Unser Sonnensystem

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Planetensystem

Sonne Merkur Venus Erde Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun

Quelle: Enzyklopädie der Astronomie,  Orbis Verlag

Klick auf die Planeten um mehr zu erfahren

Sonne

Sonnensystem_sonne Die Sonne ist ein Stern in unserer Galaxie, die auch Milchstraße genannt wird. Als Hauptreihenstern steht unsere Sonne im Zentrum unseres Sonnensystems.
Sie wird von insgesamt acht Planeten und weiteren kleinen planetenähnlichen Objekten, den Asteroiden oder auch Planetoiden genannt, umrundet.

Die Struktur unseres Sonnensystem

von innen nach außen betrachtet:

  • die Sonne, das Zentralgestirn.
  • die inneren Planeten – hierzu gehören Merkur und Venus.
  • unsere Erde, der einzige Planet in der habitablen Zone um unsere Sonne.
  • die äußeren Planeten – hierzu zählen Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.Weit hinter dem letzten Planet Neptun erstreckt sich der Kuipergürtel – mit einer riesigen Menge an Asteroiden in Form einer flaches Rings.
    • zwischen Mars und Jupiter umlaufen unzählig kleine Objekte die Sonne, der so genannte Asteroidengürtel
  • Den Abschluss bildet eine Art Halo um unser Sonnensystem. Dieses Halo wird Oortsche Wolke genannt und umgibt das Sonnensystem in Form einer Kugel.

Dimensionen

Die Entfernung zwischen Sonne und Erde wird „Astronomische Einheit“ genannt und mit AE abgekürzt.

1 AE = 149,6 Mio. km – Oder anders ausgedrückt, das Licht der Sonne benötigt 8 Minuten und 19 Sekunden bis zur Erde.

Der äußerste Planet Neptun ist von der Erde aus gesehen ca 30 AE entfernt. Sein Licht benötigt ca 24 Minuten bis zur Erde.

Der Kuipergürtel befindet sich in einer Entfernung von 30 bis 50 AE – Das Licht benötigt für diese Entfernung zwischen 24 Minuten und 40 Minuten.

Die Oortsche Wolke stellt die Grenze unseres Sonnensystems dar. Sie wird in einer Entfernung von ca 100.000 AE vermutet. Das Licht würde von da zu uns ca. 1,58 Jahre benötigen.

Zur Sonne – unser Zentralgestirn

  • die Sonne ist ein Gasball mit einem Durchmesser von ca. ca. 1,4 Millionen km und vereint mehr als 99,8 Prozent der Gesamtmasse unseres Sonnensystems in sich.
  • Zusammensetzung: ca. 75 Prozent der Gesamtmasse entfallen auf Wasserstoff, 23 Prozent auf Helium und 2 Prozent auf schwere Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff etc., wobei durch den nuklearen Fusionsprozess der Wasserstoffanteil langsam, aber stetig sinkt.
  • Temperatur: Im Kern beträgt diese 16×1016 Kelvin, bei annähernd 1016 Pascal Druck. Der äußere Bereich in der Photosphäre hingegen liegt bei etwas 5800 Kelvin. Das ist aber nicht die letzte Schicht nach außen. Die Korona stellt den äußersten Bereich dar, der wiederum im Millionen Grad Bereich wieder liegt.
  • Rotationsdauer: Am Äquator liegt diese bei 25,38 Tage, in Polähe bei ca. 36 Tagen.

Bekannte Weltraumraummissionen zur Sonne:

 

 

Merkur

Sonnensystem_merkus

Merkur ist der kleinste und der innerste der Planeten in unseren Sonnensystem. Er kommt der Sonne bis auf 46 Mio km nahe. Im Vergleich zur Erde, die in einem Abstand von 150 Mio km die Sonnen umkreist, ist das weniger als ein Drittel. Daraus ergibt sich die extrem hohe Temperatur von 427°C auf der zur Sonne zugewandten Seite (Tagseite). Auf der Nachseite hingegen kühlt der Merkur auf bis zu -173°C ab. Diese extremen Temperaturunterschiede kommen zustande, weil der Planet keine Atmosphäre besitzt.

Rotation und Umlaufbahn

Allerdings ist die Umlaufbahn nicht kreisförmig, sondern exzentrisch, sprich eine Ellipse. Seine größte Entfernung zur Sonne beträgt 70 Mio km.
Im Vergleich zu den restlichen Planeten unseres Sonnensystems weißt Merkur die größte Elipse auf.

Für eine ganze Umrundung der Sonne benötigt Merkur nur 88 Tage. Seine Rotationsachse steht mit 0,01° fast senkrecht zur Bahnebene. Dies und die fehlende Atmosphäre sind die Gründe warum es auf Merkur keine Jahreszeiten gibt. Merkur selbst rotiert in 58 Tagen 15 Stunden und 36 Minuten einmal um seine eigene Achse. (Die Erde hingegen in rund 24 Stunden)

Oberfläche

Die Mondähnliche, von Kratern übersäte Oberfläche besteht aus rauen, porösen und dunklen Gestein. Das Sonnenlicht wird hier recht schwach reflektiert. Der Wert der Lichtreflektion nennt man Albedo. Merkurs Albedo beträgt 0,06. Damit reflektiert die Oberfläche ca. 6 % des von der Sonne praktisch parallel eintreffenden Lichts.

Monde

Merkur besitzt keine Monde.

 

 

Venus

Sonnensystem_venus Die Venus ist der zweite Planet von der Sonne aus gesehen und zählt zu den inneren Planeten unseres Sonnensystems.
Recht bekannt ist die Venus im Volksmund als so genannter Abend- und Morgenstern. Je nachdem welche Position die Venus im Sonnensystem einnimmt, kann sie abends nach Sonnenuntergang oder morgens vor Sonnenaufgang beobachtet werden
.

Rotation und Umlaufbahn

Die Venus beschreibt ähnlich der Erde eine fast kreisförmige Umlaufbahn um die Sonnen. Mit einem Abstand von rund 108,16 Mio. km (0,723 AE) liegt die Venus nur knapp außerhalb der habitablen Zone.

Eine sehr interessante Eigenart des Planeten Venus ist seine Eigenbewegung. Während die Drehrichtung der Planeten mit der Bewegung um die Sonnen einhergeht, ist dies bei der Venus nicht der Fall. Man spricht hier von einer retrograden Eigenbewegung der Venus. Dies ist auch der Grund, daß auf der Venus ein Tag umgerechnet 116,751 Erdtage lang ist. Ein Venusjahres dauert 224,701 Tage. 

Die Neigung der Bahnebene der Venus wird mit 3,395° gegen die Ekliptikebene der Erde angegeben.

Klima – Atmosphäre

Von der Größe her wird die Venus als kleine Schwester der Erde bezeichnet. Mit einem Durchmesser von ca. 12100 km ist sie etwas kleiner als die Erde und besitzt trotz ihrer Nähe zur Sonne eine sehr dichte Atmosphäre. Die mittlere Oberflächentemperatur liegt bei ca. 460°C und ist nach unseren Verhältnissen mehr als lebensfeindlich.

Bisher konnten mit vielen Venus-Raumsonden interessante Oberflächendetails erkundet werden.

Monde

Die Venus besitzt keine Monde.

 

Erde

Sonnensystem_erde ….

Rotation und Umlaufbahn

….

Klima – Atmosphäre

Das Ringsystem und seine Monde

Monde

 

 

Mars

Sonnensystem_mars Mars ist der vierte Planet von der Sonne aus gesehen und zählt zu den äußeren Planeten unseres Sonnensystems.

Rotation und Umlaufbahn

Er beschreibt eine eher elliptische Umlaufbahn (Bahnexzentrizität = 0,0935) und liegt knapp außerhalb der habitablen Zone. In einem Abstand von 1,38 AE bis 1,67 AE (206,62 bis 249,23 Millionen km) umkreist der Planet die Sonne in knapp 687 Tagen (etwa 1,9 Jahre). Seine Bahnebene ist 1,85° gegen die Erdbahnebene geneigt.

zwei interessante Eigenschaften zeichnen den Mars aus.

  • Exzentrizität von Planetenumlaufbahnen können einer periodischen Änderung unterworfen sein. Vor 1,35 Millionen Jahren betrug die Exzentrizität des Mars nur 0,002.
    Bei Mars ist dieser periodischen Änderung von 96.000 Jahren eine weitere mit 2,2 Millionen Jahren überlagert.
  • Eine weitere interessante Gegebenheit sind die so genannten Mars-Trojaner. Es gibt vier bekannte Asteroiden, die sich die Umlaufbahn mit Mars teilen. Sie befinden sich auf den Lagrangepunkten L4 und L5, das heißt, sie eilen dem Planeten um 60° voraus oder folgen ihm um 60° nach.

Klima – Atmosphäre

Die Marsatmosphäre kann nur wenig Sonnenwärme speichern, was die  großen Temperaturunterschiede auf der Oberfläche erklärt. Die Temperaturen liegen um den Äquator bei etwa 20 °C tagsüber und nachts bei −85 °C, in Polnähe deutlich darunter.

Auf der Oberfläche des Mars herrscht ein Druck von nur 6,36 hPa (Hektopascal). Im Vergleich zur Erde mit 1013 hPa sind dies nur 0,63 %. Das entspricht den Luftdruck unserer Atmosphäre in ca. 35 Kilometern Höhe.

Oberfläche

Die wohl zwei bekanntesten Dinge auf der Mars Oberfläche sind seine ausgeprägten Wirbelstürme und der größte Vulkan in unseren Sonnensystem.

Die Staubstürme treten erfahrungsgemäß im Marsfrühjahr auf, wenn der Planet recht nah an der Sonne steht. Dabei sind Windgeschwindigkeiten an der Oberfläche von 400 km/h keine Seltenheit. Die Staubstürme können ein globales Ausmaß annehmen und den Planet zum großen Teil in Staub einhüllen.

Die wohl interessantesten Oberflächenteile des Mars sind seine Canyons und Vulkane.
Einer der bekanntesten und auch größten Vulkane ist Olympus Mons, der mit 21,3 km Höhe über NN die höchste Erhebung in unseren Sonnensystem ist.

Monde

 

Die beiden Monde, Phobos und Deimos sind vermutlich eingefangene Asteroiden. Phobos ist mit einem Durchmesser von 26,8 × 22,4 × 18,4 km der größere von beiden. Deimos hat einen Durchmesser von 15,0 × 12,2 × 10,4 km. Beide sind zwei unregelmäßig geformte Felsbrocken.


Jupiter

Sonnensystem_jupiter Jupiter ist der fünfte Planet und zählt zu den äußeren Planeten. Mit einem Äquatordurchmesser von ca. 143.000 km ist er der größte Planet des Sonnensystems. 

Rotation und Umlaufbahn

Jupiter bewegt sich auf einer annähernd kreisförmigen Umlaufbahn (Exzentrizität =0,0489) um die Sonne. Seine Entfernung zur Sonne schwankt zwischen 4,95 AE und 5,46 AE. Mit 1,305° ist seine Umlaufbahn leicht gegen die Ekliptik geneigt. Jupiter benötigt 11 Jahre, 315 Tage und 3 Stunden für eine vollständige Umrundung der Sonne.

Jupiters wichtige Funktion im Sonnensystem besteht darin, die Erde vor Asteroideneinschlägen zu schützen. Da er schwerer ist als alle anderen Planeten im Sonnensystem zusammen, stellt er eine wichtige Komponente bezogen auf das Massengleichgewichtes des Sonnensystem dar. Er sorgt durch seine Masse für die Stabilität des Asteroidengürtels.

Klima – Atmosphäre

Hauptbestandteile des Außenbereichs der Atmosphäre sind Wasserstoff und Helium. Jupiter wird auch nachgesagt, er sein eine Sonne die nie ihre Kernfusion gezündet hat.

Die Temperatur beträgt bei einem Druck der Gasschicht von 1 bar (dies wird bei Gasplaneten allgemein als „Oberfläche“ definiert) ca. −108 °C. Bei 0,1 bar Druck −161 °C.

Eine der bekanntesten Atmosphärischen Erscheinungen ist der große rote Fleck, kurz GRF.

Das Ringsystem und seine Monde

Jupiter hat ein sehr schwach ausgeprägtes Ringsystem. Beobachtet werden kann es mit Amateurtechnik nicht. Das Ringsystem hat ein Albedo von lediglich 5 %. Sprich es verschlucken 95 % des auftreffenden Licht.,

Monde

Jupiter umkreisen 67 bekannte Monde. Sie werden in mehrere Gruppen unterteilt werden:

 

Saturn

Sonnensystem_saturn Saturn ist der sechse Planet in unseren Sonnensystem und zählt zu den äußeren Planeten.
Bekannt ist er durch sein ausgeprägtes Ringsystem, was schon in kleinen Teleskopen sichtbar wird.Wie Jupiter gehört auch er zu den so genannten Gasriesen, die keine feste Oberfläche vergleichbar mit Mars, Merkur, Venus oder unserer Erde haben. Der Hauptbestandteil setzt sich aus Wasserstoff und Helium zusammen.

Rotation und Umlaufbahn

Saturn beschreibt mit einer Exzentrizität von 0,054 eine fast kreisförmige Bahn um die Sonne, die um 2,48° gegen die Ekliptik geneigt ist. Der maximal Abstand zur Sonne beträgt 10,054 AE (1.508.100.000 km), der minimale Abstand hingegen 9,021 AE (1.353.150.000 km).
Bei dieser großen Entfernung zur Sonnen benötigt der Planet 29,457 Jahre (Siderische Umlaufzeit) für eine volle Umkreisung der Sonne.

Seine Eigenbewegung bzw. Rotation ist wie bei Jupiter nicht mit der eines festen Himmelskörpers bzw. Planeten zu vergleichen. Man kann diese eher mit der eines Sterns vergleichen.
Während die Äquatorregionen innerhalb von 10 Stunden, 13 Minuten und 59 Sekunden einmal rotiert sind, sieht es mit 10 Stunden, 39 Minuten und 22 Sekunden an den Polregionen etwas langsamer aus. Man spricht hier von einer differenziellen Rotation.

Die Äquatorebene des Saturn ist 26,73° gegen die Bahnebene geneigt. Von der Erde kennen wir den Wert mit 23,5°

Saturn nimmt mit einem Durchmesser von ca. 120.000 km den zweiten Platz hinter Jupiter ein.

Klima – Atmosphäre

Die Temperatur beträgt bei 1 bar Atmosphärendruck −139 °C. Bei Gasplaneten wird im Allgemein bei 1 bar die „Oberfläche“ definiert.

Das Ringsystem und seine Monde

Das Ringsystem wurde im Jahr 1610 von Galileo Galilei entdeckt. Er erkannte es jedoch nicht als solches und deutete es als eine Art Henkel. Heute weiß man, daß er das Ringsystem unterbrochen von Saturns Schatten sah. 45 Jahre später beschrieb Christiaan Huygens die Ringe richtiger Weise als Ringsystem.

Über das Ringsystem ist heute ein sehr umfangreiches Wissen vorhanden, das es an dieser Stelle nicht mal ansatzweise wider gegeben werden kann.

Monde

Auch die Anzahl seiner Monde stiegt mit besser werdender Beobachtungstechnik. Heute werden 62 Monde gezählt, von denen wohl Titan der bekannteste ist. Mit Amateurteleskopen kann man durch aus bis zu vier weitere Monde beobachten.

 

Uranus

Sonnensystem_uranus Uranus ist der siebente Planet in unseren Sonnensystem und zählt zu den äußeren Planeten.
Wie Jupiter gehört auch er zu den so genannten Gasriesen, die keine feste Oberfläche vergleichbar mit Mars, Merkur, Venus oder unserer Erde haben. Der Hauptbestandteil setzt sich aus Wasserstoff und Helium zusammen.

Rotation und Umlaufbahn

Die Umlaufbahn von Uranus um die Sonne ist leicht exzentrisch (Exzentrizität = 0,0457). Seine Entfernung von der Sonnen liegt zwischen 18,324 AE und 20,078 AE. Seine Bahnebene ist mit 0,772° nur leicht gegen die Ekliptik (Bahnebene der Erde) geneigt. Uranus benötigt etwa 84 Jahre für einen Umlauf um die Sonne.

Seine Eigenrotation beträgt 17 Stunden 14 Minuten und 24 Sekunden ein. Als Besonderheit ist zu erwähnen, daß die Rotationsachse von Uranus annähernd in seiner Bahnebene liegt, sprich er „wälzt“ sich förmlicvh in dieser voran. Mit 51.000km Durchmesser am Äquator ist Urans minimal größer als Neptun.

Klima – Atmosphäre

Uranus Atmosphäre kann in drei Schichten eingeteilt werden.

  • Die Troposphäre in Höhen zwischen -300 und 50 km und Drücken von 100 bis 0,1 bar.
  • Die Stratosphäre befindet sich in Höhen zwischen 50 und 4000 km und die Drücke betragen 0,1 bis 10−10 bar.
  • Die Thermosphäre erstreckt sich von 4000 km bis zu 50.000 km über der Oberfläche.

Der Aufbau des Uranus mit dem des Neptun zu vergleichen. Dieser unterscheidet sich jedoch deutlich von den Gasriesem Jupiter oder Saturn. Während diese beiden prozentuell mehr Wasserstoff und weniger Helium haben (ähnlich wie die Sonne).

Im Zentrum des Uranus herrscht nach heutigem Wissen ein Druck von rund acht Millionen bar und das bei einer Temperatur von ca. 5000 °C.

 

Das Ringsystem und seine Monde

Uranus hat wie der Planet Jupiter ein sehr feines und dunkles Ringsystem. Vetreten sind sehr grobe Partikeln und Brocken mit bis zu 10 Meter Durchmesser, aber auch feiner Staub.

Monde

Es sind 27 Monde um Uranus bekannt. Die Durchmesser liegen zwischen 10 und 1600 km. Fünf der größten Monde stellen die Hauptmonde Miranda, Ariel, Umbriel, Titania und Oberon dar.

 

 

Neptun

Sonnensystem_neptun Neptun ist der achte und letzte Planet in unseren Sonnensystem und zählt zu den äußeren Planeten.
Wie Jupiter gehört auch er zu den so genannten Gasriesen, die keine feste Oberfläche vergleichbar mit Mars, Merkur, Venus oder unserer Erde haben. Der Hauptbestandteil setzt sich aus Wasserstoff und Helium zusammen.

Rotation und Umlaufbahn

Neptuns Umlaufbahn um die Sonne ist mit fast kreisförmig (Exzentrizität = 0,0113). Seine Entfernung von der Sonnen liegt zwischen 29,709 AE und 30,385 AE. Seine Bahnebene ist mit 1,769° nur leicht gegen die Ekliptik (Bahnebene der Erde) geneigt. Neptun benötigt etwa 165 Jahre für einen Umlauf um die Sonne.

Der Planet beeinflusst aufgrund seiner relativ großen Masse die Bahnen vieler kleinerer Körper wie die der Transneptune Objekte, zu denen neben Pluto beispielsweise auch Sedna, Quaoar oder Makemake gehört.

Neptun besitzt eine Eigenrotation von 15 Stunden, 57 Minuten und 59 Sekunden  dreht sich wie die anderen drei Gasplaneten sehr rasch. Die Folge dieser schnellen Rotation ist eine Abplattung von 1,7 %. Folglich ist sein Durchmesser an den Polen etwa 1000 km geringer als am Äquator (ca. 50.000km). Die Neigung seiner Rotationsachse gegenüber seiner Bahnebene beträgt 28,32°. (Erde = 23,5°).

Klima – Atmosphäre

Wasserstoff (ca. 80%), Helium (ca 19%) und etwas Methan sowie anderen Stoffe in sehr geringer Konzentartion bilden die oberen Schichten der Atmosphäre. Die blaue Farbe Neptuns  wird wie bei Uranus durch das Methan verursacht, das rotes Licht absorbiert.

Aufgrund des großem Abstand zu Sonne, empfängt Neptun von ihr nur wenig Wärmeenergie.Bei einer Tiefe von 1 bar herrschen -201°c (Bei Gasplaneten wird im Allgemein bei 1 bar die „Oberfläche“ definiert). Bei der ein Druck von 0,1 bar herrschen etwa −218 °C. Damit ist Neptun einer der kältesten Planeten des Sonnensystems

Das Ringsystem und seine Monde

Neptun verfügt über sehr feines azurfarbenes Ringsystem, dass aber mit Amateurteleskopen nicht erfaßt werden kann. Es besteht aus mehreren ausgeprägten Ringen und den ungewöhnlichen Ringbögen im äußeren Adams-Ring.

Monde

Neptun besitzt nach heutigem Wissen 13 Monde. Der größte von ihnen ist Triton.

Neptun besitzt eine Anzahl von Trojanern („neptunische Trojaner“). Insgesamt sechs Neptun-Trojaner (sie werden in Analogie zu den asteroiden Trojanern so bezeichnet) eilen dem Planeten 60° auf dem Lagrangepunkt L4 voraus und haben die gleiche Umlaufzeit wie der Planet.

 

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