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Das Sonnensystem

Einleitung

Galaxien

Es sind Sternensysteme mit Milliarden von Sternen. Sie rotieren um ihre Achse. Im Zentrum besitzen sie mehr Sterne und es sieht auch verdichtet und dicker aus, das nennt man Bulge. Es gibt viele Formen von Galaxien. Z.B. können vom Zentrum mehrere Spiralarme ausgehen, oder Galaxien können auch wie Ellipsen aussehen. Es gibt unter ihnen auch Kombinationen bis zu sehr exotischen Formen.

Die Milchstrasse

Ist ein Teil unserer Galaxie, den wir von der Erde aussehen.

Sonne und Planeten

Die Sonne ist unser nächster Stern. Sie, wie andere Sterne auch, rotiert um unsere Galaxie und braucht dafür 225 Mio. Jahre, diese Zeitspanne nennt man auch ein Kosmisches Jahr. Die Planeten sind viel kleiner als die Sonne und sie leuchten nicht von selber, sondern sie reflektieren das Licht des Sterns, in diesem Fall die Sonne. Sie kreisen (rotieren) um die Sonne. Die Monde sind kleiner als die Planeten und umkreisen. Sie reflektieren auch das Licht der Sonne.

Sonne

Sonne mit Flecken

Klassifizierung

Stern (Hauptreihe G2)

Sonnendurchmesser

1'392'000 km

Umdrehungszeit

30 Tage

Max. Oberflächentemp.

6100°C

Min. Oberflächentemp.

3870°C

Kerntemperatur

15 Mio.°C

Betrachten wir unser Kraftwerk Sonne etwas näher. Seit langem weiss man, dass bei senkrechter Einstrahlung ein m² der Erde von der etwa 150 Mio. km entfernten Sonne rund 1,4 kW erhält. Die Sonne gibt im Gesamten 3,83 mal 1023 kW Energie ab.Könnte man einen m² Energie der Sonne in einer Sekunde speichern, wäre die Welt für die nächsten 900'000 Jahre mit Energie versorgt. Durch die hohe Dichte und Temperatur im Kerninneren der Sonne fusionieren 4 Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern um und strahlt dabei Energie ab. In einer Sekunde verliert die Sonne 4 Mio. t an Masse, weil sie 564 Mio. t Wasserstoff in 560 Mio. t Helium umwandelt und den Rest als Energie abstrahlt. Selbst wenn die Sonne noch 20 Mia. Jahre mit der heutigen Stärke strahlen würde, hätte sie erst ein 1/1000 ihrer Masse verloren.

Wenn sie ihre Wasserstoffvorräte im Kerninnern nach 5 Mia. Jahre verbraucht hat, wird sie zu einem roten Riesen anschwellen. Die Temperatur auf der Erde wird rekordartig auf 200°C steigen, später wird die Sonne grösser als die Erdumlaufbahn und wird die Erde verschlingen. Im Kerninnern steigen die Temperaturen rekordartig, die Sonne fusioniert dann Helium zu Berilium, Berilium zu Kohlenstoff, Kohlenstoff zu Sauerstoff, immer schwerere Elemente bis zum Eisen, dass sie nicht mehr weiter umwandeln kann. Jetzt stirbt der Stern, die aüsseren Gashüllen werden als Sternbild abgestossen und es entsteht ein Planetarischer Nebel (siehe nebenstehendes Bild). Der zentrale Stern verdichtet sich durch die Schwerkraft (er fällt in sich zusammen, weil das Gleichgewicht nicht mehr da ist zwischen Ausstoss von Energie und der Schwerkraft).Er wird zu einem unglaublich verdichteten klein, weissen Zwerg (ein Stecknadelkopf wiegt etwa so viel wie ein Schiffsdampfer). Im Laufe der nächsten Mia. Jahre kühlt er sich langsam aus und wird zu einem schwarzen Zwerg.

Planetarischer Nebel

Merkur

Merkur

Durchmesser

4878 km

Masse

0,005 Erdmassen

Dauer eines Tages

117 Erdtage

Dauer eines Jahres

0.616 Erdjahre

Anzahl der Monde

0

Max. Oberflächentemp.

+427°C

Min. Oberflächentemp.

-212°C

Merkur, der zweitkleinste Planet im Sonnensystem, ist der Sonne am nächsten. Er ist eine ausgedörrte, entstellte Welt. Wegen seiner Sonnennähe ist er nur schwer zu erkennen; nämlich kurz vor Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang. Sogar durch ein Fernrohr enthüllt Merkur nur Phasen wie die Mondphasen. Merkur hat eine zerfurchte Oberfläche mit vielen Kratern. Merkur hat viel mehr Meteoriteneinschläge abbekommen als der Mond. Die Meteoriten schlugen, bei ihrem Fall zur Sonne, in Merkur ein. Da Merkur so viel keiner ist als die Erde und eine etwa 2,6mal kleinere Schwerkraft aufweist als die Erde war es eine Überraschung, als man herausfand, dass seine mittlere Dichte fast der Erde gleicht. Der Kern ist sehr gross und reich an Eisen und Nickel, er hat etwa Mondgrösse und macht Merkur zu dem mineralreichsten Planten unseres Sonnensystems. Wegen seiner geringen Schwerkraft, soll er seine Atmosphäre schon lange verloren haben. Als einziges ist nur noch eine extrem geringe Menge Helium nachzuweisen, die vom Sonnenwind stammt.

Venus

Venus

Durchmesser

12'104 km

Masse

0,819 Erdmassen

Dauer eines Tages

117 Erdtage

Dauer eines Jahres

0.616 Erdjahre

Anzahl der Monde

0

Max. Oberflächentemp.

+482°C

Min. Oberflächentemp.

+446°C

Venus ist ungefähr gleich gross wie die Erde. Im Fernrohr sieht man Venus als Sichelgestalt. Wegen der dichten Bewölkung sieht man von der Erde aus auf ihr keine Oberflächendetails. Auf ihr herrschen Höllentemperaturen. Dies lässt sich sehr einfach erklären: Venus ist von einer Atmosphäre umgeben, die zum grössten Teil aus Kohlendioxid besteht. Durch einen von den Wolken und der dichten Kohlendioxidatmosphäre verursachten "Treibhauseffekt” liegt die Temp. über 450°C. Der Luftdruck dürfte bei Venus 100 Erdenatmosphären haben. Sie rotiert wie Merkur sehr langsam; ein Umlauf um die Sonne dauert weniger lang als eine Drehung um die ihre eigene Achse. 

Erde

Erde

Durchmesser

12'757 km

Masse

5977 Trillionen t

Dauer eines Tages

23 h 56 min

Dauer eines Jahres

365,248 Tage

Anzahl der Monde

1

Max. Oberflächentemp.

+58°C

Min. Oberflächentemp.

-83°C

Die Erde, unser Heimatplanet ist ungefähr gleich gross wie die Venus, sie befindet sich zwischen der Venus und dem Mars und ist ca. 150 Mio. km von der Sonne entfernt. Sie wird von einem Mond umkreist. 

Mars

Mars

Durchmesser

6786 km

Masse

0,107 Erdmassen

Dauer eines Tages

1.03 Erdtage

Dauer eines Jahres

1.88 Erdjahre

Anzahl der Monde

2

Max. Oberflächentemp.

+27°C

Min. Oberflächentemp.

-126°C

Dieser Planet fällt bereits dem nacktem durch sein rotes Leuchten auf. Durch die Landung der «Viking»-Sonden wurde die Vermutung bestätigt, dass die rote Farbe vom Eisenoxid (Rost) herkommt. Mars hat viele Krater, ausgetrocknete Flusstäler, die auf ein früheres, feuchteres Klima hinweisen. Hauptmerkmal dieses Planeten sind seine Polkappen die aus Wassereis und gefrorenem Kohlendioxid bestehen. Auch unter der Oberfläche befindet sich Wasser. Markant sind seine Staubstürme, die manchmal den fast den halben Planeten bedecken können. Meistens ist es aber auf Mars klar und man sieht viele Details wegen seiner dünnen, durchsichtigen Atmosphäre. Der höchste Vulkan auf ihm, der Olympia, ist 3mal höher als der Mount Everest. Er besitzt nach neuen Erkenntnissen auch eine hauchdünne, aber stetig wachsende Ozonschicht. Seine Jahreszeiten sind fast gleich der Erde, weil er eine ähnliche Achsenneigung hat und fast gleich schnell rotiert wie die Erde. Mars hat zwei kartoffelartige Monde; Phobos hat einen max. Durchmesser von 27 km und Deimos einen max. Durchmesser von 13 km.

Jupiter

Mars

Durchmesser

134'000 km

Masse

317,9 Erdmassen

Dauer eines Tages

0,41 Erdtage

Dauer eines Jahres

11,86 Erdjahre

Anzahl der Monde

16

Max. Oberflächentemp.

-118°C

Min. Oberflächentemp.

-129°C

Er ist der grösste Planet mit einem Durchmesser von ca. 134'000 km. Man könnte 1318 Erdkugeln in ihm verschwinden lassen! Seine Atmosphäre die eine Dicke von 16'000 km aufweist, enthält hauptsächlich Wasserstoff und Helium. Es wird auch ein kleiner Kern aus Metallen und Steinen vermutet. Jupiter ist damit mit einem frei schwebendem Schneeball (aus gefrorenen Gasen) zu vergleichen, der sehr schnell um seine Achse rotiert. Ein Punkt auf dem Äquator bewegt sich mit 45'720 km/h. Diese schnelle Rotation verursacht die starke Polabplattung und auch die bänderartigen Wolkenstreifen in der Atmosphäre. Neben diesen Erscheinungen weist Jupiter auch eine Besonderheit auf: den grossen, roten Fleck. Hier handelt es sich vermutlich um einen Wirbelsturm, der 40'000 km mal 13'000 km gross, die Erde würde dreimal nebeneinander hineinpassen! Jupiter wird von sehr vielen Monden umkreist, bis jetzt wurden 16 entdeckt. Die drei grössten, Io, der einen aktiven Vulkanismus besitzt, Europa und Ganymed. 

Saturn

Saturn

Durchmesser

120'000 km

Masse

95,2 Erdmassen

Dauer eines Tages

0,44 Erdtage

Dauer eines Jahres

29,46 Erdjahre

Anzahl der Monde

23

Max. Oberflächentemp.

-179°C

Min. Oberflächentemp.

-184°C

Er ist der zweitgrösste Planet des Sonnensystems. Wegen seiner Dichte würde er im Wasser schwimmen. Er besitzt ein einzigartiges Ringsystem. Es handelt sich dabei keineswegs um eine starre Scheibe, sondern um viele Asteroiden, auch Kleinplaneten genannt (kleine Gesteins- und Eisbrocken), die um den Planeten kreisen. Die Ringe haben einen Durchmesser von ca. 278'000 km und eine Dicke von ca. 2-3 km. Dies bringt es mit sich, dass die Ringe vollkommen unsichtbar sind, wenn der Saturn sich in der Stellung zur Erde befindet, wo wir nur noch auf die Kante der Ringe schauen können. Dies ist etwa alle 15 Jahre der Fall, zuletzt 1995. Sonst ist Saturn ähnlich dem Jupiter. Die Wirbelstürme sind kürzer als bei Jupiter, weil er eine ruhigere Atmosphäre besitzt. Wie Jupiter strahlt er mehr Wärme ins All, als er von der Sonne erhält. Der grösste Saturnmond, Titan ist der zweitgrösste Mond des Sonnensystems und grösser als der Planet Merkur, er hat eine dichte, unsichtbare Atmosphäre. Sein Durchmesser ist 5140 km.

Uranus

Uranus

Durchmesser

52'400 km

Masse

14,6 Erdmassen

Dauer eines Tages

0,72 Erdtage

Dauer eines Jahres

84 Erdjahre

Anzahl der Monde

15

Max. Oberflächentemp.

-208°C

Min. Oberflächentemp.

-212°C

Uranus ist ein weiterer Gasplanet, er ähnelt Neptun (zweitletzter entdeckter Planet) im Aufbau. Er sieht aus wie eine blaugrüne Gaskugel mit wenigen Wolkengebilden. Er hat ein Ringsystem, aber es ist nicht so ausgeprägt wie bei Saturn. Im Vergleich zu den übrigen Gasplaneten erscheinen die Atmosphäre und die Wolkenstruktur bemerkenswert ruhig, was man hier auf dem Foto auch sieht. Es gibt keine Stürme und Wirbelbildungen. Der Grund ist, dass er keine Wärmequelle hat. Er ist ganz auf die Sonne angewiesen. Es sind 15 Monde bekannt darunter 10 aus Gas und Gestein. Unter den grössten Monden fällt Miranda auf, weil er mit einer Kollision mit einem anderen Himmelskörper fast zertrümmert worden wäre. 

Neptun

Neptun

Durchmesser

49'528 km

Masse

17,2 Erdmassen

Dauer eines Tages

0,67 Erdtage

Dauer eines Jahres

165 Erdjahre

Anzahl der Monde

8

Max. Oberflächentemp.

-219°C

Min. Oberflächentemp.

-221°C

Der achte Planet des Sonnensystems, ist ein riesiger Gasplanet. Er hat auch ein Ringsystem. In der Zeit von 1979 bis 1999 ist er der äusserste Planet des Sonnensystems, weil Pluto eine derart exzentrische Umlaufbahn hat, dass er in diesen Jahren innerhalb der Neptunbahn liegt, obwohl Pluto der äusserste Planet ist. Der Neptun hat viele mächtige Wolkengebilde und starke Wirbelstürme, ähnlich dem Jupiter und Saturn. Das Methan in der Atmosphäre bewirkt, dass Neptun blau aussieht. Die meisten der acht Monde sind kleine Gesteinskörper. Einer davon, Triton, bildet eine merkwürdige Welt für sich. Er weist ausgeprägte Jahreszeiten und hat einen merkwürdigen Geysir artigen Vulkanismus, bei dem zum Beispiel flüssiger Stickstoff hochgepresst wird. 

Pluto

Pluto

Durchmesser

2345 km

Masse

0,002 Erdmassen

Dauer eines Tages

6,39 Erdtage

Dauer eines Jahres

247 Erdjahre

Anzahl der Monde

1

Max. Oberflächentemp.

-223°C

Min. Oberflächentemp.

-234°C

Pluto ist der letzte entdeckte Planet unseres Sonnensystems, er ist 5,95 Mia. km von der Sonne entfernt und besitzt eine stark exzentrische Bahn. Pluto besteht ¾ aus felsigem Material, Charon sein Mond ist aber ein Körper aus gefrorenen Gasen. Das passt zur Theorie zur Entstehung dieses «Doppelplanetensystems»: Durch den Zusammenstoss des früheren «Proto-Charon» mit einem früherem eisreichen «Proto-Pluto», der dabei einen Grossteil seines Eismantels einbüsste, während Charon eine Eiskugel blieb. 

Autor

Thomas Arnold, Jungmitglied

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