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Das Sonnenssystem

Unser kosmisches Zuhause

12.01.2018 Richter Hannes
Das Sonnensystem ist unser kosmisches Zuhause. Acht Planeten umkreisen unseren Stern - die Sonne. Jede Welt hat ihre ganz speziellen Besonderheiten. Im Planetatium Wien gehen wir in spannenden Vorführungen den Geheimnissen unserer kosmischen Umgebung auf den Grund. Hier schon mal einige Infos, damit Sie in der nächsten Kaffeepause bei Ihren Kollegen mit besonderem Wissen auftrumpfen können.

Sonnensystem

Das Sonnensystem ist durch den Einfluss der Schwerkraft der Sonne definiert. Die Planeten sind die prominentesten Bewohner, aber es gibt auch Monde, Asteroiden, Kometen, Staubteilchen und Gas. 

Das Sonnensystem gliedert sich in vier Bereiche. Im innersten Gebiet umkreisen 
die Gesteinsplaneten Merkur, Venus, Erde und Mars die Sonne. Der Asteroidengürtel, bestehend aus Millionen Gesteinsbrocken, trennt den inneren vom äußeren Bereich. Außen befinden sich die Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Sie bestehen praktisch nur aus Wasserstoff und Helium.

An die äußeren Planeten schließt der Kuipergürtel an. Rund 70.000 Objekte mit mehr als 100 km Durchmesser und unzählige kleine Blocken umkreisen außerhalb der Neptunbahn die Sonne. Die größten bekannten Objekte dieses Bereichs sind die Zwergplaneten Pluto (2390km), Eris (2326km) und Makemake (1470km). Noch weiter von der Sonne entfernt liegt die Oortsche Wolke. Sie umgibt kugelförmig das gesamte Sonnensystem und reicht etwa 1,6
Lichtjahre ins All hinaus.

Es ist schwierig, von einer Grenze des Sonnensystems zu sprechen. Einerseits gibt es den Einfluss der Schwerkraft, andererseits den Druck des Sonnenwindes. Die Sonne gibt nicht nur Licht, sondern auch Teilchen ab. Gleichzeitig strömen Teilchen von allen Seiten des Kosmos auf uns ein. Dort, wo sich die Teilchen der Sonne mit den Teilchen des Universums treffen, könnte man von einer Grenze sprechen. Die Voyager-Raumsonden – gestartet 1977 – befinden sich gerade in dieser spannenden Region und fliegen in den noch weiter draußen liegenden interstellaren Raum. 

Die nächste Sonne – unser Nachbarstern Proxima Centauri – ist rund 4,2 Lichtjahre entfernt. Gemeinsam mit rund 200 Milliarden weiteren Sternen befindet sich unsere Sonne mit allen Bestandteilen des Sonnensystems in der Milchstraße. Allerdings nicht im Zentrum der riesigen Spiralgalaxie, sondern eher am Rand zwischen zwei Spiralarmen.
Himmelskörper des Sonnensystems © NASA

Sonne

Die Sonne enthält mit 99,86% fast die gesamte Masse des Sonnensystems. Sie ist 4,6 Milliarden Jahre alt und leuchtet seit ihrer Entstehung ununterbrochen. Erzeugt wird dieses Leuchten durch die Kernfusion. Da die Sonne eine extrem große Masse hat, herrscht im Inneren ein gewaltiger Druck. Im Zentrum werden Wasserstoffatome so stark zusammengedrückt, dass Helium entsteht. Dabei wird sehr viel Licht und Wärme frei. Die erzeugten Lichtteilchen brauchen vom Kern der Sonne bis zur Oberfläche bis zu 150.000 Jahre, da sie im Zick-Zack-Kurs aus der Sonne herausfliegen.
Die Sonne beobachtet im sog. H-Alpha Bereich. Hier werden Gasausbrüche auf der Sonnenoberfläche sichtbar. © NASA

Merkur

Merkur ist der sonnennächste Planet, hat eine feste Oberfläche und besteht aus Gestein. Da er innerhalb der Erdbahn um die Sonne läuft, können wir ihn niemals mitten in der Nacht sehen. Merkur dreht sich alle 58,7 Tage einmal um seine senkrecht zur Umlaufebene stehende Achse. Deshalb gibt es auf Merkur keine Jahreszeiten. Aufgrund der hohen Temperatur von über 400°C auf der sonnenzugewandten Seite, hielt man die Existenz von Wasser auf Merkur für unmöglich. Tatsächlich gibt es aber Wassereis in den Kratern am Nord- und Südpol, da die Sonne dort niemals hinein scheinen kann.
Die Oberfläche des Merkur zeigt auffällige Kraterstrukturen. © NASA

Venus

Die Venus können wir als „Morgen-“ oder „Abendstern“ sehen. Sie ist ein Gesteinsplanet mit einer dichten Atmosphäre, die zu 96% aus Kohlendioxid besteht. Ähnlich wie in der Erdatmosphäre verursacht das Kohlendioxid auf der Venus einen Treibhauseffekt, allerdings mit Temperaturen über 400°C. Auf der Oberfläche herrscht ein enormer Druck, wie in einem Kilometer Wassertiefe auf der Erde. Die Venus dreht sich, anders als die meisten Planeten, im Uhrzeigersinn um sich selbst. Folglich geht die Sonne auf der Venus im Westen auf und im Osten unter.
Die dichte Wolkenschicht der Venus erlaubt keinen direkten Blick auf auf Oberfläche des Planeten. © NASA

Erde

Die Erde erscheint aus großer Entfernung nicht als blauer Planet. Vielmehr zeigt sie aufgrund der Wolken prägnante weißliche Strukturen. Die Jahreszeiten auf der Erde werden nicht durch den variablen Abstand zwischen Erde und Sonne verursacht, sondern durch die um 23,5° zur Bahnebene um die Sonne gekippte Rotationsachse. Im Sommer fallen die Sonnenstrahlen somit steiler ein als im Winter und pro Fläche ergibt sich eine größere Menge an eingestrahlter Energie.
Ein Blick auf Europa und Nordafrika. © NASA

Mars

Der Mars ist der letzte der inneren Planeten und nur halb so groß wie die Erde. Trotzdem beherbergt er mit Olympus Mons den höchsten Berg und mit Valles Marineris die größte Schlucht im Sonnensystem. Seine Oberfläche erscheint aufgrund von Eisenoxid (Rost) rötlich. Vor langer Zeit dürfte es viel mehr Wasser auf dem Mars gegeben haben. Die Polkappen des Mars bestehen aus gefrorenem Kohlendioxid (Trockeneis) sowie zu einem geringeren Teil aus Wassereis. Auch am Mars gibt es einen Polarstern: Deneb, der Hauptstern im Sternbild Schwan, steht genau über dem Nordpol.
Der Mars mit der auffälligen Polkappe aus Trockeneis. © NASA

Asteroidengürtel

Zwischen Mars und Jupiter befindet sich der Asteroidengürtel. Dabei handelt es sich um eine Ansammlung von großen und kleinen Gesteinsbrocken. Bisher wurden über 625.000 Objekte erfasst. Entstanden ist der Asteroidengürtel gemeinsam mit den anderen Planeten. Die gewaltige Anziehungskraft von Jupiter dürfte verhindert haben, dass sich die Brocken zu einem richtigen Planeten geformt haben. Der größte Asteroid heißt Ceres und gilt heute wie Pluto als Zwergplanet.
Der Asteroidengürtel, eine künstlerische Darstellung. © NASA

Jupiter

Jupiter ist der größte Planet in unserem Sonnensystem und wie alle äußeren Planeten ein Gasriese. Er hat keine feste Oberfläche und mit zunehmender Tiefe wird seine Atmosphäre immer dichter. Aufgrund seiner schnellen Eigenrotation bilden sich die Wolken zu Bändern parallel zum Äquator aus. Dazwischen kommt es zu Verwirbelungen und gewaltigen Wirbelstürmen wie dem Roten Fleck. Die Entdeckung der vier größten Jupitermonde durch Galileo Galilei vor über 400 Jahren war der Anstoß, das Weltbild zu revolutionieren und die Sonne statt der Erde ins Zentrum zu rücken.
Jupiter mit seinen auffälligen Wolkenbändern und dem Wirbelsturm namens "Großer roter Fleck".
© Shutterstock, Tristan3D

Saturn

Der Gasplanet Saturn ist extrem leicht, da er fast nur aus Wasserstoff besteht. Er würde als Ganzes in einer mit Wasser gefüllten Badewanne
schwimmen. Alle vier Gasplaneten haben Ringe, aber nur bei Saturn sind sie wirklich gut erkennbar. Sie bestehen aus kleinen Staubkörnern und Gesteinsbrocken, die mit Eis bedeckt sind. Daher können die Teilchen sehr gut Sonnenlicht reflektieren. Zwei Saturn-Monde sind besonders
spannend. Titan gleicht einer Erde im Frühstadium und besitzt eine Atmosphäre. Enceladus ist ein Eismond mit Eisvulkanen. Er schleudert gefrorenes Wasser ins All und erzeugt so Teile der Saturn-Ringe.
Der Saturn, aufgenommen von der berühmten Cassini-Raumsonde. © NASA

Uranus

Uranus kann nur unter besten Bedingungen mit freiem Auge gesehen werden. Seine Rotationsachse liegt annähernd in der Bahnebene. Er wälzt sich in dieser voran, wenn die Achse in Richtung Sonne zeigt. Als Folge der extremen Achsenneigung sind jeweils einmal die Nordhalbkugel und einmal die Südhalbkugel für ein halbes Uranusjahr der Sonne zugewandt. In der Nähe der Pole kann ein Uranustag bis zu einem halben Uranusjahr dauern.
Uranus zeigt seine unauffällige blass-blaue Farbe. © NASA

Neptun

Neptun kann mit freiem Auge nicht mehr gesehen werden – er ist zu weit weg. Obwohl die Atmosphäre des Gasplaneten fast nur aus Wasserstoff und Helium besteht, ist Methan für die blaue Färbung verantwortlich, da es den roten Anteil des Sonnenlichts absorbiert. Neptun ist mit unter -210°C einer der kältesten Orte im Sonnensystem. Einen echten Rekord im Sonnensystem gibt es mit der höchsten jemals gemessenen Windgeschwindigkeit in Neptuns Atmosphäre (2100km/h).
Neptun zeigt eine blaue Farbe aufgrund des Methan-Anteils in der Atmosphäre.
© Denis_A/Shutterstock.com