Planetoïden



Afgezien van de ‘volwaardige’ planeten en dwergplaneten, draaien er talloze kleinere niet-komeetachtige objecten om de zon die doorgaans te weinig licht reflecteren om met het blote oog waargenomen te kunnen worden. Deze zogeheten ‘planetoïden’ zwerven werkelijk in allerlei banen door het zonnestelsel. Maar veruit de meeste vinden we terug in de planetoïdengordel tussen de banen van Mars en Jupiter.



Planetoïden zijn in de regel hemellichamen met afmetingen die variëren tussen enkele honderden kilometers en enkele meters. Tot dusver zijn er slechts een paar bestudeerd door ruimtesondes.

Planetoïdengordel
Het kosmische gebied tussen Mars en Jupiter vormt een opmerkelijk uitgestrekte lacune in het zonnestelsel. Althans, in de zin dat zich hier geen enkele volwaardige planeet ophoudt. Vermoedelijk was het vooral de factor van de dominante aanwezigheid van gasreus Jupiter die er tijdens de wording van het zonnestelsel voor zorgde dat zich uit de aanwezige wolk van stof en gruis geen volwaardige planeet vormen. Het natuurlijke resultaat was een brede gordel van kleinere objecten, die overigens ook nu nog onderworpen is aan de verstorende gravitatiekrachten van voornamelijk Jupiter.

De ontdekking van de planetoïdengordel (of ‘hoofdgordel’) heeft een bijzondere geschiedenis. In 1766 meenden de Duitse sterrenkundigen Johann Titius en Johann Bode een wiskundige ordelijkheid te hebben ontdekt in de afstanden van alle bekende planeten tot de zon. Uit de ‘wet van Titius-Bode’ volgde dat zich op ongeveer drie Astronomische Eenheden (AE) van de zon vrijwel zeker nog een ‘verborgen’ planeet moest bevinden. Achteraf bezien ging het om een gelukkige toevalstreffer, maar in 1801 zocht én vond de Italiaanse astronoom Giuseppe Piazzi het veronderstelde hemellichaam in deze regionen. Het object, dat de naam Ceres meekreeg, bleek niettemin veel te klein om het etiket ‘planeet’ met eer te mogen dragen. Daarom werd Ceres, met een diameter van bijna duizend kilometer, nadien beschouwd als het meest prominente lid in de categorie der ‘net-niet-planeten’, ofwel planetoïde ‘1 Ceres’.

Planetoïdenfamilies
Doordat de verstorende invloed van Jupiter in sommige delen van de hoofdgordel bovengemiddeld groot is, vinden we daar nauwelijks planetoïden (hiaten). Andersom kan de Joviaanse zwaartekracht ook plaatselijke massaconcentraties bevorderen. Als gevolg van dergelijke processen zijn de ‘bewoners’ van de planetoïdengordel niet uniform over de ruimte verdeeld en kunnen we ze indelen in verschillende groepen - of families.

Vanaf de baan van Mars onderscheiden astronomen een achttal families in de hoofdgordel, elk vernoemd naar de grootste planetoïde binnen hun groep. Achtereenvolgens gaat het om de families Hungaria, Flora, Phocaea, Koronis, Eos, Themis, Cybele's en Hilda. Hun banen staan gemiddeld onder een hoek van 2 graden met het eclipticavlak (inclinatie), waardoor eventuele onderlinge botsingen met relatief veel kracht plaatsvinden.

Overige planetoïdengroepen en -families

NEA’s
Buiten de hoofdgordel bevinden zich verhoudingsgewijs weinig planetaire objecten met noemenswaardige afmetingen. Maar de rotsblokken die daar wél vertoeven, dienen extra goed in de gaten te worden gehouden. Dit omdat altijd het gevaar bestaat dat zogeheten NEA’s (Near Earth Asteroids) met onze planeet in botsing komen. Al een aantal jaren volgen astronomen met name deze NEA’s, ook wel aardscheerders genoemd, argwanend met behulp van geautomatiseerde telescopen, zoals die van het Spacewatch-project.

Veel NEA’s horen thuis bij de Apollo-familie, een verzameling van planetoïden waarvan de doorgaans sterk elliptische banen niet verder reiken dan de hoofdgordel. De halve lange baanas van objecten in de Apollo-familie bedraagt meer dan één AE, maar door hun sterke elongaties kruisen zij toch regelmatig de baan van de aarde. Leden van de Aten-familie, eveneens veelvoorkomende NEA’s, kruisen eveneens de aardbaan, maar hebben een karakteristieke halve lange baanas die kleiner is dan één AE.

In februari 2001 slaagde de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA erin een onbemande ruimtesonde heelhuids neer te zetten op de aardscheerder Eros. De sonde met de naam NEAR (Near Earth Asteroid Rendevouz), was vijf jaar daarvoor gelanceerd en draaide een jaar lang in steeds kleiner wordende banen om de planetoïde. Daarbij vergaarde het toestel veel fotomateriaal en belangrijke meetgegevens over de compositie van het hemellichaam. Liggend op een echte aardscheerder keert NEAR misschien over miljoenen jaren weer terug op aarde: met planetoïde en al…!



Trojanen
Een opmerkelijke planetoïdenfamilie die zich buiten de hoofdgordel ophoudt, is die van de Trojanen. De planeetjes uit deze categorie vallen op, omdat zij op een afstand van 5,2 AE van de zon nagenoeg dezelfde baan als de gasreus volgen. Nog interessanter: de Trojanen zijn niet egaal of chaotische verdeeld over de baan van Jupiter, maar concentreren zich rond zijn twee zogeheten Lagrange-punten; zo’n 60 graden vóór en achter het massieve hemellichaam in zijn baan. Vermoedelijk gaat het om enkele duizenden planetoïden.

Transneptuniaanse objecten
Uiteraard kunnen we nog verschillende andere families en groepen benoemen, maar deze zijn minder interessant óf zijn amper onderzocht. Dat geldt zéker voor zogenoemde ijsdwergen buiten de baan van de laatste gasreus in ons zonnestelsel. De planetoïden daar staan ook wel bekend als ‘transneptuniaanse objecten’. Veel objecten die hiertoe worden gerekend, bevinden zich in het schimmige gebied dat door de Nederlandse astronoom Jacob Kuiper werd geïdentificeerd als de Kuipergordel.

Soorten planetoïden
Kleine planeetjes in het zonnestelsel worden doorgaans op basis van hun chemische samenstelling in typen ingedeeld . Omdat hun lichthelderheid doorgaans nauw samenhangt met hun chemische compositie, is een bezoek van een ruimtesonde vaak niet eens noodzakelijk om een planetoïde te kunnen classificeren. Overigens moeten de afstand en de afmetingen van een planetoïde dan wel bekend zijn. We onderscheiden drie groepen: C-, S- en M-klasse planetoïden. Ruim driekwart van alle planetoïden behoort tot de C-klasse.

C-type planetoïden zijn koolstofhoudend. Mede hierdoor bezitten zij een extreem laag vermogen om licht te reflecteren (albedo: 0,03 - 0,09). Ruimteobjecten van dit type zijn relatief donker en camoufleren zich dan ook vaak hardnekkig tegen de donkere achtergrond van het heelal. In chemisch opzicht vertonen ze overeenkomsten met veel chondriet-meteorieten. Aangenomen wordt dat er een vaak een direct verband tussen de twee verschijnselen bestaat.

Silicaathoudende planetoïden, zoals ook Gaspra, zijn van het S-type en vertonen aan hun oppervlak rode tinten. Met albedo’s van 0,1 tot 0,2 zijn zij al een stuk helderder dan de koolstofhoudende meerderheid in het zonnestelsel. Wanneer we het spectrogram van een stukje van Gaspra zouden analyseren, treffen we waarschijnlijk veel overeenkomsten aan met dat van een typische steen-ijzer-meteoriet. Ongeveer zeventien procent van alle planetoïden behoort tot de S-klasse. We vinden ze vooral terug in de binnenste regionen van de hoofdgordel.

Planetoïden in de laatste categorie zijn nog niet vaak aangetroffen. De herkomst van de zogenoemde ‘metallische planetoïden’ van het M-type ligt echter wél voor de hand. Waarschijnlijk gaat het om fragmenten uit de massieve kernen van grotere hemellichamen die na verloop van tijd door onderlinge botsingen uiteen zijn gevallen in verschillende kleinere objecten.

Ruimteonderzoek
Ondanks de duizelingwekkende start van het ruimtevaarttijdperk, medio jaren vijftig, duurde het erg lang voordat ook de kleinere hemellichamen in het zonnestelsel zich op menselijke belangstelling mochten verheugen. Af en toe werd een planetoïde kortstondig door een ruimtesonde bestudeerd, mits deze op weg naar een belangrijker hoofddoel kon worden gepasseerd. Maar het duurde tot vlak vóór de aanvang van het nieuwe millennium voordat een eerste robotische verkenner bij een planetoïde aankwam om deze langdurig te bestuderen. Het betreft de missie van NEAR bij de planetoïde Eros, die mede door een onconventionele doch geslaagde ‘zachte landing’ verrassend succesvol verliep. Het ruimtevaartuig was immers niet voorzien van een landingsgestel.



Auteur(s):     A.S.