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Sonnensystem

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Unser Sonnensystem Schematische Darstellung unseres Sonnensystems (nicht maßstabsgetreu)

Unter einem Sternensystem bzw. Sonnensystem versteht man im Allgemeinen alle Objekte, die vom Gravitationsfeld eines Sterns in einem abgrenzbaren Radius um diesen gehalten werden. Größere Objekte, die sich hauptsächlich nur um den Stern bewegen, bezeichnet man als Planeten; kleinere Objekte, die hauptsächlich um den Stern kreisen, als Planetoiden.

Andere Typen von Sonnensystemen sind Mehrfachsysteme, in denen mehr als ein Stern durch die Gravitation zusammengehalten wird. Die häufigsten Mehrfachsysteme sind Doppelsterne; es sind aber auch Systeme mit drei Sternen bekannt. Je höher die Anzahl der Sterne ist, desto instabiler wird das System.

Unser Sonnensystem

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

Der zentrale Körper unseres Sonnensystems ist die Sonne. In diesem glühenden Gasball von etwa 1,39 Millionen Kilometern Durchmesser sind 99,8 % der Gesamtmasse des Systems konzentriert.

Um die Sonne herum bewegen sich neun Planeten (siehe auch Tabelle der Planeten). Dabei wird dem im Mittel am weitesten entfernten Planeten Pluto seit der Entdeckung ähnlich großer Objekte jenseits der Neptunbahn transneptunischer Objekteder Planetenstatus mehr und mehr aberkannt.

Weitere Mitglieder des Sonnensystems sind Millionen von Asteroiden (auch Planetoiden oder Kleinplaneten) und Kometen, die sich in drei Zonen des Sonnensystems, dem Asteroidengürtel, dem Kuipergürtel und der Oortschen Wolke häufen.

Der Sonne am nächsten befinden sich die inneren, erdähnlichen Planeten Merkur (Abstand zur Sonne 57,9*106 km), Venus (108,2*106 km), Erde (149,6*106 km) und Mars (227,9*106 km). 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, im so genannten Asteroidengürtel, halten sich die meisten Kleinplaneten (Planetoide, Asteroide) auf. Ihr größter ist Ceres, mit einem Durchmesser von 1023 km. Die wenigsten Kleinplaneten haben einen Durchmesser von 100 km oder mehr, die meisten sind nur wenige Kilometer groß (siehe Liste der Asteroiden). Ihre Bahnen sind teilweise stark elliptisch und erstrecken sich bis zum Merkur (Bacchus) und Uranus (Chiron).

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

2002 wurde ein Objekt entdeckt, das halb so groß wie Pluto ist und damit nicht mehr den Planeten zugerechnet wurde. Der Name des Objekts ist "Quaoar" - benannt nach dem Schöpfungsmythos des indianischen Tongva-Stammes. Im Jahr 2004 wurde ein weiteres Objekt, vorläufig 2004 DW genannt, in der gleichen Zone des Sonnensystems entdeckt, welches mit ca. 1600 km Durchmesser das größte seit Pluto gefundene Objekt in unserem System ist. Neben diesem sogenannten Planetesimal sind zahlreiche weitere Vorstufen-Planeten in diesem Bereich des Sonnensystems, dem Kuipergürtel gefunden worden. Auch Pluto und sein Mond Charon werden mittlerweile zusammen mit dem Neptunmond Triton inoffiziell den Planetesimalen zugeordnet. Der Abstand des Kuipergürtels zur Sonne beträgt ca. 4-10 Mrd. km. Der Kuipergürtel ist darüber hinaus ein Reservoir zahlreicher Kometen mit mittleren Umlaufperioden.

Jenseits des Kuipergürtels befindet sich in einem Abstand von rund einem Lichtjahr die Oortsche Wolke aus der die langperiodischen Kometen stammen. Vermutlich werden gelegentlich durch Gravationsstörungen Kometen aus der Oortschen Wolke gerissen, um dann in die inneren Bereiche des Sonnensystems zu stürzen. 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 von Planeten und der Sonne verschluckt werden.

Den Rand unseres Sonnensystems bildet die Heliopause - die Grenzschicht, an welcher der Sonnenwind nicht mehr kräftig genug ist, um das interstellare Gas zu verdrängen. Der genaue Abstand der Heliopause von der Sonne ist bis heute nicht genau bekannt.

Die inneren Planeten sowie Jupiter und Saturn waren schon in der Antike bekannt. Sie wurden als römische Götter betrachtet und sind nach diesen benannt. Uranus, Neptun und Pluto wurden zwischen 1781 und 1930 entdeckt. Ihnen wurden ebenfalls Namen römischer Götter gegeben.

Im Gravitationsfeld aller Planeten bis auf Merkur und Venus befinden sich kleinere Himmelskörper, so genannte Monde (Trabanten, Satelliten). Sie sind bis auf den Erdmond und den Plutomond Charon wesentlich kleiner als ihr Planet.

Siehe auch: Urknall, Universum, Galaxie, Komet, Meteor, Meteoroid, Meteorit, Ekliptik

Objekte unseres Sonnensystems

Sonne

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.

Merksatz zur Reihenfolge der Planeten

Von der Sonne aus gesehen:

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

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

Und selten auch:

"Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag 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)

Die Entstehung des Sonnensystems

Vor etwa 4,6 Milliarden Jahren bewegte sich an Stelle unseres Sonnensystems eine ausgedehnte Materiewolke um das Zentrum der Galaxis. Die Wolke bestand zu über 99 % aus den Gasen Wasserstoff und Helium sowie einem geringen Anteil aus nur mikrometergroßen Staubteilchen, die sich aus schwereren Elementen und Verbindungen, wie Wasser, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, anderen Kohlenstoffverbindungen, Ammoniak 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 Sternen erzeugt und bei deren Explosion freigesetzt. Die Materiewolke zog sich infolge der eigenen Schwerkraft zusammen und verdichtete sich. Den Anstoß hierzu könnte die Explosion einer relativ nahen Supernova gegeben haben, deren Druckwellen durch die Wolke wanderten. Da die Materie in der Wolke nicht homogen zusammengesetzt war, wurde bei der Kontraktion ein Drehimpuls wirksam, der die Wolke in Rotation versetzte. Die dabei entstehenden, nach außen wirkenden Fliehkräfte führten dazu, dass sich die Wolke in den Außenbereichen zu einer rotierenden Scheibe ausbildete.

Fast die gesamte Materie der Wolke stürzte in das Zentrum und bildete eine Protosonne, die weiter kollabierte. Im Innern dieses Gaskörpers stiegen Druck und Temperatur so weit an, bis ein Kernfusionsprozess gezündet wurde, bei dem Wasserstoffkerne zu Heliumkernen verschmelzen. Die dabei freigesetzte Energie erzeugte einen Strahlungsdruck, welcher der Gravitation entgegen wirkte und die weitere Kontraktion aufhielt. Ein stabiler Stern - unsere Sonne - war entstanden.

In der verbleibenden Akkretionsscheibe führten Instabilitäten und unterschiedliche Massekonzentrationen zur Bildung von Planetesimalen, den Bausteinen der Planeten. Diese kilometergroßen Gebilde besaßen genug Masse und damit Gravitationskräfte, um sich mit anderen Planetesimalen zu größeren Objekten zu vereinigen. 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- und 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 kondensierten schwerflüchtige Elemente und Verbindungen aus, während leichtflüchtige Gase durch den kräftigen Sonnenwind weggerissen wurden. Hier entstanden die inneren Planeten, Merkur, Venus, Erde und Mars mit festen 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, Saturn, Uranus und Neptun.

Ein Teil der Materie, der nicht von den Planeten eingefangen wurde, verband sich zu kleineren Objekten, den Kometen 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.

Sonnensystem

Sonne | Merkur | Venus | Erde | Mars | Asteroidengürtel | Jupiter | Saturn | Uranus | Neptun | Pluto
Kometen | Kuipergürtel | Oortsche Wolke | Asteroid | Tabellarische Übersicht der Planeten

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