Lexikon: Sonnensystem

 

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Bild: Sonnensystem.jpg
maßstabsgetreu

Unter einem Sonnensystem versteht man ein System aus mindestens zwei Materie|massiven Körpern, wobei mindestens ein Körper eine Sonne ist.

Man kann grundsätzlich zwei Arten unterscheiden:

  • Sternensysteme: Zwei oder mehr Sterne sind Gravitation|gravitativ aneinander gebunden, siehe Doppelstern.
  • Planetensysteme: Die Ansammlung von Körpern, die sich durch die Gravitationskraft gebunden um einen Einzelstern bewegen. Die größten dieser Körper werden als Planeten bezeichnet.

Es sind jedoch auch Mischformen möglich, bestehend aus einem Mehrfachsternsystem, bei dem entweder ein einzelner Stern oder mehrere von Planeten umkreist werden können.

Im Speziellen meint man mit dem Sonnensystem das System von Planeten und anderen Objekten um den Stern , in dem sich unser Heimatplanet (die Erde (Planet)|Erde) befindet.

Unser Sonnensystem

Abstandverhältnisse der inneren Planeten zur Sonne

Bild: Erde Venus Merkur Sonne.png

Erde/Mond Venus Merkur Sonne (maßstabsgetreu)
Objekte unseres Sonnensystems
(von innen nach außen)
(Vulkanoiden|Vulkanoiden)
Innere Planeten
Merkur (Planet)|Merkur
Venus (Planet)|Venus
Aten-Typ|Aten-Typ Asteroiden
Erde (Planet)|Erde
→ Near Earth Object|Erdnahe Objekte
Mond
Apollo-Typ|Apollo-Typ Asteroiden
Mars (Planet)|Mars
→ Trojanische Asteroiden|Mars-Trojaner
Phobos (Mond)|Phobos
Deimos (Mond)|Deimos
Apollo-Typ|Amor-Typ Asteroiden
Asteroidengürtel
(siehe Liste der Asteroiden|Liste der Asteroiden)
Ceres (Asteroid)|Ceres
Pallas (Asteroid)|Pallas
Juno (Asteroid)|Juno
Vesta (Asteroid)|Vesta
Gaspra
Äußere Planeten
Jupiter (Planet)|Jupiter
→ Trojanische Asteroiden|Jupiter-Trojaner
Io (Mond)|Io
Europa (Mond)|Europa
Ganymed (Mond)|Ganymed
Kallisto (Mond)|Kallisto
Saturn (Planet)|Saturn
Tethys (Mond)|Tethys
Dione (Mond)|Dione
Rhea (Mond)|Rhea
Titan (Mond)|Titan
Japetus (Mond)|Iapetus
Zentauren (Astronomie)|Zentauren
Chiron (Planetoid)|Chiron
Uranus (Planet)|Uranus
Miranda (Mond)|Miranda
Ariel (Mond)|Ariel
Umbriel (Mond)|Umbriel
Titania (Mond)|Titania
Oberon (Mond)|Oberon
Neptun (Planet)|Neptun
Triton (Mond)|Triton
Nereid (Mond)|Nereid
Pluto (Planet)|Pluto
Charon (Mond)|Charon
Transneptunische Objekte
Kuipergürtel
Plutinos
Ixion (Asteroid)|Ixion
Orcus (Asteroid)|Orcus
Quaoar
Varuna (Asteroid)|Varuna
Sedna (Objekt)|Sedna
Oortsche Wolke
Bedeutung der Farben
Planeten
Monde (Auswahl)
größere Strukturen
Gruppen von Kleinplaneten
Kleinplaneten (Auswahl)

Im Zentrum unseres Sonnensystems befindet sich als Zentralstern die mit etwa 1,39 Millionen Kilometern Durchmesser, in der fast 99,9 % der Gesamtmasse des Systems konzentriert sind. Viele wissen aber nicht, dass unsere Sonne zur eher kleineren Sorte des Universums gehört, z.B. gibt es Sonnen, welche weit über die Marsumlaufbahn hinaus reichen würden.

Um die Sonne herum bewegen sich die Planeten (siehe auch Planet (Tabelle)|Tabelle der Planeten). Im allgemeinen spricht man von den neun Planeten, dem im Mittel am weitesten entfernten Planeten Pluto (Planet)|Pluto wird jedoch seit der Entdeckung anderer Plutinos, ähnlich großer Objekte mit vergleichbaren Bahneigenschaften, der Planetenstatus mehr und mehr aberkannt. Weitere Mitglieder des Sonnensystems sind Millionen von Asteroiden (auch Planetoiden oder Kleinplaneten genannt) und en, die vorwiegend in drei Zonen des Sonnensystems anzutreffen sind, dem Asteroidengürtel, dem Kuipergürtel und der Oortsche Wolke|Oortschen Wolke.

Der Sonne am nächsten befinden sich die inneren, erdähnlichen Planeten Merkur (Planet)|Merkur (Abstand zur Sonne 57,9×106 km, bzw. 0,39 Astronomische Einheit|AE), Venus (Planet)|Venus (108,2×106 km, 0,72 AE), Erde (Planet)|Erde (149,6×106 km, 1 AE) und Mars (Planet)|Mars (227,9×106 km, 1,52 AE). Ihr Durchmesser beträgt zwischen 4878 km und 12756 km, ihre Dichte zwischen 3,95 g/cm³ und 5,52 g/cm³.

Zwischen Mars und Jupiter (Planet)|Jupiter befindet sich der so genannte Asteroidengürtel, eine Ansammlung von Kleinplaneten (Planetoiden bzw. Asteroiden). Die meisten dieser Asteroiden sind nur wenige Kilometer groß (siehe Liste der Asteroiden) und nur wenige haben einen Durchmesser von 100 km oder mehr, Ceres (Asteroid)|Ceres ist mit ca. 960 km der größte dieser Körper. Ihre Bahnen sind teilweise stark elliptisch, einige kreuzen sogar die Merkur- (Icarus) bzw. Uranusbahn (Chiron (Planetoid)|Chiron).

Zu den äußeren Planeten zählen die Gasriesen Jupiter (Planet)|Jupiter (778,3×106 km, 5,2 AE), Saturn (Planet)|Saturn (1,429×109 km, 9,53 AE) sowie die Planeten Uranus (Planet)|Uranus (2,875×109 km, 19,2 AE) und Neptun (Planet)|Neptun (4,504×109 km, 30,1 AE) mit Dichten zwischen 0,7 g/cm³ und 1,66 g/cm³ sowie Pluto (Planet)|Pluto (5,900×109 km, 39,5 AE).

Seit den 1990ern hat man mehr als 500 Objekte gefunden, die sich jenseits der Neptunbahn bewegen. Diese Objekte bilden den Kuipergürtel, der sich in einem Abstand von 6-7,5 Mrd. km (30-50 AE) zur Sonne befindet und ein Reservoir für die Kometen mit mittleren Umlaufperioden ist. Die Objekte dieser Zone sind wahrscheinlich nahezu unveränderte Überbleibsel aus der Entstehungsphase des Sonnensystems, man nennt sie deshalb auch Planetesimale.

Jenseits des Kuipergürtels befindet sich bis zu einem Abstand von etwa 1,5 Lichtjahren (ca. 100.000 AE) die Oortsche Wolke. Man vermutet, dass aus dieser durch Gravationsstörungen gelegentlich vorbeiziehender Sterne Körper herausgerissen werden und als langperiodische Kometen in die inneren Bereiche des Sonnensystems gelangen. Einige dieser Kometen verbleiben dann auf stark elliptischen Bahnen in der Nähe der Sonne, andere werden von den Planeten, insbesondere von Jupiter, gestört und abgelenkt, so dass sie aus dem Sonnensystem katapultiert oder auf Planeten oder in die Sonne stürzen.

Den Rand unseres Sonnensystems bildet die Heliopause, die Grenzschicht zwischen und Interstellare Materie|interstellarem Medium. Man vermutet sie in einer Entfernung von ungefähr 150 AE, das dem 150fachen des Abstands Erde-Sonne oder dem 4fachen von Pluto-Sonne entspricht, der genaue Abstand ist jedoch bis heute nicht bekannt.

Die inneren Planeten sowie Jupiter_(Planet)|Jupiter und Saturn_(Planet)|Saturn waren schon in der bekannt. Sie wurden von den Römer (Volk)|Römern als Römische Mythologie|Götter betrachtet und sind nach diesen benannt. Uranus_(Planet)|Uranus, Neptun_(Planet)|Neptun und Pluto_(Planet)|Pluto wurden zwischen 1781 und 1930 entdeckt und ebenfalls nach römischen Göttern benannt.

Im Gravitationsfeld aller Planeten bis auf Merkur (Planet)|Merkur und Venus (Planet)|Venus befinden sich kleinere Himmelskörper, die Mond (Trabant)|Monde, die auch Trabanten oder Satelliten genannt werden. Sie sind bis auf den Erdmond und den Plutomond Charon (Mond)|Charon wesentlich kleiner als ihr Planet.

Da astronomische Dimensionen für die meisten Menschen schwer vorstellbar sind, ist ein maßstabsgerecht verkleinertes Modell unseres Sonnensystems hilfreich, um sich die Größenverhältnisse und Distanzen der Objekte unseres Sonnensystems zu veranschaulichen.

Ss_planetenvergleich.jpg
Größenvergleich der Planeten mit der Sonne (NASA)

Das Sonnensystem in der Milchstraße

Das Sonnensystem ist Teil einer Spiralgalaxie, der , die bei einem Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren etwa 100 Milliarden e enthält. Die Sonne befindet sich außerhalb der Spiralarme in einer Entfernung von etwa 26.000 Lichtjahren vom Zentrum der Milchstraße.

Die Entstehung des Sonnensystems

Vor etwa 4,6 Milliarden Jahren bewegte sich an Stelle unseres Sonnensystems eine ausgedehnte Materiewolke um das Zentrum der . Die Wolke bestand zu über 99 % aus den Gasen und sowie einem geringen Anteil aus nur Mikrometer|mikrometergroßen Präsolare Minerale|Staubteilchen (präsolare Minerale), die sich aus schwereren chemisches Element|Elementen und Verbindungen, wie , Kohlenmonoxid, , anderen verbindungen, und Siliziumverbindungen zusammensetzten. Der Wasserstoff und der überwiegende Teil des Heliums war bereits beim Urknall entstanden. Die schwereren Elemente und Verbindungen wurden im Innern von en erzeugt und bei deren Explosion freigesetzt. Teile der Materiewolke zogen sich infolge der eigenen zusammen und verdichteten sich. Den Anstoß hierzu könnte die Explosion einer relativ nahen Supernova gegeben haben, deren Druckwellen durch die Wolke wanderten. Diese Verdichtungen führten zu der Bildung von vermutlich mehreren hundert oder gar tausend Sternen in einem Sternhaufen, der sich wahrscheinlich nach einigen 100 Mio. Jahren in freie Einzel- oder Doppelsterne auflöste. Im Folgenden wird die Entwicklung desjenigen Fragments der Materiewolke betrachtet, aus dem sich unser Sonnensystem bildete.

Da die Materie in der Wolke nicht homogen zusammengesetzt war, wurde bei der Kontraktion (Astronomie)|Kontraktion ein Drehimpuls wirksam, der die kollabierende Wolken in Rotationsbewegung|Rotation versetzte, ähnlich wie eine Eiskunstläuferin durch Anlegen der Arme eine schnelle Rotation erreicht. Die dabei entstehenden, nach außen wirkenden Fliehkraft|Fliehkräfte führten dazu, dass sich die Wolke in den Außenbereichen zu einer rotierenden Scheibe ausbildete.

Protoplanetary-disk.jpg|thumb|300px|Zeichnung einer protoplanetaren Scheibe (NASA) Fast die gesamte Materie der Wolke stürzte jedoch in das Zentrum und bildete einen Protostern, der weiter kollabierte. Im Innern dieses Gaskörpers stiegen Druck (Physik)|Druck und so weit an, bis ein sprozess gezündet wurde, bei dem Wasserstoffkerne zu Heliumkernen verschmelzen. Die dabei freigesetzte Energie erzeugte einen Strahlungsdruck, welcher der entgegen wirkte und die weitere Kontraktion aufhielt. Ein stabiler Stern - unsere Sonne - war entstanden.

In der verbleibenden Akkretionsscheibe führte nach dem bisherigen Modell die Verklumpung von Staubteilchen (Koagulation) zur Bildung von Planetesimalen, den Bausteinen der Planeten. Diese kilometergroßen Gebilde besaßen genug Masse, um sich durch ihre Gravitation mit anderen Planetesimalen zu größeren Objekten zu vereinigen. Nach neueren Modellen könnten auch gravitative Instabilitäten zu sich selbst verstärkenden Massekonzentrationen und damit zur Bildung von Planetesimalen führen. Dabei verlief das Wachstum nicht gleichmäßig. Die schwersten Objekte übten die größten Gravitationskräfte aus, zogen Materie aus einem weiten Umkreis an und konnten so noch schneller wachsen. Der "Protojupiter" störte schließlich mit seinem Gravitationsfeld andere Planetesimale und beeinflusste deren Wachstum. Offensichtlich verhinderte er auch die Bildung eines größeren Körpers zwischen der Mars (Planet)|Mars- und Jupiter (Planet)|Jupiterbahn, was zur Entstehung des Asteroidengürtels führte.

Einen maßgeblichen Einfluss auf die Prozesse der Planetenentstehung hatte der Abstand der Protoplaneten zur jungen Sonne. In Sonnennähe Kondensation|kondensierten schwerflüchtige Elemente und Verbindungen aus, während leichtflüchtige Gase durch den kräftigen weggerissen wurden. Hier entstanden die inneren Planeten, Merkur (Planet)|Merkur, Venus (Planet)|Venus, Erde (Planet)|Erde und Mars (Planet)|Mars mit festen Silikat|silikatischen Oberflächen. In den kälteren Außenregionen konnten die entstehenden Planeten auch die leichtflüchtigen Gase, wie Wasserstoff, Helium und Methan festhalten. Hier bildeten sich die "Gasriesen" Jupiter (Planet)|Jupiter, Saturn (Planet)|Saturn, Uranus (Planet)|Uranus und Neptun (Planet)|Neptun.

Ein Teil der Materie, der nicht von den Planeten eingefangen wurde, verband sich zu kleineren Objekten, den en und Planetoiden. Da diese Himmelskörper seit der Frühzeit des Sonnensystems nahezu unverändert blieben, kann deren Erforschung wichtige Hinweise zu dessen Entstehungsgeschichte liefern. Ebenfalls sehr wertvolle Erkenntnisse brachte die Untersuchung von Meteoriten. Dies sind Bruchstücke von Planetoiden, die ins Schwerefeld der Erde gerieten.

Auch wenn die Grundprinzipien der Planetenentstehung bereits weitgehend verstanden sind, so gibt es doch noch zahlreiche offene Fragen. So ist die Neigung der Rotationsachse der Sonne gegenüber dem Bahndrehimpuls|Gesamtbahndrehimpuls der Planeten von etwa 7° ein Rätsel. Da sie fast 99,9% der Masse des Sonnensystems enthält, dürfte die Sonne (anders als z.B. die Erde) durch die Wechselwirkung mit den Planeten kaum ins Taumeln geraten. Möglicherweise hatte die Sonne in ihrer Frühzeit einen Zwergstern als Begleiter oder erhielt "Besuch" von einem Nachbarstern des ursprünglichen Sternhaufens, der durch seine Anziehung die protoplanetare Scheibe um etwa 7° kippte, während die Sonne aufgrund ihrer geringen räumlichen Ausdehnung weitgehend unbeeinflusst blieb (C. H. Heller 1993, P. Kroupa 1995).

Merksatz zur Reihenfolge der Planeten

Von der Sonne aus gesehen:

"Mein Vater erklärt mir jeden Samstag unsere neun Planeten."

(Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto)

Und selten auch:

"Mein Vater erklärt mir jeden Samstag unsere Planeten neu."

(Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Pluto, Neptun; aufgrund der eliptischen Umlaufbahn des Pluto ist seine Distanz zur Sonne zu bestimmten Zeiten kleiner als die des Neptun)

Anmerkung

Im November 2003 wurde ein Objekt mit dem vorläufigen Namen Sedna (Objekt)|Sedna entdeckt, von dem man bisher nicht weiß, wie man es in das Sonnensystem einordnen soll. Obwohl Sedna in den Medien häufig als Planet bezeichnet wird, trifft dies nicht zu, da er deutlich kleiner als Pluto ist und sich auf einer stark elliptischen Bahn in der Region zwischen dem Kuipergürtel und der Oortschen Wolke bewegt.

Literatur

  • Joachim Gürtler|Gürtler, J. und Johann Dorschner|Dorschner, J.: Das Sonnensystem. Wissenschaftliche Schriften zur Astronomie. J. A. Barth Verlag, Leipzig - Berlin - Heidelberg (1993), ISBN 3335002814
  • Heller, C. H., 1993, Encounters with protostellar disks. I - Disk tilt and the nonzero solar obliquity, ApJ 408, 337
  • Kroupa, P., 1995, The dynamical properties of stellar systems in the Galactic disc, MNRAS 277, 1507 PDF bei arXiv


Weblinks


Videos


Siehe auch: Astronomisches Objekt - Planet (Tabelle)|Tabellarische Übersicht über die Planetendaten - Urknall - Universum - Galaxie - Meteor - Meteoroid - Ekliptik - Entstehung des Mondes




Kategorie:Sonnensystem

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