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Sonnensystem

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Team Wissenswelt
Sonnensystem
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Beschreibung Sonnensystem

Inhalt

  • Das Sonnensystem einfach erklärt
  • Das Sonnensystem einfach erklärt

    Früher war es den Menschen schwer möglich, das Sonnensystem zu verstehen. Es gab viele Mythen und Geheimnisse. Aber dank der Beobachtungen vieler Astronomen konnten immer mehr Erkenntnisse gesammelt und Theorien aufgestellt werden. Einer dieser Forscher war Isaac Newton.

    Mithilfe von Newtons Gleichungen gelang es, den Sonnenaufgang und den Sonnenuntergang sowie die Mondphasen vorauszusagen. Dieselben Gleichungen ermöglichen es, die Flugbahn einer Raumsonde zu kalkulieren. Früher konnte man mit einem Teleskop nur von der Erdoberfläche aus zum Himmel schauen. Heute können Sonden, die in den Weltraum geschickt werden, spektakuläre Bilder aus dem All ermöglichen. So existieren Bilder der Planeten aus unserem Sonnensystem. Schauen wir uns das Sonnensystem genauer an.


    Sonnensystem – Steckbrief

    Unser Sonnensystem besteht aus einem Stern, der Sonne und acht Planeten. Die Planeten werden durch die Gravitationskraft in ihrer Umlaufbahn gehalten. Das Alter unseres Sonnensystems beträgt etwa $4,5$ Milliarden Jahre. Ein Modell unseres Sonnensystems ist in der folgenden Grafik dargestellt.

    sonnensystem


    Sonnensystem – Planeten

    Es gibt acht Planeten in unserem Sonnensystem. Die Reihenfolge der Planeten kannst du dir mit einem einfachen Merksatz des Sonnensystems merken. Dieser lautet: Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel. Der Anfangsbuchstabe steht für je einen Planeten, die Reihenfolge startet mit dem Planeten, der der Sonne am nächsten ist, und endet mit dem Planeten, der am weitesten entfernt von der Sonne ist. Schauen wir uns die Besonderheiten der Planeten des Sonnensystems genauer an.

    Merkur
    Der Merkur ist der Sonne am nächsten. Er ist ein kleiner Gesteinsplanet. Er dreht sich so langsam um seine eigene Achse, dass ein Merkurtag länger als ein Merkurjahr ist. Ein Merkurjahr beträgt $88$ Erdtage, ein Merkurtag dauert etwa $176$ Erdtage. Am Tag erreicht seine Oberflächentemperatur $350\,^{\circ}\pu{C}$, nachts fällt sie auf $-170\,^{\circ}\pu{C}$.

    Venus
    Von der Sonne aus gesehen ist die Venus der zweite Planet. Sie wird auch Abend- oder Morgenstern genannt. Die Venus leuchtet so hell, da sie in reflektierende Wolken gehüllt ist. Der Treibhauseffekt der Wolken sorgt für eine Temperatur von $450\,^{\circ}\pu{C}$. Das ist heiß genug, um Blei zu schmelzen. Die Venus benötigt etwa $225$ Erdtage, um die Sonne einmal zu umrunden.

    Erde
    Die Erde ist der dritte Planet. Die Erde ist der einzige Planet in unserem Sonnensystem, auf dem es Leben gibt. Zudem gibt es Wasser in allen drei Aggregatzuständen. Sie benötigt $365$ Tage, um die Sonne einmal zu umrunden. Zudem besitzt die Erde einen Mond.

    Mars
    Unser nächster Nachbar ist der Mars. Er ist Schauplatz vieler Science-Fiction-Filme. Bei dem Mars handelt es sich um einen erdähnlichen Planeten. Die rote Farbe des Planeten wird durch den eisenoxidhaltigen Sand auf der Oberfläche erzeugt. Die riesigen Krater auf dem Mars wurden durch Einschläge von Asteroiden oder Meteoroiden verursacht. Auch finden sich Reste gewaltiger Vulkane auf dem Mars, darunter der größte Vulkankegel des Sonnensystems. Er ist dreimal so hoch wie der Mount Everest. Der Mars hat eine Umlaufzeit um die Sonne von $687$ Erdtagen und besitzt zwei Monde. Die Temperatur auf dem Mars beträgt zwischen $-133\,^{\circ}\pu{C}$ und $27\,^{\circ}\pu{C}$. Es wird vermutet, dass es einmal flüssiges Wasser auf dem Mars gegeben hat.

    Jupiter
    Jupiter ist der fünfte Planet von der Sonne aus gesehen. Er besitzt keine feste Oberfläche und gehört zu den Gasplaneten. Auf dem Jupiter herrschen starke Wirbelstürme, die deutlich mächtiger sind als die auf der Erde. Der Jupiter benötigt $11,9$ Erdjahre, um die Sonne einmal zu umrunden. Er hat eine Oberflächentemperatur von $-108\,^{\circ}\pu{C}$ und $79$ bekannte Monde.

    Saturn
    Der nächste Planet in unserem Sonnensystem ist der Saturn. Dieser ist bekannt für sein Ringsystem. Die Ringe rund um den Planeten bestehen aus Eis und Gesteinsteilchen. Auch der Saturn ist ein Gasplanet. Er besitzt mindestens $62$ Monde und benötigt $29,5$ Erdjahre, um die Sonne einmal zu umrunden. Die Temperatur auf der Oberfläche des Saturn liegt bei etwa $-139\,^{\circ}\pu{C}$.

    Uranus
    Uranus ist ein Gigant aus Eis, das für die blaue Farbe des Planeten verantwortlich ist. Er bewegt sich anders als die übrigen Planeten. Seine Rotationsachse liegt auf der Bahn, auf der er um die Sonne kreist. Man könnte sagen, dass er auf dieser Achse rollt. Sein Nordpol zeigt also fast die Hälfte der Umrundung direkt auf die Sonne. Das sind ca. $40$ Jahre, da eine Umrundung $83,8$ Erdjahre beträgt. Er hat $27$ bekannte Monde und eine Oberflächentemperatur von $-197\,^{\circ}\pu{C}$.

    Neptun
    Der letzte Planet in der Reihe ist der Neptun. Er ist rund $17$-mal größer als die Erde. Er ist so weit von der Sonne entfernt, dass diese nur noch ein kleiner Lichtpunkt aus seiner Perspektive ist. Er benötigt $165$ Erdenjahre, um die Sonne einmal zu umrunden. Auch Neptun ist wie Uranus von Eis bedeckt und erscheint dadurch blau. Neptun hat eine Oberflächentemperatur von $-201\,^{\circ}\pu{C}$ und hat $14$ bekannte Monde.

    Asteroidengürtel
    Die Berechnungen von Newton ergaben, dass zwischen den weit entfernten Bahnen des Mars und des Jupiter ein weiterer Planet zu finden sein muss. Allerdings findet man dort nur kosmischen Schutt, der die Sonne umrundet. Dieser Bereich wird als Asteroidengürtel bezeichnet. Unregelmäßig geformte Kleinplaneten nennt man Asteroiden.


    Dieses Video

    In diesem Video werden grundlegende Informationen über unser Sonnensystem erklärt. Es wird auf die Fragen eingegangen, warum ein Merkurtag länger ist als ein Merkurjahr und woher der Mars seine rote Farbe hat. Wenn du dich schon immer gefragt hast, warum Neptun und Uranus blau sind und woraus die Ringe des Saturn bestehen, dann findest du die Antworten in diesem Video und dem dazugehörigen Text. Auch auf die Frage, was ein Asteroidengürtel ist, wird eingegangen. Zusätzlich zu Video und Text findest du noch eine Übung zum Sonnensystem.

Transkript Sonnensystem

Damals entstand der Eindruck, das Sonnensystem sei eine Präzisionsmaschine. Mit Newtons Gleichungen ließen sich der Sonnenauf- und untergang und die Mondphasen vorausberechnen. Dieselben Gleichungen ermöglichen es, die Flugbahn einer Raumsonde zu kalkulieren. Früher konnte man mit einem Teleskop nur von der Erdoberfläche aus zum Himmel blicken. Heute können wir Sonden in den Weltraum schicken und andere Planeten aus der Nähe betrachten. Merkur ist so nah an der Sonne, dass man ihn mit freiem Auge kaum jemals sieht. 1975 sandte die Mariner-Sonde Daten zur Erde. Sie zeigten, dass der Merkur ein kleiner toter Planet ist. Und so langsam um seine eigene Achse rotiert, dass ein Merkurtag länger ist als ein Merkurjahr. Am Tag erreicht seine Oberflächentemperatur 350 Grad Celsius. Nachts fällt sie auf minus 170 Grad Celsius. Der nächste Planet von der Sonne aus gesehen ist die Venus. Der Abend- oder Morgenstern. Die Venus leuchtet so hell, weil sie in reflektierende Wolken gehüllt ist. Die Magellan-Sonde blickte mithilfe ihres Radarsystems durch die Venuswolken und offenbarte eine Gluthölle. Der Treibhauseffekt der Wolken sorgt für eine Temperatur von 450 Grad Celsius. Heißer als Merkur und heiß genug, um Blei zu schmelzen. Und dann der dritte Planet. Die Erde. Unsere Heimat. Aus dieser Entfernung erkennt man, Erde und Mond als Doppelplaneten. Unser Trabant war einst Teil der Erde und trennte sich von ihr nach einer kosmischen Kollision. Der nächste Planet von der Sonne nach außen gehend, ist der Schauplatz von Science Fiction Filmen. Der Mars. Die Mariner-Daten ergaben allerdings, dass es dort weder Marsmenschen noch flüssiges Wasser und nur eine dünne Atmosphäre gibt. Aber die Landschaft ist spektakulär. Gewaltige tausende Kilometer lange Schluchten klaffen in der Oberfläche des Mars. Die Größte davon würde von der Ost- bis zur Westküste der USA reichen. Die Vermutung, sie könnten durch fließendes Wasser entstanden sein, wurde im August 2008 von der auf dem Mars gelandeten Sonde Phoenix, bestätigt. Die rote Farbe seiner Oberfläche resultiert aus dem eisenoxid haltigen Sand. Der Mars rostet. Außerdem ragen hier Reste gewaltiger Vulkane auf. Darunter der größte Vulkankegel des Sonnensystems. Er ist dreimal so hoch wie der Mount Everest. Am bekanntesten sind wohl die Voyager-Sonden, die 1977 in Richtung Jupiter, des riesigen Gasplaneten, starteten. Der Jupiter ist so gewaltig, dass in ihm alle übrigen Planeten des Sonnensystems leicht Platz hätten. Er ist eine wirbelnde, siedende Sphäre aus Wasserstoff und Helium. Mit etwas Methan und Ammoniak. Über seine Oberfläche toben Wirbelstürme, die an Gewalt jeden irdischen Hurrikan übertreffen. Die Voyager-Sonde ließ den Jupiter hinter sich und flog weiter in Richtung Saturn. Des geheimnisvollen Ringplaneten. Die Ringe bestehen aus Eis und Gesteinsteilchen und sind möglicherweise Reste eines zertrümmerten Mondes oder Kometen. Jenseits des Saturns befindet sich Uranus. Ein Gigant aus Eis. Uranus bewegt sich anders als die übrigen Planeten. Er rollt, gleichsam liegend, um die Sonne. Seine Monde umkreisen ihn wie ein Riesenrad. Neptun, siebzehn Mal größer als die Erde, ist von der Sonne so weit entfernt, dass diese nur noch ein kleiner Lichtpunkt ist. Eine einzige Umrundung der Sonne auf seiner riesigen Umlaufbahn, dauert 165 Erdenjahre. Zwei Menschenleben. Wie Uranus, ist auch Neptun von Eis bedeckt. Und das ist so gut wie alles, was wir über ihn wissen. Newtons Berechnungen ergaben, dass sich zwischen den sehr weit voneinander entfernten Bahnen des Mars und des Jupiters ein weiterer Planet befinden sollte. Doch hier kreist kein Planet um die Sonne, sondern kosmischer Schutt. Das ist der Asteroidengürtel. Im Jahr 2001 gelang es sogar, eine Sonde auf dem Asteroiden Eros zu landen. Wir wissen nicht, wie viele Asteroiden es gibt. Ihre Größe reicht von der eines Mauerziegels bis zu der eines kleinen Mondes. Auf dieser Ebene beginnt die Uhrwerkmathematik zu versagen. Und es zeigt sich wieder, das Chaos. Newtons Berechnungen der Planetenbewegungen sind letztlich nur Annäherungen. Selbst die Beziehungen zwischen nur drei Planeten ähnlicher Größe sind so kompliziert, dass sie sich mit konventioneller Mathematik nicht mehr berechnen lassen. Was den Asteroidengürtel betrifft, ist jede Voraussage von vorneherein ausgeschlossen. Erst in jüngster Zeit wird uns erst allmählich klar, wie viele Asteroiden es gibt. Und wie nah manche der Erde kommen. Die bestehenden Grenzen der Wahrnehmung zu überschreiten, ist nicht immer beruhigend. Das sind Meteoriten. Steine aus dem All. Bruchstücke von anderen Welten. Sie waren Millionen, vielleicht sogar Milliarden Jahre durch das Sonnensystem geschwirrt. Und manche stammen womöglich von fremden Welten, außerhalb des Sonnensystems.

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