Natürlicher Satellit

Auswahl der wichtigsten natürlichen Satelliten im Sonnensystem, im Größenvergleich zur Erde.

Ein Satellit ist in der Astronomie ein natürlich entstandenes astronomisches Objekt, das ein anderes – wie eine Galaxie, einen Planeten, einen Zwergplaneten oder auch einen Kleinkörper wie einen Asteroiden – umkreist. Im Sonnensystem wird ein natürlicher Satellit auch als Trabant oder umgangssprachlich nach dem der Erde als „Mond“ bezeichnet. In einem Planetensystem wie dem der Sonne läuft der jeweilige Hauptkörper gemeinsam mit dem Satelliten auf einer Umlaufbahn um das Zentralgestirn.

Dem gegenüber stehen die künstlichen Satelliten in der Raumfahrt.

Zur Etymologie des Wortes siehe unten im Abschnitt Historisches.

Details

Es ist kein Fall bekannt, in dem ein natürlicher Satellit einen eigenen natürlichen Trabanten hat, denn solche Umlaufbahnen innerhalb der Hill-Sphäre eines Satelliten sind nicht lange stabil. Insgesamt sind bisher mindestens 307 natürliche Satelliten bekannt.

Satelliten von Planeten

Die Planeten des Sonnensystems haben insgesamt 167 bisher bekannte Satelliten, von denen zwei größer (aber nicht massereicher) als der Planet Merkur sind. Von den acht Planeten haben sechs einen oder mehrere Satelliten, wobei die inneren, erdähnlichen Planeten maximal zwei und die äußeren, jupiterähnlichen Planeten durchweg viele besitzen.

Die Anzahl im Einzelnen, mit den größten Exemplaren nach absteigender Masse (und solchen mit Besonderheiten):

• Merkur – 0
• Venus – 0
• Erde – 1: Mond (im Verhältnis zu seinem Planeten der größte bekannte Satellit)
• Mars – 2: Phobos (mit dem geringsten Abstand zu seinem Planeten) und Deimos. Beides wahrscheinlich eingefangene Asteroiden.

• Jupiter – 63: u. a. die vier Galileischen Monde Ganymed (größter und massereichster Satellit im Sonnensystem), Kallisto, Io (Satellit mit der höchsten Dichte und vulkanisch aktivster Körper) und Europa. Die kleine Metis hat die höchste bekannte mittlere Bahngeschwindigkeit.
• Saturn – 61: u. a. Titan (zweitgrößter und einziger Satellit des Sonnensystems mit einer dichten Atmosphäre), Rhea, Iapetus (Körper mit den kontrastreichsten Albedounterschieden), Dione (mit zwei Trojanersatelliten), Tethys (ebenfalls mit zwei trojanischen Begleitern), Enceladus, Mimas, Hyperion (einziger bekannte Satellit mit chaotischer Rotation) und Phoebe (einziger größerer Satellit mit regelmäßiger, aber nicht gebundener Rotation). Die zwei kleinen koorbitalen Satelliten Janus und Epimetheus tauschen regelmäßig ihre Umlaufbahn.
• Uranus – 27: u. a. Titania, Oberon, Ariel, Umbriel und Miranda (zerklüftetster Satellit).
• Neptun – 13: u. a. Triton (größter rückläufiger Satellit), Proteus (größter Satellit mit unregelmäßiger Form) und Nereid (exzentrischste Umlaufbahn). Die kleine Naiad hat die kürzeste bekannte Umlaufzeit und die kleine Neso die größte Umlaufbahn mit der längsten Umlaufzeit und der geringsten mittleren Bahngeschwindigkeit.

Satelliten von extrasolaren Planeten liegen bisher noch außerhalb der Beobachtungsmöglichkeiten.

Siehe auch: Liste der natürlichen Satelliten von Planeten

Satelliten von Zwergplaneten

Bei drei der fünf Zwergplaneten sind ebenfalls Satelliten bekannt. Mit jeweils ein bis drei Objekten insgesamt sechs:

• Ceres – 0
• Pluto – 3: Charon (größter Zwergplanetensatellit), Nix und Hydra
• Haumea – 2: Namaka und Hi'iaka
• Makemake – 0
• Eris – 1: Dysnomia

Siehe auch: Liste der natürlichen Satelliten von Zwergplaneten

Satelliten von Asteroiden

Auch manche Asteroiden haben Satelliten. Bislang sind mindestens 131 Asteroiden mit jeweils ein bis zwei Satelliten bekannt – insgesamt 134 derartige Trabanten (Stand: 11. Mai 2007). Die zwei kleinsten Satelliten überhaupt haben darunter die Objekte 2003 SS₈₄ und 2004 DC mit einem Durchmesser von etwa 60 Metern ^[1]. Die Sonde Galileo fotografierte 1993 erstmals einen Asteroidenmond, den Satelliten Dactyl des Asteroiden Ida. 1999 konnte bei Eugenia erstmals ein Asteroidensatellit mit einem erdgestützten Teleskop nachgewiesen werden.

Siehe auch: Liste der natürlichen Satelliten von Asteroiden

Satelliten von Kometen

Die Entdeckung des 2006 bekanntgegebenen Trabanten des Asteroiden Typhon – Echidna – hat die Frage nach möglichen Satelliten von Kometen aufgeworfen, denn Typhon gehört der Asteroidenklasse der Zentauren an, mit stark elliptischen Umlaufbahnen im äußeren Planetensystem, und die gelten als wahrscheinlich „erloschene“ und manche auch als noch etwas aktive Kometenkerne. Die Unterscheidung zwischen Kometen und eisreichen, aber sonnenfernen und daher insofern inaktiven Asteroiden ist auch substanziell nicht eindeutig. Ein „richtiger Kometenmond“ wurde bisher noch nicht gefunden.

Entstehung

Über die Entstehung eines natürlichen Satelliten gibt es je nach Besonderheiten seiner Größe oder seiner Bahneigenschaften unterschiedliche Vorstellungen. Am bekanntesten sind die vor allem in der Vergangenheit kontrovers diskutierten Ansätze zur Entstehung des Erde-Mond-Systems – hauptsächlich entweder aus einer gemeinsamen Akkretionsscheibe, durch Einfang, durch Abspaltung oder als Folge einer Großkollision von Protoplaneten.

Für die regulären Satelliten der Gasplaneten gilt die Akkretion aus umgebenden Partikeln. Für verhältnismäßig besonders große Satelliten wie dem Mond und dem Pluto-Satelliten Charon hat die Vorstellung einer Großkollision die Oberhand gewonnen. Für rückläufig kreisende Satelliten, das heißt gegen den Rotationssinn des Hauptkörpers, wird als Herkunftsweg der Einfang eines auf einer ehemals selbstständigen Umlaufbahn fertig ausgebildeten Körpers angenommen. Für die Mars-Satelliten (Phobos und Deimos) wird aufgrund ihrer sehr unregelmäßigen Form und der Nähe des Asteroidengürtels eine Herkunft als eingefangene Asteroiden vermutet. Bei kleinen und sehr unregelmäßigen Asteroiden, deren Rotationsgeschwindigkeit durch den Yorp-Effekt beeinflusst wird, kann dieser Effekt im Falle einer Beschleunigung im Verlauf von mehreren Millionen Jahren möglicherweise dazu führen, dass die Himmelskörper zerbrechen und einzelne Fragmente als Satelliten verbleiben.

Sonstige Entwicklungen

Über einen möglichen Untergang von Satelliten gibt es ebenfalls verschiedene Vorstellungen. Mit die älteste davon ist die des Eindringens in die Roche-Grenze eines Planeten. Ab dieser kritischen Nähe werden die Gezeitenkräfte dermaßen stark, dass größere Satelliten von ihnen zerrissen werden. Diese Ansicht ist vor allem als Erklärung des hauptsächlichen Ursprungs der Saturnringe bekannt geworden. Daneben gibt es auch die Theorie, dass die Planetenringe der Gasplaneten aus restlichem Material der protoplanetaren Gas- und Staubscheibe bestehen, das sich dort innerhalb der Roche-Grenze nicht zu Satelliten zusammenballen konnte. Die Ringsysteme bestehen aus Eis und Staub von sehr feiner Teilchengröße bis hin zu hausgroßen Brocken. Für die Unterscheidung zwischen den kleinsten Monden und den größten Ringbrocken gibt es keine definierte Grenzgröße; die Unterscheidung erfolgt rein konventionell, zumal die Ringe fotografisch noch nicht in einzelne Komponenten aufgelöst worden sind.

Manch einzelne Ringe innerhalb eines Ringsystems werden anscheinend von einem Satelliten aus gespeist: Im Fall des Saturnmondes Enceladus durch aufsteigende Fontänen eines Kryovulkanismus, und von dem Satelliten Mab aus, dessen Umlaufbahn um Uranus mit der Zone der höchsten Dichte des My-Ringes zusammenfällt, welcher möglicherweise durch die herausschlagende Wirkung von Meteoriteneinschlägen hervorgerufen wird. Während die Anziehungskraft größerer Himmelskörper dafür sorgt, dass die Trümmerstücke größtenteils auf die Oberfläche zurückstürzen, reicht sie bei kleinen dafür nicht aus und neben massearmen Satelliten verteilen sich auch feine Teilchen ringförmig im Orbit. Wie im Fall der zwei kleinen Plutomonde Nix und Hydra wird von Wissenschaftlern vermutet, dass die Einschläge von Mikrometeoriten über einen astronomischen Zeitraum bis zur Aufreibung eines kleineren Satelliten zu einem Staubring führen können.

Historisches

Nach der Erfindung des Fernrohrs war die Entdeckung der Galileischen Monde im Jahr 1610 am Jupiter die erste Beobachtung von astronomischen Objekten, die sich ganz offensichtlich nicht um die Erde drehen. Das war ein Argument gegen das geozentrische und für das heliozentrische Weltbild und damit auch dafür, dass der Mond der einzige Himmelskörper ist, der wirklich um die Erde kreist. Seine Bezeichnung dient seither als allgemeines Synonym für alle natürlichen Satelliten von Planeten und auch von kleineren Körpern.

Johannes Kepler bestätigte Galileis Entdeckungen mit seiner 1611 in Frankfurt veröffentlichten Schrift Narratio de observatis a se quatuor Iovis Satellitibus erronibus („Bericht über die vier von ihm beobachteten umherirrenden Begleiter des Jupiter“) und unterstützte gleichzeitig dessen Schlussfolgerungen. In dieser Schrift wird zum ersten Mal das lateinische Wort satelles („Leibwächter“, im Plural satellites auch „Gefolge“) für diese Art von Himmelskörpern verwendet.^[2]

Deutsche Gelehrte des 18. Jahrhunderts bezeichneten Satelliten auch als „Nebenplaneten“, neben den „Hauptplaneten“.^[3]

Siehe auch: Liste der Entdeckungen der Planeten und ihrer Monde

Einzelnachweise

1. ↑ Asteroids/TNOs with satellites: by date reported
2. ↑ Wolfgang Pfeifer: Etymologisches Wörterbuch des Deutschen, München ³1997, ISBN 3-423-32511-9, S. 1167
3. ↑ J. S. T. Gehler: Physicalisches Wörterbuch 1787

Siehe auch

• Schäfermond
• Quasisatellit, Kordylewskische Wolken, Doppelplanet
• Kozai-Effekt
• Eismondozean
• Liste der massereichsten Objekte im Sonnensystem

Literatur

• Sterne und Weltraum – Special 7: Monde (2002). ISBN 3-936278-22-9
• David A. Rothery: Satellites of the outer planets - worlds in their own right. Oxford University Press, New York 1999, ISBN 0-19-512555-x
• Sushil K. Atreya, et al.: Origin and evolution of planetary and satellite atmospheres. Univ. of Arizona Press, Tucson 1989, ISBN 0-8165-1105-5.

Weblinks

• Übersicht der Satelliten der Riesenplaneten von Scott S. Sheppard, Universität Hawaii (englisch)
• NASA-Liste von Satellitenentdeckungen (englisch)
• Was ist ein Mond?
• Monde.de

Monde der Planeten und Zwergplaneten

Erde: Mond  ·  Mars: Phobos | Deimos

Jupitermonde · Saturnmonde · Uranusmonde · Neptunmonde

Pluto: Charon | Hydra | Nix  ·  Haumea: Namaka | Hiʻiaka  ·  Eris: Dysnomia

Siehe auch: Liste der natürlichen Satelliten von Planeten · Liste der natürlichen Satelliten von Zwergplaneten · Liste der natürlichen Satelliten von Asteroiden

 

Das Sonnensystem

Zentralgestirn: Sonne

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