Das Sonnensystem



Das Sonnensystem, in dem wir leben, besteht aus 8 größeren Planeten, einer unbekannten Anzahl kleinerer Planeten, Asteroiden und Kometen.
Im Zentrum des Sonnensystems steht die Sonne, ein Stern vom Typ G mit einem Durchmesser von 1,4 Millionen Kilometern.
Die Sonne ist eine große Kugel, die zum größten Teil aus Wasserstoff besteht und diesen in einem Kernfusionsprozess allmählich verbrennt.
Dadurch erzeugt sie Wärme und sorgt so dafür, dass die Planeten, die ihr sehr nahe stehen - wie die Erde - nicht einfrieren.
Das Leben auf der Erde wäre ohne diese Wärmeenergie, die durch das Sonnenfeuer entsteht, nicht denkbar.





Der Kernfusionsprozess findet im Kern der Sonne statt, bei Temperaturen von bis zu 15 Millionen Grad Celsius und einem Druck, der 200 Milliarden mal so hoch ist wie der Luftdruck auf der Erdoberfläche.
In jedem einzelnen Augenblick verschmelzen 650 Millionen Tonnen Wasserstoff zu Helium, von denen 5 Millionen Tonnen in Energie umgewandelt werden.
Die gewonnenen Energiepartikel steigen dann durch die mächtigste der Sonnenschichten – die Strahlungszone – Richtung Oberfläche.
In der Strahlungszone nehmen sowohl die Temperatur als auch der Druck allmählich ab und auch die Wellenlänge des Lichtes verändert sich.
Als die Energiepartikel im Kern erzeugt wurden, entstand als Nebenprodukt Gammastrahlung.
Aus dieser wird auf ihrem Weg durch die Strahlungszone zunächst Röntgenstrahlung und später ultraviolettes und sichtbares Licht, das wir mit unseren Augen sehen können.
Wenn die Energiepartikel die Strahlungszone hinter sich lassen, treffen sie auf die Konvektionszone, eine Gasschicht, die zwar kühler, aber auch weniger durchlässig ist.
Hier befinden sich Konvektionszellen, deren starke Ströme – erzeugt von heißem Gas, das unter gewaltigem Brodeln und Dröhnen aufsteigt und sich ausdehnt – die Partikel weiter befördern.
Schließlich gelangen die Energiepartikel zur Oberfläche der Sonne, die man die Photosphäre nennt und die von Granulen – Säulen aus heißem Gas mit gigantischen Ausmaßen – durchsetzt ist.
Zuerst kommen die Supergranulen, die mit einem Durchmesser von 25.000 Kilometern doppelt so groß wie die Erde sind, und darüber die Granulen, mit einem Durchmesser von 700 Kilometern.
Nachdem die Energiepartikel die Photosphäre verlassen haben, gelangen sie in die Atmosphäre der Sonne, die Chromosphäre.
Obgleich die Chromosphäre mit 6.000 Grad Celsius regelrecht „kalt“ ist, finden hier erstaunliche Dinge statt.
Schlanke Gasfontänen – Spikulen – schießen bis zu 10.000 Kilometer in die Höhe.
Ströme von flammendem Gas – Protuberanzen – bewegen sich an den Magnetfeldlinien der Sonne entlang, wobei sie entweder in einem Bogen aufsteigen und wieder in die Chromosphäre zurück stürzen oder Vulkaneruptionen gleich senkrecht aufsteigen.
Besonders starke Stränge des Sonnenmagnetfeldes pressen Gase nach oben und es bilden sich schwärzlich aussehende Sonnenflecken, die langsam über die Oberfläche wandern und wieder verschwinden.
Hier in der Chromosphäre verlassen die Energiepartikel die Sonne nun und fliegen hinaus in den Weltraum, wobei sie noch die Korona durchqueren.
Die Korona ist eine Hülle aus heißem Gas, dessen Grenze etwa 400.000 Kilometer über der Photosphäre liegt und in der es mit 100 Millionen bis 200 Millionen Grad Celsius eigenartigerweise erheblich heißer als in der Chromosphäre oder dem Kern ist.



Die Planeten werden in zwei Gruppen unterteilt.
Die erste Gruppe, zu denen auch die Erde gehört, nennt man die inneren Planeten.
Diese sind klein und felsig.
Die inneren Planeten tragen die Namen Merkur, Venus, Erde und Mars.
Hinter Mars befindet sich der Asteroidengürtel, eine Ansammlung von Felsen, die noch aus der Anfangszeit des Sonnensystems stammen.



Die zweite Planetengruppe nennt man die äußeren Planeten.
Hierbei handelt es sich um große Gasriesen, die hauptsächlich aus Wasserstoff bestehen.
Diese sind Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.
Jenseits von Neptun liegt der Kuiper-Gürtel, in dem die sogenannten Zwergplaneten zu finden sind.
Auch diese sind – ebenso wie die Asteroiden – vermutlich ein Überbleibsel aus den Entstehungstagen des Sonnensystems.



Hier seht Ihr die inneren Planeten im Vergleich mit den bekanntesten Kleinplaneten.
Ganz rechts befinden sich die Zwillingsplaneten Pluto und Charon.
Charon ist Plutos Mond und halb so groß wie dieser.
Ceres ist im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter zu finden und das größte Objekt unter den Asteroiden.
Daneben stehen Kleinplaneten aus dem Kuiper-Gürtel, der sich jenseits von Neptun befindet.
Der bisher größte, den man gefunden hat, wurde von seinem Entdecker provisorisch Xena getauft, erhielt aber später von der Internationalen Astronomischen Union den Namen Eris.
Eris war für kurze Zeit als zehnter Planet im Gespräch und der Auslöser für die Diskussion, die dazu führte, dass man 2006 Pluto vom Planeten zum Zwergplaneten zurückstufte.

 



Merkur ist der kleinste der Planeten und steht der Sonne so nah, dass er nur drei Monate braucht um sie auf seiner Umlaufbahn zu umrunden.
Weil er der Sonne so nahe steht, ist es auf der Tagseite 420 Grad warm und auf der Nachtseite eisig kalt, zumal Merkur keine Lufthülle hat und so dem Weltraum ungeschützt ausgesetzt ist.



Venus ist fast genauso groß wie die Erde, aber in dichte Wolken aus giftigen Schwefelgasen gehüllt, die zwar Sonnenlicht herein, aber nicht mehr hinaus lassen.
Dadurch tut sich die Luft so erhitzen, dass es 470 Grad warm wird.
Die Erde ist der einzige Planet im ganzen Sonnensystem auf dem Leben - so wie wir es kennen - möglich ist.
Sie ist gerade so weit von der Sonne entfernt, dass es auf ihr nicht zu heiß oder zu kalt wird.
Sie hat auch eine Lufthülle, die von Pflanzen und Tieren geatmet werden kann.
Das allerwichtigste jedoch sind ihre großen Ozeane, die drei Viertel der Oberfläche bedecken.
Viele Wissenschaftler vermuten, dass das Leben in den Meeren entstanden ist und ohne diese nicht möglich gewesen wäre.
Eine andere Hypothese geht davon aus, dass Dämpfe aus den Tiefen der Erde an die Oberfläche gestiegen sind, sich dort abkühlten, zu Wasser kondensierten und in kleinen Becken Tümpel bildeten.
In diesen Tümpeln konnte dann das erste Leben entstehen.



Mars ist der letzte der inneren Planeten und nur halb so groß wie die Erde.
Seine Oberfläche ist ganz rot, weil sie von einer Schicht Eisenrost bedeckt ist.
Früher muss es auf Mars Wasser gegeben haben, da Raumsonden ausgedehnte tiefe Täler wie das Vallis Marineris entdeckt haben.
Heute gibt es Wasser nur noch in gefrorenem Zustand an den Polkappen.
Auf dem Mars befindet sich auch der größte Vulkan des Sonnensystems, der den Namen Olympus trägt.
Mars hat zwei kleine Monde, die Phobos und Deimos heißen und vermutlich aus dem Asteroidengürtel stammen.



Jupiter ist erste der Gasriesen und gleichzeitig der größte Planet im Sonnensystem.
Seine Masse übertrifft die aller anderen Planeten zusammen.
Er besteht zum größten Teil aus Wasserstoff und seine Oberfläche ist von einer Unzahl an Wolkenbändern bedeckt, die ihn mit hoher Geschwindigkeit umrunden.
Es gibt auch zahlreiche Stürme wie den großen roten Fleck, ein Wirbelsturm, der drei mal so groß wie die Erde ist und den man schon seit 300 Jahren beobachtet.
Manchmal nennt man Jupiter auch den "missglückten" Stern.
Wäre Jupiter nur ein wenig größer geworden, hätte er möglicherweise eine zweite Sonne werden können.
Mit 142.803 Kilometern hat er immerhin ein Zehntel des Durchmessers der Sonne.
Dieser Gasplanet ist von einem dünnen Ring umgeben, den man aber nur sehen kann, wenn die Sonne auf der anderen Seite steht.
Zur Zeit sind 63 Monde bekannt, von denen Io, Europa, Ganymed und Kallisto die größten sind.
Diese wurden 1611 von Galileo Galilei mit seinem selbstgebauten Fernrohr entdeckt.
Auf Io gibt es - wie auf der Erde - Vulkane, was erst 1979 von den Voyager-Sonden herausgefunden wurde.
Europa ist von einer Eisschicht mit unzähligen Rillen überzogen.
Man vermutet, dass sich darunter ein Ozean aus flüssigem Wasser befindet, in dem es möglicherweise primitive Lebensformen gibt.
Ganimed und Kallisto sehen dem Mond der Erde sehr ähnlich und sind von vielen Kratern bedeckt.



Saturn ist etwas kleiner als Jupiter und so leicht, dass er in Wasser schwimmen könnte, wenn es einen See gäbe, der groß genug ist.
Was an diesem Planeten sofort auffällt sind seine Ringe, die unbeschreiblich schön sind und Saturn zu etwas besonderem machen.
Diese sind vermutlich die Überbleibsel eines Mondes, der Saturn zu nahe kam und in Stücke zerrissen wurde.
Saturn besitzt 59 Monde, von denen Titan der bekannteste ist, da er als einziger im Sonnensystem eine Atmosphäre hat.



Das erste, was einem Betrachter bei Uranus als erstes auffällt, ist die ungewöhnlich starke Neigung seiner Polarachse.
Dadurch sieht es so aus, als ob er auf die Seite gekippt wäre.
Man vermutet, dass dies durch einen Zusammenstoß mit einem anderen kleineren Himmelskörper verursacht wurde.
Er ist zwar auch ein Gasplanet, aber viel kleiner als Jupiter und Saturn.
Ähnlich wie Saturn ist er von fünf Ringen umgeben, die hier allerdings wesentlich schwächer und unspektakulärer sind.
Uranus wurde am 13.März 1789 zum ersten mal von William Herschel mit seinem Teleskop gesichtet.
Davor kannte man seit der Antike nur die Planeten von Merkur bis Saturn.



Nachdem man herausfand, dass es bei der Bewegung von Uranus um die Sonne Abweichungen gab, die durch einen weiteren Planeten verursacht wurden, machte man sich auf die Suche nach diesem unbekannten Planeten.
Die Mathematiker Adams und Leverrier berechneten die Position an der Johann Gottfried Galle ihn am 23.September 1846 fand und man gab ihm den Namen Neptun.
Wenige Wochen später, am 10.Oktober, wurde schließlich auch sein größter Mond Triton gesichtet.
Neptun ist nur wenig kleiner als Uranus und von drei größeren Ringen umgeben.
Als die Raumsonde Voygager-2 im Herbst 1989 an ihm vorbei flog, konnte sie auf seiner Oberfläche einen großen Wirbelsturm - ähnlich wie bei Jupiter - erkennen.



Pluto galt seit seiner Entdeckung 1923 durch den jungen Astronomen Clyde Tombaugh als neunter Planet.
Nachdem man ab 1990 noch viele weitere Kleinplaneten entdeckte, wurde sein Planetenstatus in Frage gestellt und am 23.August 2006 stufte die Internationale Astronomische Union ihn und die anderen 2000 Himmelskörper, die man inzwischen entdeckt hatte, als Zwergplaneten ein.
Diese Entscheidung ist bis heute umstritten, da es keine eindeutige Möglichkeit gibt, zu unterscheiden, was ein Planet ist und was nicht.



Die Sonne stößt jeden Augenblick eine Unmenge an geladenen elektrischen Teilchen - Elektronen - aus, die mit hoher Geschwindigkeit von der Sonne weg in die Unendlichkeit des Raumes hinaus eilen und die man „Sonnenwind“ nennt.
An einem Punkt, jenseits der Bahn des äußersten Planeten Neptun, prallen diese Teilchen mit den Gaswolken, die sich im interstellaren Raum befinden, zusammen.
So entsteht zum einen die Heliosphäre, die wie eine zusammengedrückte Kugel aussieht, und zum anderen die Heliopause, die wie der Schweif eines Kometen wirkt.
In der Richtung, in der sich das Sonnensystem bewegt, gibt es besonders heftige Zusammenstöße zwischen der Heliopause und den Wasserstoffwolken des interstellaren Raumes, wodurch eine Schockwelle entsteht.



Die Kometen – auch Schweifsterne genannt – , die von Zeit zu Zeit das Sonnensystem durchstreifen, müssen von einem Ort weit jenseits der Planeten stammen.
Der dänische Astronom Jan Oort vermutete, dass die Sonne von einer größeren Anzahl von Kometen begleitet wird, die eine Sphäre mit einem Radius von einem Lichtjahr bilden.
Da die Milchstraße um 60 Grad gegen den Himmelsäquator bzw. dem Erdäquator geneigt ist, wird sie durch die Zugkräfte innerhalb der galaktischen Ebene zu einem Ellipsoid verzerrt.
Diese Sphäre nannte man ihm zu Ehren die "Oort-Wolke".




Wenn ein naher Stern diese Sphäre passiert, werden einige Kometen aus ihrer normalen Bahn gebracht und manche treten daraufhin ihre Reise in das innere Sonnensystem an, wo sie - wenn sie der Sonne sehr nahe kommen - zu leuchten beginnen.



Kometen stammen aus der Entstehungszeit des Sonnensystem und sehen wie eine Kartoffel aus, die aus mehreren Eisschichten besteht und in deren Mitte sich vermutlich ein Gesteinskern befindet.
Nähert sich ein Komet der Sonne, wird seine Oberfläche von der Sonnenstrahlung aufgeheizt und es entstehen Geysire, die Gas und Staub in den Weltraum schleudern.
Daher haben Kometen für gewöhnlich zwei Schweife.
Einen heißen bläulichen Gasschweif, der vom Sonnenwind fort geblasen wird und immer von der Sonne weg zeigt, und einen etwas kühleren, gekrümmten Staubschweif.





Um den Kometenkern bilden die austretenden Gase eine Wolke, die man Koma nennt.
Die meisten Kometen sind feste Mitglieder des Sonnensystems und umkreisen die Sonne in einem Zeitraum von 3 bis 5 Jahren, weswegen man sie kurzperiodisch nennt.
Daneben gibt es die langperiodischen Kometen mit Umlaufzeiten von 100 bis 10000 Jahren.
Hale-Bopp, der im Jahre 1997 unerwartet auftauchte und in den Wintermonaten mit bloßem Auge von der Erde aus gesehen werden konnte, ist ein solcher langperiodischer Komet.
Gelegentlich passiert es auch, dass Kometen von vorbeiziehenden Sternen auf eine Bahn gebracht werden, die sie das Sonnensystem nur ein einziges mal durchqueren und in den Tiefen des Alls verschwinden lässt.



Jenseits der Oort-Wolke findet man die Nachbarsterne der Sonne.
Der Stern, der uns am nächsten steht, ist Proxima Centauri. Zusammen mit dem Doppelstern Alpha Centauri bildet er eine Gruppe.
Alpha Centauri A ist ein gelber Stern vom Typ G und ein wenig größer als die Sonne.
Wolf 359 und Barnards Stern sind - ähnlich wie Proxima Centauri - zwei weitere kleine rote Sterne.
Bei Barnards Stern dachte man einige Zeit, dass dieser zwei Planeten ähnlich Jupiter und Saturn hätte.