Was gibt es dann über unseren Köpfen noch so zwischen dem Mond und dem Weltraumschrott? In der Erdumgebung befinden sich genug andere kleinere und größere Gesteinsbrocken, die der Erde unterschiedlich nahekommen können und die mit unserem Heimatplaneten mehr oder weniger stark wechselwirken. Im einfachsten Fall handelt es sich um einen Asteroiden, dessen Umlaufbahn sehr nahe an den Erdorbit heranreicht und dem unser blauer Planet daher mit einer gewissen Regelmäßigkeit begegnet. Man nennt solche Himmelskörper im Jargon kurz NEOs (Near Earth Objects, also erdnahe Objekte).

Diese kann man weiter unterteilen: Asteroiden vom Atira-Typ bewegen sich vollständig innerhalb des Erdorbits, Amor-Typen entsprechend außerhalb. Gefährlich können uns die sogenannten Erdbahnkreuzer werden: Apollo- und Aten-Asteroiden bergen die potentielle Gefahr einer Kollision. Zumindest für die nächsten Jahre besteht fürs Erste kein Grund zur Sorge – am Freitag, den 13. April 2029, kommt uns allerdings (99942) Apophis mit gut 31.600 Kilometern extrem nahe: näher als die geostationären Satelliten und zehnmal näher als der Mond. Ein Jahrhundertereignis!

Manche Erdbahnkreuzer bewegen sich so, dass man von der Erde aus denken könnte, sie wären Monde. Eine Handvoll sogenannter Quasisatelliten sind mittlerweile bekannt: Zwar bewegen sich Erde und Quasisatellit jeweils eindeutig auf einer Bahn um die Sonne. Beide umrunden sie allerdings in ähnlichem Abstand und mit ungefähr der gleichen Umlaufzeit. Dadurch kommt es zu einem interessanten Beobachtungseffekt: Mal scheint uns der Quasisatellit zu überholen, mal uns nachzulaufen. Setzt man also, von „oben“ betrachtet, die Erde ortsfest ins Zentrum der Betrachtung, scheinen sich die Quasisatelliten auf bohnen- oder birnenförmigen Bahnen um die Erde zu bewegen.

Seit 1986 kennt man den Asteroiden (3753) Cruithne, dessen Durchmesser auf ungefähr zwei Kilometer geschätzt wird. Denkt man sich die Erde unbewegt, dann scheint der Planetoid in einem nierenförmigen Orbit um die Erde zulaufen; auch wenn er tatsächlich in einer Ellipse um die Sonne läuft. Ein weiteres Beispiel: (469219) Kamoʻoalewa wird auf eine Größe von 40 bis 100 Metern geschätzt und gilt derzeit als stabilster Quasisatellit: Seine Entfernung schwankt zwischen der 38- und der 100-fachen Monddistanz.

Ein rein himmelsmechanisches Kriterium für einen Mond – neben der Größe des Objekts – könnte so lauten: Wenn der Körper sich im gravitativen Einflussbereich des Planeten aufhält, gehört er „zu ihm“ und ist daher ein (natürlicher) Satellit. Dieser Einflussbereich heißt in der Physik „Hill-Sphäre“. In dieser Zone dominiert die Schwerkraft des Planeten gegenüber allen anderen gravitativen Einflüssen. Auch die Sonne kann diesen Körper dem Planeten dann nicht mehr entreißen. Unser Mond etwa liegt deutlich innerhalb der Hill-Sphäre: Bei der Erde erstreckt sie sich über den vierfachen Erd-Mond-Abstand (knapp 1,5 Mio. km).

Manchmal schafft es die Erde aber auch, einen Asteroiden einzufangen, sodass er sich wenigstens kurzzeitig in dieser besagten Hill-Sphäre aufhält: Dann spricht man auch von einem temporären Satelliten.

Mit Achilles, Patroclus und Hektor fing alles an: Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckten Heidelberger Astronomen erstmals Kleinkörper, die sich ungefähr in der gleichen Umlaufbahn wie Jupiter befinden, ihm dort aber um etwa 60° vorauseilen oder um 60° hinterherlaufen. Als Namenspaten dienen Charaktere aus dem sagenhaften Trojanischen Krieg, in dem sich Griechen und Trojaner bekämpften. Mit der Zeit wurden immer mehr solcher Asteroiden entdeckt, so dass mittlerweile einige tausend „Trojaner“ und noch mehr „Griechen“ bekannt sind. Beide Asteroidenansammlungen nutzen dabei einen himmelsmechanischen Effekt aus, der unter dem Namen „Lagrange-Punkte“ läuft: Im System aus Sonne, Jupiter und einem beliebigen Kleinkörper gibt es fünf Punkte, in denen sich die Einflüsse von Sonne und Jupiter genau die Waage halten. Zwei davon sind einigermaßen stabil, man nennt sie kurz L4 und L5. Griechen scharen sich um den Punkt L4 und laufen Jupiter um die besagten 60° voraus – mehr oder weniger. Die Asteroiden um L5 werden als Trojaner bezeichnet. In der Praxis nimmt man es mit der Nomenklatur nicht ganz so genau und bezeichnet beide Gruppen als Jupitertrojaner.

Nun gibt es Lagrange-Punkte nicht nur um Jupiter, sondern prinzipiell um jeden Himmelskörper. Hat also auch die Erde „Trojaner“? Seit 2011 können wir diese Frage mit Ja beantworten: Im Oktober 2010 beobachtete das Weltraumteleskop WISE einen verdächtigen, knapp einen halben Kilometer großen Asteroiden, der sich nach weiteren Beobachtungen im Folgejahr als Trojaner entpuppte. (706765) 2010 TK7 umkreist den Punkt L4 relativ lose und ist von der Erde schwer zu beobachten, weil er für uns meist relativ nah an der Sonne steht. Ende 2020 entdeckte das hawaiianische Teleskop Pan-STARRS 1 einen weiteren Erdtrojaner: (614689) 2020 XL5 hat einen Durchmesser von etwa einem Kilometer und wird – so zeigen es Simulationen – für mindestens 4000 Jahre ein stabiler Erdtrojaner bleiben. Beide Gesteinsbrocken müssen übrigens noch benannt werden. Den Regeln der IAU nach wird es in beiden Fällen ein mythologischer Name werden.

Auch im Erde-Mond-System kann man Lagrange-Punkte bestimmen. 1961 berichtete der polnische Astronom Kazimierz Kordylewski, er habe nahe dem L5-Punkt zwei Materiewolken fotografiert. Schon zuvor habe er diese im Hochgebirge mit eigenen Augen gesehen, bei ihrer Opposition seien sie etwas dunkler als der Gegenschein. Nachfolgende Beobachtungen der später nach ihm benannten Kordylewski-Wolken waren mal mehr, mal weniger erfolgreich: Aufgrund ihrer geringen Helligkeit konnten manche Autoren diese nicht am Himmel finden und bezweifelten somit ihre Existenz. Auch die japanische Raumsonde Hiten konnte beim Durchfliegen von L4 und L5 keine erhöhte Staubkonzentration feststellen – möglicherweise hatte sie die Wolken aber einfach verpasst?

Um 2018 machte sich ein ungarisches Team um Judit Slíz-Balogh eine besondere Eigenschaft von Licht zunutze, um die Kordylewski-Wolken endlich aufzuspüren: Schwingen elektromagnetische Wellen in einer ganz bestimmten Richtung, so spricht man von polarisiertem Licht. Ändert sich diese Schwingungsrichtung bei den einzelnen Wellenzügen ständig, spricht man von unpolarisiertem Licht. Eine Streuung von (normalerweise unpolarisiertem) Sonnenlicht kann nun dazu führen, dass dieses anschließend überwiegend geordnet in einer bestimmten Richtung schwingt. Mit einem Polarimeter konnte das Team nun genau diesen Effekt nachweisen: Um den Punkt L5 gab es Bereiche, in denen das Licht überall einen sehr ähnlichen Polarisationsgrad aufwies.

Auf Basis von Simulationen geht das ungarische Team ebenfalls davon aus, dass die Wolken sehr dynamisch sind, ihre Dichte, Form und Struktur also stetig verändern.