Apollo-Objekte und Kometen

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Galaktische Begegnungen, APOLLO-Objekte und ATLANTIS

Ein katastrophisches Szenario für Diskontinuitäten in der Menschheitsgeschichte (2)

von unseem Gastautor Emilio Spedicato

Der Name 'Apollo' wird auf eine Klasse von asteroidenähnlichen Objekten angewendet, deren Perihel innerhalb der Erdumlaufbahn liegt (siehe Krinov 20 oder Watson 21 für eine allgemeine Präsentation der These und ähnlicher Objekte). Der erste Apollo wurde von Reinmuth 1932 entdeckt und getauft. 1937 zog ein ähnliches Objekt mit Namen Hermes nur 800 000 km an der Erde vorbei. Über einhundert Apollos mit einem Durchmesser von mindestens einem Kilometer sind derzeit bekannt. Einige davon haben einen Durchmesser von über zehn Kilometern.

Das erste Objekt dieser Klasse großer Apollos wurde 1978 entdeckt und Hephaistos genannt. Es gibt ein Objekt (Amor-Objekt 1036, auch Ganymed genannt) mit einem Durchmesser von knapp 39 Kilometern. Der beststudierte Apollo ist Toutatis, der am 8. Dezember 1992 in gerade 0,0024 astronomischen Einheiten, d.h. 9,4 Mondenfernungen, an der Erde vorbeizog. Toutatis hat eine kartoffelähnliche Form, wie der Komet Halley, mit einer Hauptachse von 1,92, 2,40 und 4,60 km, einer fast homogenen Dichte, einem Perihel bei 0.92 AU und Exzentrizität von 0,63 (siehe Ostro et al. 115 und Hudson und Ostro 116).

Die Suche nach Apollos geht kräftig weiter. Eine ganze Anzahl von ihnen wurden 1983 mit dem satellitengestützten IRAS-Teleskop entdeckt. Die Zahl der Apollos mit einem Durchmesser von mehr als einem Kilometer wird auf mindestens tausend geschätzt, wovon sich möglicherweise mehr als einhundert im Stier-Widder Meteorstrom konzentrieren.

Es sind zahlreiche Vorschläge zum Ursprung der Apollos gemacht worden. Eine Studie von Hartmann 22, 23 zum Alter von Kratern im Sonnensystem, besonders auf dem Mond, dessen Krater den Impakten Apollo-ähnlicher Objekte zugeschrieben werden, hat gezeigt, dass die Verkraterungs-Rate, abgesehen von überlagernden Fluktuationen, während der vergangenen drei Milliarden Jahre im wesentlichen konstant gewesen ist.

Sie war jedenfalls tausend mal höher, als die ersten Gesteinsbrocken vor etwa 4,5 Milliarden Jahren geformt wurden. Diese Beobachtung legt nahe, dass eine große Zahl von Apollo-ähnlichen Objekten zeitgleich mit den Planeten bei der Kondensation der Urnebel geformt wurden, dem Prozess, welcher nach den meisten Theorien zur Bildung des Sonnensystems führte. Jedenfalls sind die meisten der ursprünglichen Apollos nun durch Zusammenstöße mit Planeten und deren Satelliten verschwunden. Die gegenwärtige Population muss im Wesentlichen durch neue Apollos gebildet worden sein, welche in irgendeiner Form generiert werden, um den Schwund von älteren Apollos bei Kollisionen mit Planeten und der Sonne zu kompensieren.

Eine der möglichen Quellen von Apollos ist der Asteroidengürtel, aus welchem Asteroiden auf Grund gravitationeller Störungen durch Jupiter in Apollo-Orbits vertrieben werden können; auch Asteroiden-Fragmente können nach Zusammenstößen mit Kometen oder anderen Körpern im selben Gürtel in Apollo-Orbits eingekoppelt werden. Zahlenmäßige Betrachtungen zur Größe des gegenwärtigen Apollo-Bestands und zur möglichen Regenerations-Rate aus dem Asteroidengürtel deuten jedenfalls darauf hin, dass diese Quelle unzulänglich ist, obgleich das Problem noch nicht vollständig gelöst wurde (Whetherill 24, 120). Entgaste Kometen oder Kometen-Fragmente werden gegenwärtig als Haupt-Quelle des Apollo-Bestands betrachtet.

Eine allgemeine Theorie zur Bildung und Evolution von Kometen bis zu ihrem katastrophischen Ende bei Kollisionen mit größeren Körpern wurde von Clube und Napier 7, 14, 16 und anderen Autoren (z.B. Yabushita 25, Napier und Staniucha 26) entwickelt. Hier synthetisieren wir die Theorie anhand der Hauptlinien:

  • Kometen werden, zusammen mit Meteoriten und Staubkörnern, in den ungeheuren (bis zu einer Million Sonnenmassen oder mehr), kalten Molekularwolken, die in den galaktischen Spiralarmen und in der galaktischen Ebene zu finden sind, durch einen Wachstumsprozess geformt, welcher auch zur Bildung von Planeten und Sternen führt
  • Abgesehen von einer marginalen Anzahl von Kometen, deren Umlaufbahnen in der Planetenregion liegen, nimmt man an, dass die Kometen des Sonnensystems zu zwei Hauptgruppen gehören

A - Man vermutet, der Kuiper-Gürtel bestehe aus etwa 1012 Körpern in einer heliozentrischen Distanz von ungefähr 104 A.E. Die Existenz des Kuiper-Gürtels, die noch vor kurzem häufig angezweifelt wurde, erscheint nun durch die Entdeckung von Körpern gesichert, die mit einer Größe von bis zu 600 km zu ihm gehören (siehe 150). Viele Astronomen halten nun Pluto für einen Körper, der nicht lange zuvor vom Kuiper-Gürtel versetzt wurde.

Anfang 1999 gab es, in Zusammenhang mit dem fünfzigsten Jahrestag der Entdeckung Plutos, eine seriöse Diskussion im Internet, ob er wieder von der offiziellen Liste der Planeten gestrichen werden soll. Die Versetzung Plutos vom viel weiter entfernten Kuiper-Gürtel in seinen gegenwärtigen Orbit kann mit verschiedenen Prozessen erklärt werden, insbesondere durch spezielle Gravitations-Effekte, wie von Del Popolo und Spedicato 151 gezeigt.

B - Die Oortsche Wolke, deren Existenz immer noch hypothetisch ist (siehe etwa Van Flandern 146), besteht aus möglicherweise 1014 Kometen in höchst elongierten Umlaufbahnen (die bis zu 50 000 Astronomische Einheiten umspannen, also die Hälfte der Distanz bis zum nächsten Stern), mit Perioden von ein paar Millionen Jahren. Während die traditionelle Sicht des Ursprungs der Oortschen Wolke, siehe Oort 27, sie als gleich alt mit dem Sonnensystem erachtet, behaupten Clube und Napier, dass nur ein marginaler Teil der ursprünglichen Wolke übrig ist, während die meisten [heutigen] Kometen, nachdem das Sonnensystem gebildet wurde, durch folgenden Mechanismus hinzukamen:

Das Sonnensystem umkreist bekanntlich das galaktische Zentrum mit einer Periode von etwa zweihundert Millionen Jahren und einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa 230 km/sec. Der Orbit hat eine lotrecht zur galaktischen Ebene stehende Komponente, die - auf und ab - etwa alle 30 Millionen Jahre durchquert wird. Bei seiner Bewegung kreuzt das Sonnensystem auch die galaktischen [Spiral-]Arme, die von molekularen Wolken angefüllt sind, oft in zahlreichen Gruppen arrangiert. Der zuletzt gekreuzte war der Orion-Arm, der im Gould-Gürtel Molekularwolken enthält.

Der Zeitpunkt der Durchquerung ist nicht mehr als fünf bis zehn Millionen Jahre her, möglicherweise auch viel weniger, wenn Verzögerungs-Effekte des Sonnensystems in Rechnung gestellt werden. Bei der Durchquerung eines Spiralarms, oder der galaktischen Ebene, gibt es eine erhebliche Wahrscheinlichkeit der Passage durch eine Molekularwolke, oder nahe daran vorbei. In solch einem Fall unterliegt das Sonnensystem einer starken gravitationellen Störung, die einen Doppel-Effekt hat.

Zunächst einmal wird ein großer Teil der Kometen aus der Oortschen Wolke, außerhalb eines Radius von etwa 103 Astronomischen Einheiten, fortgezogen. Zum zweiten fängt die Sonne, wenn sie die Molekular-Wolke verlässt, eine Anzahl von Planetesimalen aus der Wolke selber ein. Da das Sonnensystem seit seiner Bildung schon oft Molekularwolken passiert hat, sind die meisten der ursprünglichen Kometen verloren gegangen, weshalb die Mehrzahl der Kometen in der Oortschen Wolke nun interstellaren Ursprungs ist. Ferner spiegelt sich die, der Durchquerung galaktischer Arme und der galaktischen Ebene innewohnende, Periodizität in Zeiträumen (Zyklen von 200, 60, 30 Millionen Jahren) von Ereignissen im inneren Sonnensystem wider.

Solche Zyklen wurden bezüglich des Mondes und der Erde an Vorgängen wie der Verkraterungs-Rate (siehe Grieve und Dence 28, Rampino und Stothers 29, Alvarez und Muller 30), magnetischen Umpolungen (siehe Doake 31), geologischen Grenzlinien, wesentlichen Platten-Bewegungen und Eiszeitaltern (siehe Mc Crea 32) und biologischen Massensterben (siehe Mc Crea 32, Fischer und Arthur 33, Raup und Sepkoski 34) beobachtet.

Abb. 1 Das aktive Stadium eines Kometen, wenn er im inneren Sonnensystems mit seinem typischen Schweif auftritt, beträgt nur wenige tausend Jahre.
  • Die Zahl von Kometen in kurzperiodischen Orbits ist klein und ihre Orbits sind auf Grund gravitationeller Störungen durch die Planeten und Massen-Variationen infolge Ausgasung und Fragmentation generell dynamisch instabil. Das Leben eines Kometen in kurzperiodischem Orbit als ein Objekt, das einen leuchtenden Schweif produzieren kann, wenn es sich der Sonne nähert (aktiver Komet), beträgt nur wenige tausend Jahre; nach dieser Zeitspanne wird der entgaste Komet zu einem neuen Mitglied der Population von Apollos (oder ähnlicher Körper, wie den Amor-Objekten). Evidenzen dieser Entwicklung zeigen sich anhand des Kometen Encke, dessen Orbital-Parameter und Leuchtkraft sich drastisch verändert haben, seit er zum ersten Mal beobachtet wurde; man nimmt an, dass der Komet Encke derzeit auf dem Weg ist, ein neuer Apollo zu werden. Umgekehrt weist das große Apollo-Objekt Hephaistos Orbital-Parameter auf, die jenen des Kometen Encke sehr ähnlich sind. Gegenwärtig wird angenommen, dass sowohl Hephaistos ala auch Encke Fragmente eines größeren Kometen sind, der sich vor nicht langer Zeit geteilt hat.

Das begrenzte Leben kurzperiodischer Kometen impliziert, dass eine Nachschub-Quelle aktiv sein muss. Die erforderliche Quelle scheint die Oortsche Wolke selbst, mittels des folgenden Mechanismus (siehe Everhart 35, 36), zu sein. Wenn ein Komet aus der Oortschen Wolke sich dem Perihel nähert, wird er gravitationellen Störungen durch die größeren Planeten unterworfen. Numerische Simulationen, siehe Yabushita 25, zeigen, dass in den meisten Fällen der Effekt der Störungen darin besteht, den Kometen in einen hyperbolischen Orbit zu befördern, und ihn damit aus dem Sonnensystem zu treiben. Wie auch immer, können die Orbital-Parameter in wenigen Fällen in diejenigen von dazwischenliegenden, periodischen Kometen (diejenigen, die hinter Saturn kreisen) verwandelt werden, welche sich später zu kurz-periodischen Orbits und schließlich zu (relativ stabilen) Apollo-Orbits entwickeln.

  • Wenn ein großer Komet (sagen wir mit einem Durchmesser von mehr als 100 km) von der Oortschen Wolke eingefangen wird, zeigt die daraus resultierende Entwicklung vielfältige und komplexe Charakterzüge. Episoden der Fragmentation in kleinere Kometen und Felsblöcke sind zu erwarten. Eine Ursache dafür sind Gezeitenbelastungen durch die Gravitation Jupiters, die Körper einer bestimmten Größe und Materialstärke in Intervallen zerstören können. Eine weitere Ursache könnten exothermale Reaktionen im Inneren des Kometen sein, die auf chemische Reaktionen oder Phasen-Transition (bei 153 K verändert sich die Eis-Struktur von amorph zu kristallin, wobei Energie freigesetzt wird). Als Ergebnis dieser Fragmentationen (die offenbar häufig als ein plötzliches Aufflackern am Himmel zu beobachten sind, auf welches dann die Entdeckung eines neuen Kometen folgt) gibt es eine Akkumulation von kleineren aktiven Kometen, von Apollos, Gesteins-Brocken, Staub und Gasen (bis zur halben Masse des großen, eingefangenen Kometen) entlang eines ellipsoidalen Rings mit winklingen Massierungen, die sich mit der Zeit entlang der Richtungen ausbreiten, die den Fragmentations-Episoden entsprechen.

Experimentelle Daten zu Zodiak-Licht, interplanetarem Staub, der Verteilung von Meteor-Strömen und Feuerbällen, der Struktur der Umlaufbahnen von Apollos und kurz-periodischer Kometen, haben Clube und Napier 7, 17, 81, 82 zur folgenden Vermutung gebracht: ein großer Komet (100-200 km im Durchmesser) wurde vor ungefähr 20 000 Jahren eingefangen, war Fragmentierungs- und Entgasungs-Phänomenen unterworfen, und hat währenddessen dramatisch mit der Erde interagiert. Insbesondere war er verantwortlich für die jüngste Eiszeit und für schwächere Katastrophen in den vergangenen Jahrtausenden, darunter diejenigen, die Velikovsky einem außerirdischen Verursacher zuschrieb.

Clube und Napier nehmen weiterhin an, dass ein bisher unentdecktes großes Fragment (Durchmesser etwa 30 km) des ursprünglichen Kometen seinen Orbit entlang des Torus hat; provisorische Orbital-Parameter, die zu seiner Beobachtung führen könnten, wurden geschätzt. Schließlich wird vorhergesagt, dass die Erde in nächster Zukunft (um das Jahr 2030) wieder denjenigen Teil des Torus kreuzen, der die Fragmente beinhaltet; eine Begegnung, welche sich für die Menschheit in der Vergangenheit dramatisch ausgewirkt hat.

Wir beschließen diesen Abschnitt mit einem Hinweis auf alternative Theorien. Whitmire und Jackson 37 und Davis et al. 38 vermuten die Existenz eines unsichtbaren Begleiters der Sonne, Nemesis genannt, von der Größe eines Schwarzen Zwerges, und mit einer Orbital-Periode, die mit dem beobachteten 30 Millionen Jahre Zyklus der biologischen Vernichtungen korrespondiert. Bei der Annäherung an sein Perihel würde Nemesis das System externer Kometen gravitationell durcheinander bringen, wobei er ähnliche Effekte wie diejenigen hervorbringen würde, die zuvor in Zusammenhang mit der Durchquerung von Molekular-Wolken beschrieben wurden.

Whitmire und Matese 85 und Van Flandern et al. 86 postulieren die Existenz eines zehnten Planeten hinter Pluto, genannt Planet X, der die in Erwägung gezogenen periodischen Kometen-Störungen durch gravitationelle Effekte auf einen Kometengürtel hinter dem Neptun hervorrufen könnte. Schließlich hat Van Flandern 146 verschiedene substantielle Argumente für die Explosion eines Planeten in der Region des Asteroidengürtels vor ein paar Millionen Jahren präsentiert, ein Vorschlag, der in der Vergangenheit ursprünglich von vielen Autoren erwogen wurde, aber nicht mit einer solchen Fülle von Argumenten, wie sie von ihm gegeben werden. Solch eine Explosion würde, neben der Formation des Asteroidengürtels selber und verschiedener anderer Charakteristika des Sonnensystems, auch die Bildung einer großen Anzahl von kometenartigen Körpern erklären, von denen sich viele jetzt zu Apollos entwickelt haben dürften.


Fortsetzung:

3. Kollisionen von Apollos mit der Erde: kurzfristige Effekte


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