rest der Himmelskörper vertragen. Die Sterne kann man immer unverändert am Himmel stehen sehen. Die Planeten bewegen sich auf vorhersagbaren Bahnen. Aber die Kometen tauchten ohne Vorwarnung auf und verschwanden genau so rätselhaft, wie sie erschienen sind. Lange Zeit hielt man sie überhaupt nur für atmosphärische Phänomene und erst der große Astronom Tycho Brahe konnte 1577 mit seinen Beobachtungen nachweisen, dass sie sich tatsächlich durch den Raum zwischen den Planeten bewegen und nicht nur irgendwelche komischen leuchtenden Wolken in der Lufthülle der Erde sind.
Der Halleysche Komet (Bild: NASA)
1705 fand dann schließlich der britische Astronom Edmund Halley heraus, dass die Kometen durchaus nicht immer völlig überraschend auftauchen müssen. Er nutzte die erst kurz davor veröffentlichte Arbeit von Isaac Newton über die Gravitation um zu zeigen, dass viele vergangene Kometenbeobachtungen auf den immer gleichen Kometen zurückgehen, der sich alle 76 Jahre der Erde nähert. Dieser heute nach Halley selbst benannte Komet ist damit auch der erste offiziell bekannte kurzperiodische Komet. So nennt man alle Kometen, die für eine Runde um die Sonne nicht länger als 200 Jahre brauchen.
Diese Kometen gehören quasi zur “normalen” Ausstattung des Sonnensystems. Sie bewegen sich zwar oft auf Bahnen, die sie quer durch das ganze Sonnensystem führen. Aber sie halten sich auch hauptsächlich in dem uns vertrauten Bereich der Planeten auf. Andere Kometen tun das nicht. Sie scheinen wirklich aus dem Nichts zu kommen, kurz die Planeten und die Sonne zu besuchen nur um dann wieder im Nichts zu verschwinden. Das sind die langperiodischen Kometen, die mehr als 200 Jahre für einen Umlauf um die Sonne brauchen und oft deutlich mehr. Viele von ihnen kommen von so weit draußen, dass sie Zehntausende Jahre unterwegs sind – und da sie ja nicht tatsächlich aus dem Nichts kommen können, muss es hinter der Region der Planeten doch noch etwas geben.
Ernst Öpik hat sich über dieses Problem ausführlich Gedanken gemacht und untersucht, wie weit sich so ein Komet überhaupt von der Sonne entfernen kann, bevor die gravitativen Störungen der anderen Sterne relevant genug werden und die Kometenbahnen so sehr stören, dass sie nicht mehr zum Sonnensystem gehören. In seiner Arbeit kommt er zu dem Schluss, dass die Kometen sich bis zu einer Million Astronomische Einheiten (AE) entfernen können; also eine Million Mal weiter weg als die Erde von der Sonne. Das war zumindest das aus seinen Berechnungen folgende theoretische Maximum; ob das Sonnensystem wirklich so weit reicht, konnte Öpik nicht sagen. Er machte sich jedenfalls keine großen Hoffnungen, solche fernen Himmelskörper jemals beobachten zu können, wie er am Ende seiner Arbeit schreibt:
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