Einzelbeschreibung der Mitglieder des Sonnensystems:
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AWHS - Begleitinformationen zum Thema ”‘Sonnensystem”’ 6.8.04 1/ 4 Das Sonnensystem umfasst die Sonne, 9 Planeten, deren Monde, den Asteroidengürtel (auch Kleinplaneten genannt) und zwei Kometengürtel. Von innen nach außen ordnen sich die hier besprochenen Objekte wie folgt: Sonne, Merkur, Venus, Erde, Mars, Asteroiden, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto, Sedna (ein großer Asteroid), Kometengürtel Außer der Sonne ist kein Objekt im Sonnensystem selbstleuchtend, alle Planeten, Monde und Asteroiden reflektieren nur das Licht der Sonne. Allerdings besitzen die großen Planeten eigene Energiequellen, d. h. sie strahlen mehr Energie ab, als sie von der Sonne empfangen. Dies gilt für Jupiter, Saturn und Neptun. Sie gewinnen ihre Energie jedoch NICHT aus Kernfusion wie die Sonne, sondern daraus, dass sie sich durch ihre eigene Schwerkraft zusammengezogen und so Wärmeenergie freigesetzt haben. Die Planeten werden in erdähnliche und Gasplaneten unterteilt. Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun sind Gasplaneten, sie haben einen kleinen, festen Kern, der aus Gestein und Eis besteht und eine Gashülle, die den größten Teil des Planetenvolumens einnimmt. Unter dem enormen Druck in ihrem Innern wird das Wasserstoffgas flüssig und kann sogar eine metallische Phase einnehmen, die flüssigem Metall sehr ähnlich ist. Alle anderen Planeten sind erdähnlich, d. h. sie bestehen aus “felsigem”, metallhaltigem Material. Sie haben, bis auf Merkur, eine Atmosphäre geringer Höhe. Das Größenverhältnis von “Kern” und Atmosphäre ist diese beiden Typen also sehr verschieden, z.B.: Erde: Radius = 6400 km, Höhe der Atmosphäre: ca. 100 km; Jupiter: Kern-Radius ca. 15.500 km, Höhe der “Atmosphäre”: 124.000 km. Die Planeten sind nach römischen Göttern benannt, ihre Monde nach griechischer oder römischer Mythologie. Die Monde von Uranus dagegen sind nach Personen aus Shakespeares Werken benannt. Die Kometen werden grundsätzlich nach ihrem Entdecker benannt und tragen daher manchmal Doppelnamen (z. B.Levy-Shoemaker-9 ist der neunte Komet, der von Levy und Shoemaker entdeckt worden ist). Heute werden die meisten Kometen von großangelegten Durchmusterungsaktionen oder vom Satelliten SOHO, der ununterbrochen die Sonne beobachtet, entdeckt. Trotzdem werden noch Kometen von Amateuren entdeckt, die systematisch danach suchen. Inzwischen sind auch Gasplaneten außerhalb unseres Sonnensystems bekannt, die um andere Sterne kreisen. Der Nachweis von erdähnlichen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems ist mit derzeitigen Mitteln noch nicht möglich. Die bisher gefundenen extrasolaren Planeten sind meist deutlich massereicher als Jupiter, können ihren Zentralstern aber auf sehr engen Bahnen umkreisen, z. T. sind die Bahnen enger als die von Merkur. Die Astrophysik hat noch Probleme, das zustande kommen dieser Bahnen zu erklären. Einzelbeschreibung der Mitglieder des Sonnensystems: • Sonne .. Die Sonne ist das Zentralgestirn des Sonnensystems. Sie ist ein durchschnittlicher Stern, der uns nur durch seine Nähe als besonders erscheint. Inzwischen ist die Sonne zwar nicht mehr der einzige Stern, dessen Oberfläche aufgelöst werden kann, doch sind die Einzelheiten, die wir auf der Sonnenoberfläche erkennen können wesentlich detaillierter. Die Sonne ist ein heißer Gasball, mit einer Oberflächentemperatur von 5500 ◦ C. Im Zentrum ist sie mit 15 Mio. ◦ C wesentlich heißer. Ihr Hauptbestandteil (wie im ganzen Sonnensystem und Universum) ist Wasserstoff, gefolgt von Helium. Elemente wie Eisen, Sauerstoff usw spielen von der Häufgkeit her nur eine sehr untergeordnete Rolle, sind aber für viele Vorgänge in der Sonne dennoch wichtig und bilden somit gewissermaßen das Salz in der Suppe. Die Sonne gewinnt ihre Energie aus der Umwandlung (Fusion) von Wasserstoff zu Helium; sie wandelt also chemische Elemente ineinander um - eine Sache, von der die Alchemisten immer geträumt haben. Tatsächlich ist alles Gold dieses Universums aus Wasserstoff AWHS - Begleitinformationen zum Thema ”‘Sonnensystem”’ 6.8.04 2/ 4 und Helium zusammengebacken worden. Dies geschieht allerdings nur am Ende des Lebens eines Sterns, wenn dieser explodiert. Bis dahin werden nur Elemente leichter als Eisen gebildet, wobei der Stern Energie gewinnt. Will man Elemente schwerer als Eisen gewinnen, so muß Energie zugeführt werden, die in Supernova-Explosionen zur Verfügung steht. Es werden die schweren Elemte dabei ins interstellare Medium hinausgeschleudert, wo diese Materie zu neuen Sternen und Planeten recycelt wird. Die Sonne verliert ständig Materie, die sie als steten Strom oder als Ausbrüche ins Weltall schleudert. Diese Teilchen, der sog. Sonnenwind, können die Erde treffen und rufen Polarlichter hervor. • Merkur .. Gott des Handels, der Reisenden und der Diebe, Götterbote (griech. Hermes), Durchmesser: 0,38 dE (Erddurchmesser), d. h. nur wenig größer als der Mond. Der Merkur zeigt der Sonne immer die gleiche Seite (wie der Mond der Erde), also ist ein Merkur-Jahr genausolang wie ein Merkur-Tag. Merkur ist wie der Mond von Einschlagskratern übersät, da er keine Atmosphäre (Gashülle) hat. Der Merkur ist an der Oberfläche am Tag bis 430 ◦ C heiß, nachts kühlt er auf -180 ◦ C ab. Er besitzt keinen Mond. • Venus .. Liebesgöttin, Durchmesser: 0,95 dE Die Venus besitzt eine dichte Atmosphäre aus 95 % Kohlendioxid, zudem Stickstoff, Wasser und Schwefelsäure. Aufgrund des Treibhauseffekts (Kohlendioxid!) ist es an der Oberfläche 475 ◦ C heiß. Die Atmosphäre ist undurchsichtig, daher besitzen wir nur Radarkarten von der Venusoberfläche sowie Bilder von Raumsonden, die wüstenähnliche Gebiete zeigen. Venus besitzt keine Ozeane und keinen Mond, wird aber gerne als der Schwesternplanet der Erde bezeichnet, weil sie eine vergleichbare Größe und eine dichte Atmosphäre besitzt. • Erde .. Durchmesser: dE = 12800 km Die Erde ist der einzige Planet im Sonnensystem, auf dessen Oberfläche es flüssiges Wasser gibt. 71 Prozent der Oberfläche sind davon bedeckt. Flüssiges Wasser ist eine notwendige Vorraussetzung für Leben wie wir es kennen. Mond .. Durchmesser: 0,27 dE Weil es auf dem Mond keine Atmosphäre und kein Wetter gibt, verwittern die Einschlagkrater von Meteoriten dort nicht. Es gibt sogar Einschlagskrater in Einschlagskratern, die von jüngeren Einschlägen stammen. Er ist der einzige Himmelskörper der von Menschen besucht worden ist. Man unterscheidet die dunklen Gebiete die man Mare (lat. Meere) nennt von den hellen Gebieten, die man Terrae (lat. Erde) nennt. Bei den Terrae handelt es sich um sehr alte Hochflächen, während die Mare große Einschlagkrater sind, die mit Lava vollgelaufen sind. Heute gibt es auf dem Mond aber keine tektonische Aktivität und keinen flüssigen Kern mehr. Der Mond ist in der Frühzeit des Sonnensystems bei einer Kollision der Erde mit einem etwa marsgroßen Körper aus der Erde herausgeschlagen worden. • Mars .. Kriegsgott, Durchmesser: 0,53 d E Der Mars besitzt eine dünne Atmosphäre, durch die man hindurchsehen kann (ähnlich wie die der Erde, aber viel dünner). An den Polen finden sich Eiskappen aus Wassereis und Kohlendioxideis. Der Mars hat zwei Monde: Phobos und Daimos (griechisch Furcht und Schrecken). Phobos: 23 km Durchmesser Daimos: 13 km Durchmesser. Beide sind wegen ihrer geringe Größe nicht in der Lage durch ihre AWHS - Begleitinformationen zum Thema ”‘Sonnensystem”’ 6.8.04 3/ 4 Schwerkraft eine kugelförmige Gestalt anzunehmen und daher eher kartoffelförmig. Da die Umlaufzeit von Phobos sehr kurz ist, sieht man ihn zwei bis dreimal am Tag über den rosaroten Marshimmel ziehen. • Asteroiden .. Durchmesser: 1-1000 km Die meisten Asteroiden befinden sich auf Bahnen zwischen Mars und Jupiter. Sie unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung wenig von Monden oder Ringpartikeln etwa des Saturn. Sie können einige hundert Kilometer groß sein. Asteroiden mit einem Durchmesser größer als 200 km kennt man bisher 26. Asteroiden der Größe ab einem Kilometer gibt es vermutlich mehr als eine Million, von denen die meisten unbekannt sind. Die Gesamtmasse aller Asteroiden beträgt weniger als die Masse des Erdmondes. Einige der Monde von Jupiter und eventuell die Marsmonde können eingefangene Asteroiden sein. Manche Asteroiden haben auch selbst Monde“. Ga” spra ist einer von 4 Asteroiden, an denen eine Raumsonde so dicht vorbeigeflogen ist, dass gute Bilder von ihnen existieren. • Jupiter .. König der Götter, Durchmesser: 11,2 dE Die sichtbare Bänderstruktur von Jupiter wird durch Wolken hervorgerufen. Beim Großen Roten Fleck“ handelt es sich um einen Wirbelsturm, der seit 300 Jahren ” beobachtet wird und der etwa doppelt so groß wie die Erde ist. Jupiter hat ein starkes Magnetfeld, viel stärker als das der Erde. Jupiter besitzt mehr als 20 Monde. Die vier Gallileischen Monde - nach ihrem Entdecker benannt - kann man schon in einem kleinen Fernglas erkennen. Sie waren ein Argument Galileis, dass sich nicht alle kosmischen Objekte um die Erde drehen müssen. Alle Monde Jupiters sind nach Figuren aus dem Leben des Jupiter/Zeus benannt, vor allem nach seinen Geliebten. Die Galileischen Monde sind: Ganymed, Callisto, Europa und Io. Der Innerste ist Io, er wird von den Gezeitenkräften Jupiters und der anderen Monde “durchgewalkt” und ist daher vulkanisch sehr aktiv. Io ist ungefähr so groß wie der Erdmond und neben der Erde der einzige Himmelskörper, auf dem heute aktive Vulkane nachgewiesen werden konnten. Europa ist ganz von einem Ozean bedeckt, der eine kilometerdicke Eiskruste besitzt. Es gibt aber deutliche Hinweise auf flüssiges Wasser unter dem Eis. Europa ist ebenfalls ungefähr so groß wie der Erdmond. • Saturn .. Gott des Ackerbaus, Durchmesser: 9,5 d E Saturn besitzt Ringe (nur mit einem Teleskop sichtbar), die zuerst von Galilei beobachtet, jedoch von ihm nicht als solche erkannt wurden. Wie Saturn besitzen auch Jupiter, Uranus und Neptun Ringe, die aber wesentlich schwächer ausgeprägt sind. Die Ringe bestehen aus kleinen Staub und Gesteinsbrocken, die mit Wassereis überzogen sind. Die Ringe haben einen Durchmesser von 300 000 km, aber nur eine Dicke von 500 Metern. Sie sind also im Verhältnis viel dünner als eine CD! Saturn hat eine geringere Dichte als Wasser und ist daher der einzige Planet, der schwimmen könnte. Saturn besitzt mindestens 18 Monde. • Uranus .. Griechischer Urgott, Durchmesser: 4,0 d E Entdeckt 1781 (Uranus ist zwar unter optimalen Bedingungen mit bloßem Auge sichtbar, aber nur wenn man genau weiß, wo er steht). Uranus rollt auf seiner ” Umlaufbahn“, d. h. seine Rotationsachse ist um 90 Grad gegen seine Umlaufbahn geneigt; diese Eigenart ist vermutlich auf eine Kollosion mit einem grossen Himmelskörper in der Frühzeit des Sonnensystems zurückzuführen. Es sind gegenwärtig 20 Uranusmonde bekannt. AWHS - Begleitinformationen zum Thema ”‘Sonnensystem”’ 6.8.04 4/ 4 • Neptun .. Meeresgott Durchmesser: 3,9 d E Entdeckt 1846 (Ebenso wie Pluto ist er nicht mit bloßem Auge sichtbar). Neptuns blaue Farbe rührt von einem Methananteil in der Atmosphäre her, die wie bei den anderen Gasplaneten hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Ähnlich wie auf Jupiter findet man Wolkenstreifen auf Neptun. Es ist der Planet mit den schnellsten Winden im Sonnensystem: Sie können bis zu 2000 km/h schnell sein, während die Winde auf Jupiter 600km/h erreichen können. Ein Orkan/Hurrikan auf der Erde hat Windgeschwindigkeiten von bis zu 250 km/h. Neptun besitzt mindestens 8 Monde. • Pluto .. Gott der Unterwelt, Durchmesser: ca. 0,16 d E (nicht genau bekannt) Pluto wurde 1930 durch Zufall entdeckt. Seine Umlaufbahn ist sehr exzentrisch und stark gegen die Bahnen der übrigen Planeten geneigt; zeitweise ist nicht er, sondern Neptun der entfernteste der Planeten von der Sonne. Im Mittel ist Pluto etwa 40 mal weiter entfernt von der Sonne als die Erde, er benötigt 252 Jahre für einen Sonnenumlauf. Wegen seiner grossen Entfernung von der Sonne ist es auf Pluto sehr kalt, die Temperaturen variieren zwischen -235 und -210 ◦ C. Es gibt Überlegungen, Pluto den Status eines Planeten abzusprechen, da er mehr Ähnlichkeit mit einem Asteroiden oder Kometen hat. Pluto besitzt einen Mond, Charon (griechisch: Fährmann der Toten), der nur wenig kleiner ist als er selbst ist. • Sedna .. Wurde 2003 entdeckt, und es ist nocht sehr viel über diesen Himmelskörper bekannt. Er ist ungefähr so groß wie Pluto und gegenwärtig etwa 3 mal so weit von der Sonne entfernt wie dieser. Damit gehört Sedna in den Bereich der Oortschen Wolke, aus der die Kometen entspringen. Die Wissenschaftler streiten sich, ob Sedna ein Planet oder ein Asteroid ist. • Kometen .. Kometen befinden sich die meiste Zeit über in den äußersten Bereichen des Sonnensystems. Es gibt kurzperiodische Kometen, deren Umlaufperiode um die Sonne weniger als 200 Jahre beträgt und langperiodische, deren Periode mehrere tausend Jahre betragen kann. Durch Störeinflüsse hauptsächliche von Jupiter können Kometen ihre Umlaufbahn auch ändern und kurzperiodisch werden oder das Sonnensystem ganz verlassen. Die kurzperiodischen Kometen stammen meist aus dem Kuiper Gürtel, einem Bereich zwischen Neptun und Pluto, der Kometen enthält. Die langperiodischen Kometen kommen dagegen aus der Oortschen Wolke, die sich hinter Pluto befindet, und deren Innerer Rand ungefähr mit dem Orbit von Sedna zusammenfallen könnte. Ihre Ausdehnung beträgt ca. 1 Lichtjahr und markiert somit den äußeren Rand des Sonnensystems. Kometen sind schmutzige Schneebälle, d. h. sie bestehen hauptsächlich aus Staub und Wassereis. Wenn sie ins innere Sonnensystem kommen, verdampfen Teile des Eises und bilden die sog. Koma (d.h. den sichtbaren Kometenkopf). Der abgedampfte Staub bildet dabei entlang der Kometenbahn den auffälligsten Teil des Kometenschweifes. Bei manchen Kometen kann man einen zweiten, dünneren Schweif erkennen, der aus geladenen Ionen besteht und von der Sonnen fort gerichtet ist. Literatur / Internet-Quellen K. Schaifers, G. Traving; Meyers Handbuch Weltall, Meyers Lexikonverlag http://www.wappswelt.de/tnp/nineplanets/nineplanets.html
