Unser Sonnensystem ist eines von vielen Planetensystemen im Weltall. Acht Planeten kreisen als größere Himmelskörper, die nicht selbst leuchten, um einen zentralen Stern – die Sonne. Sie werden durch die Gravitationskraft an diese gebunden und reflektieren ihr Licht. Von der Erde aus sind alle Planeten außer Neptun mit bloßem Auge sichtbar. Dieser ist wegen seiner großen Entfernung nur mit einem guten Fernglas zu erkennen.
Im Folgenden werden die wichtigsten Daten zur Sonne und den acht Planeten im Sonnensystem dargestellt:
Name: Sonne
Durchmesser: 1.392.684 km
Masse: 1,989 mal 10 ^ 30 kg
Oberflächentemperatur: 5505 Grad Celsius
Name: Merkur
Durchmesser: 4.879,4 km
Masse: 3,301 mal 10 ^ 23 kg
Abstand zur Sonne: 57,9 Mio. km
Umlaufzeit um die Sonne: 87,969 Tage
Oberflächentemperatur: zwischen -173 und +427 Grad Celsius
Monde: 0
Name: Venus
Durchmesser: 12.103,6 km
Masse: 4,869 mal 10 ^ 24 kg
Abstand zur Sonne: 108,16 Mio. km
Umlaufzeit um die Sonne: 224,7 Tage
Oberflächentemperatur: zwischen +437 und +497 Grad Celsius
Monde: 0
Name: Erde
Durchmesser: 12.756,32 km (Äquator), 12.713,55 km (Pole)
Masse: 5,974 mal 10 ^ 24 kg
Abstand zur Sonne: 149,6 Mio. km
Umlaufzeit um die Sonne: 365,256 Tage
Oberflächentemperatur: zwischen -89 und +58 Grad Celsius
Monde: 1
Name: Mars
Durchmesser: 6.792,4 km (Äquator), 6.752,4 kg (Pole)
Masse: 6,419 mal 10 ^ 23 kg
Abstand zur Sonne: 227.99 Mio. km
Umlaufzeit um die Sonne: 686,980 Tage
Oberflächentemperatur: zwischen -133 und +27 Grad Celsius
Monde: 2
Name: Jupiter
Durchmesser: 142.984 km (Äquator), 133.708 km (Pole)
Masse: 1,899 mal 10 ^ 27 kg
Abstand zur Sonne: 778,36 Mio. km
Umlaufzeit um die Sonne: 11 Jahre 315 Tage
Oberflächentemperatur: -108 Grad Celsius
Monde: 79 bekannt
Name: Saturn
Durchmesser: 120.536 km (Äquator), 108.728 km (Pole)
Masse: 5,685 mal 10 ^ 26 kg
Abstand zur Sonne: 1.433,5 Mio. km
Umlaufzeit um die Sonne: 29,457 Jahre
Oberflächentemperatur: -139 Grad Celsius
Monde: 62 bekannt
Name: Uranus
Durchmesser: 51.118 km (Äquator), 49.946 km (Pole)
Masse: 8,683 mal 10 ^ 25 kg
Abstand zur Sonne: 2.872,4 Mio. km
Umlaufzeit um die Sonne: 84,011 Jahre
Oberflächentemperatur: -197 Grad Celsius
Monde: 27 bekannt
Name: Neptun
Durchmesser: 49.528 km (Äquator), 48.682 km (Pole)
Masse: 1,0243 mal 10 ^ 26 kg
Abstand zur Sonne: 4.498,4 Mio. km
Umlaufzeit um die Sonne: 164,79 Jahre
Oberflächentemperatur: -201 Grad Celsius
Monde: 14 bekanntNachfolgend ein Video, welches unser Sonnensystem noch weiter veranschaulicht:
Planeten unseres Sonnensystems
Das Sonnensystem ist etwa 4,5 Milliarden Jahre alt und ist mit vielen anderen Sternen, Planetensystemen und Gasnebeln zusammen Teil einer Galaxie, die sich Milchstraße nennt. Diese enthält über 100 Milliarden Sterne und hat einen ungefähren Durchmesser von 100.000 Lichtjahren. Das heißt, so viele Jahre würde man brauchen, um die Galaxie mit Lichtgeschwindigkeit zu durchqueren. Unser Sonnensystem liegt etwa 27.000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt und umkreist dieses mit einer Geschwindigkeit von 240 Kilometern pro Sekunde. Für einen Umlauf braucht es rund 210 Millionen Jahre. Der sonnennächste Stern ist der Rote Zwerg Proxima Centauri im Sternbild Zentaur.
Die Sonne ist der einzige und zentrale Stern im Sonnensystem. Sie besitzt 99,86 % der gesamten Masse des Systems. Die Sonne ist ein Zwergstern, der seine Energie durch die Verschmelzung der Atomkerne des Wasserstoffs zu Helium freisetzt. Ohne diese Kernfusion wäre ein Leben auf der Erde nicht möglich. Die inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars sind der Sonne am nächsten. Sie sind terrestrische Planeten, was bedeutet, dass sie der Erde in ihrem chemischen Aufbau, ihrer Größe, Masse und durchschnittlichen Dichte ähnlich sind. Ihre Oberfläche ist fest und sie haben annähernd die Form einer Kugel. Von den inneren Planeten werden nur Erde und Mars von einem beziehungsweise zwei Monden umkreist.
Zwischen Venus und Mars finden sich die Alten-Typ-Asteroiden, zwischen Erde und Mars die Apollo-Typ-Asteroiden. Beide Typen können die Erdbahn kreuzen. Asteroiden sind unregelmäßig geformte Kleinplaneten oder Planetoiden, die sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne befinden. Sie sind größer als Meteoriten, jedoch kleiner als Zwergplaneten. Zwischen Mars und Jupiter umkreisen die Amor-Typ-Asteroiden die Sonne. Diese kommen der Erdbahn zwar nahe, kreuzen sie aber nicht. Weiter befindet sich zwischen Mars und Jupiter ein Asteroidengürtel. In diesem Bereich unseres Sonnensystems kommen gehäuft Asteroiden vor. Zu den bekannteren zählen zum Beispiel Flora, Vesta, Eunomia oder Eos. Auch der Zwergplanet Ceres und verschiedene Kometen gehören zum Asteroidengürtel.
Außerhalb dieses Gürtels umrunden die äußeren Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun die Sonne. Sie sind Gasriesen, die sich hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium zusammensetzen und keine feste Oberfläche haben. Die vier Gasplaneten besitzen alle ein mehr oder weniger stark ausgeprägtes Ringsystem, das bei Saturn besonders deutlich zu erkennen ist. Die Ringe bestehen aus unterschiedlich großen, festen Partikeln. Zudem sind Streifen auf den Planeten zu erkennen, denn durch die rasche Rotation der Himmelskörper bilden sich sogenannte Windstrukturen. Zahlreiche Monde umkreisen die Gasriesen. Zwischen den Bahnen der Riesenplaneten befinden sich Asteroiden, die sich Zentauren nennen. Sämtliche Planeten, Zwergplaneten und Asteroiden bewegen sich in einer rechtsläufigen Bahn um die Sonne. Die meisten Monde tun es ihnen gleich.
Seit den 1990er Jahren fand man Abertausende von Himmelskörpern jenseits der Neptunbahn. Die meisten davon bilden zusammen den Kuipergürtel (s. unten). Der Sonnenwind, ein Strom von geladenen Teilchen, hat eine Auswirkung bis zum Kuipergürtel und sorgt für die Verdrängung der interstellaren Materie. Außerhalb des Gürtels wird der Teilchenstrom dichter und langsamer. Der Einfluss des Sonnenwindes existiert noch, ist jedoch eingeschränkt. Dieser Teil des Sonnensystems nennt sich Heliohülle. Hier dringen Teile der nahe gelegenen interstellaren Gebiete ein. Das gesamte Einflussgebiet des Sonnenwindes heißt Heliosphäre. Die Grenze zwischen der Heliosphäre und dem interstellaren Raum bildet die Heliopause. Dahinter hat der Sonnenwind keinen Einfluss mehr auf Materie und Gase. Früher galt die Heliopause als Grenze unseres Sonnensystems. Unterdessen entdeckte man transneptunische Objekte außerhalb der Heliopause und man geht davon aus, dass noch weiter entfernt Himmelskörper in der Oortschen Wolke (s. unten) unsere Sonne umkreisen.
Entstehung des Sonnensystems
Man nimmt heute an, dass sich das Sonnensystem aus einer sogenannten Urwolke oder einem Urnebel entwickelte. Dieser setzte sich zu 99 % aus den Gasen Wasserstoff und Helium und zu einem kleinen Anteil aus Staub zusammen. Die riesige Molekülwolke befand sich unter anderem an der Stelle unseres heutigen Sonnensystems und drehte sich um ein Zentrum innerhalb der Milchstraße. Wahrscheinlich ausgelöst von einer nahen Supernova zog sich die Urwolke durch ihre eigene Schwerkraft zusammen und bildete Fragmente, die sich verdichteten. Es entstand ein Sternhaufen mit Hunderten oder sogar Tausenden von Sternen. Der Haufen löste sich im Zeitraum von mehreren Hundert Millionen Jahren in Einzel- und Doppelsterne auf.
Unser Sonnensystem bildete sich aus einem Fragment des Urnebels, das sich zuerst in eine rotierende Akkretionsscheibe – dem Sonnennebel – zusammenzog. Dies ist eine Scheibe, die sich um ein zentrales Objekt dreht und dabei seine Materie ins Zentrum schleudert. Daraus entstand ein Protostern, der nach weiterem Massezuwachs zu einem stabilen Stern wurde: unserer Sonne. Die rotierende Akkretionsscheibe wandelte sich gleichzeitig in eine protoplanetare Scheibe um, einer Scheibe, die sich um Protosterne oder junge Sterne dreht. Heute nimmt man an, dass darin enthaltene Staubteilchen miteinander verklumpten und so die Grundlage für unsere Planeten bildeten. Ein anderes Modell sieht Instabilitäten in der Gravitation als Ursache für Massekonzentrationen, aus denen dann unsere Planeten entstanden. Nicht aus allen Materieteilen wurden Planeten. Einige vereinigten sich zu kleineren Gebilden wie den Asteroiden und den Kometen.
Das Sonnensystem – Von der Sonne über unsere Planeten bis zur Oortschen Wolke
Die Sonne gilt als einziger Stern unseres Sonnensystems, weil sie von selbst leuchtet, aus sehr heißen Gasen und Plasma besteht und mit Abstand der massereichste Himmelskörper im Planetensystem ist. Ihre eigene Schwerkraft hält sie zusammen und macht sie kugelförmig. Am nächsten ist ihr Merkur, welcher der kleinste und heißeste aller Planeten ist. Der zweitnächste Planet Venus wird auch als Morgen- oder Abendstern bezeichnet, denn von der Erde aus ist er neben dem Mond das hellste Himmelsgestirn und nur morgens oder abends, jedoch nicht mitten in der Nacht zu sehen. Auffällig ist die rückläufige Rotation der Venus. Sie dreht sich als einziger Planet im Sonnensystem vom Nordpol aus gesehen im Uhrzeigersinn. Die Erde ist mit ihrer Oberfläche, die zu zwei Dritteln aus Wasser besteht, der Blaue Planet. Bis heute sind nur auf diesem Planeten Lebewesen bekannt. Der rot schimmernde Mars ist der äußerste der inneren Planeten. Seine Farbe hat er vom Eisenoxid.
Der sonnennächste Riesenplanet nach dem Asteroidengürtel ist Jupiter mit seinen Streifen und dem auffälligen Fleck, dem gewaltigsten Wirbelsturm im Sonnensystem. Er ist der größte der acht Planeten und besitzt am meisten Monde. Saturn ist der zweitgrößte Planet und durch seine Ringe besonders bemerkenswert. Uranus kann nur unter besonders günstigen Umständen mit bloßem Auge betrachtet werden. Seine Rotationsachse liegt beinahe in seiner Bahnebene. Neptun ist der äußerste Planet in unserem Sonnensystem. Alle Planeten außer Merkur und Venus werden von sogenannten Trabanten oder Monden umkreist.
Pluto wird seit 2006 nicht mehr zu den Planeten gezählt. Er gehört zusammen mit Ceres, Eris, Makemake und Haumea zu den Zwergplaneten, da er die Kriterien für einen Planeten gemäß der neuen Definition der Internationalen Astronomischen Union (IAU) nicht erfüllt. Allerdings ist diese Einteilung umstritten. Pluto befindet sich zusammen mit Eris, Makemake, Haumea und eventuell weiteren Zwergplaneten im Kuipergürtel. Dies ist ein ringförmiger Teil im transneptunischen Bereich, der eine Anhäufung von Asteroiden, Kometen und kometenähnlichen Körpern aus Eis und Gestein umfasst. Man nimmt an, dass die kurzperiodischen Kometen mit Umlaufzeiten, die unter 200 Jahren liegen, aus dem Kuipergürtel kommen.
Der Schwerkrafteinfluss der Sonne reicht weit über Neptun und den Kuipergürtel hinaus. Im äußersten Bereich unseres Sonnensystems umkreisen unzählige Eisbrocken in einer kugelschalenförmigen Wolke – der Oortschen Wolke – den Stern. Ihre Entfernung zur Sonne beträgt bis zu 100.000 Astronomische Einheiten oder 11,6 Lichtjahre. Die Brocken sind kleine Überbleibsel aus der Entstehung des Sonnensystems. Die Riesenplaneten stoßen diese bis an den Rand des Planetensystems ab. Die Temperaturen der Eiskörper werden auf -269 Grad Celsius geschätzt. Der Abstand zwischen den vermuteten einhundert Milliarden bis eine Billion Klumpen beträgt etwa zehn Millionen Kilometer.
Das Vorhandensein der Oortschen Wolke kann zur heutigen Zeit nicht durch Beobachtung nachgewiesen werden. Es gibt jedoch viele indirekte Anzeichen für die Wolke. Der niederländische Astronom Jan H. Oort schloss 1950 auf ihre Existenz. Er untersuchte die Kometenbahnen und ging davon aus, dass die Kometen aus einem Bereich des Sonnensystems kommen müssen, der weit hinter der Neptunbahn liegt. Oort nahm an, dass sich die Kometen in einer riesigen sphärischen Wolke im Außenbereich des Planetensystems befinden und von vorbeiziehenden Sternen in ihrer Bahn gestört und auf eine neue elliptische Bahn Richtung Sonne geschleudert werden. Sie tauchen dort als langperiodische Kometen mit einer Umlaufzeit von 200 Jahren bis zu 100 Millionen Jahren auf.