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Erfahren Sie, welch kosmisches Schauspiel sich im Sonnensystem abspielt. Wie Jupiter Kometen vom Rand unseres Sonnensystems entreißt und sie in unseren Nachthimmel schleudert. Wie die gnadenlosen Sonnenwinde Kometen in unzählige Meteoritenströme zersplittern lassen. Und wie aus einer kosmischen Katastrophe das Leben auf der Erde entstand. Alles was unser Sonnensystem einzigartig macht, können Sie im folgenden Artikel lesen.
Das Sonnensystem bildet sich aus mehreren Himmelskörpern: zunächst die Sonne, dann die sie umlaufenden Planeten mit ihren zugehörigen Monden. Zusätzlich gibt es kleinere Himmelskörper, wie Kometen, Asteroiden und Meteoriten. Der Rand des Sonnensystems bildet sich aus der sogenannten Oortschen Wolke. Und zuletzt füllt es sich mit feinem, galaktischen Sternenstaub.
Damit ist das Sonnensystem eins von 100-400 Milliarden Mitgliedern der Milchstraße mit seinem Sitz am nördlichen Rand, dem sog. Orionarm. Dort entstand es vor etwa 4,6 Milliarden Jahren als ein Nebel aus Gas und Staub, den umherirrenden Resten längst erloschener Riesensterne.
Die Druckwelle eines explodierenden Riesensterns führte den Nebel dazu, sich weiter zu verdichten. Aufgrund der steigenden Schwerkraft zog das dichte Zentrum es umkreisende Gas- und Staubmoleküle an. Der Nebel nahm die Form einer rotierenden Scheibe an an. Der Kern nahm an Druck und Temperatur zu. Schließlich schrumpfte der Nebel zu einer Proto-Sonne zusammen.
Das Schwerefeld der Akkretionsscheibe wechselte in eine protoplanetare Scheibe über. Das bedeutet, dass sich um die Protosonne herum kleinere Scheiben bildeten. Diese vereinten sich letztendlich zu größeren Protoplaneten. Das planetare Schwerefeld förderte wiederum die Entwicklung von Monden. Die restlichen Himmelsgestirne bildeten sich zu Kometen und Meteoriten. Einige der Asteroiden verlagerten sich ins Schwerefeld des Asteroidengürtels. Am Rand des Sonnensystems verblieb die Oortsche Wolke. Folglich entstand das Sonnensystem.
Im Folgenden erfahren Sie genaueres über jeden einzelnen Himmelskörper des Sonnensystems.
Die Sonne stellt den zentralen Stern des Sonnensystems dar. Da sie in sich rund 99% der Gesamtmasse des Sonnensystems vereint, bindet sie weitere Himmelsgestirne in ihr Schwerefeld. Somit kann kein Himmelskörper aus dem Sonnensystemheraustreten. Mit rund 1,4 Millionen km ist der Durchmesser der Sonne bedeutend größer als aller anderen Himmelsgestirne im Sonnensystem. Sie bildet die 700-fache Gesamtmasse aller acht Planeten.
Dennoch handelt es sich bei ihr um einen durchschnittlich großen Zwergstern. Ihre graduelle Erwärmung wird in etwa 5,5 Jahren dazu führen, dass sie zu einem Roten Riesen heranwächst. Ihre Lebenszeit beendet sie nach voraussichtlich insgesamt 14 Milliarden als Weißer Zwerg. Dies würde auch zu der Auflösung des Sonnensystems führen. Ohne die Sonnenstrahlung wäre die Entwicklung von Leben auf der Erde undenkbar.
Die Planeten verteilen auf einen inneren und einen äußeren Teil des Sonnensystems.
Im inneren Teil befinden sich die sogenannten terrestrischen Planeten. Terrestrisch bedeutet in diesem Zusammenhang soviel wie „der Erde ähnlich“. Folglich handelt es sich um Gesteinsplaneten, die einen nicht-gasförmigen Schalenaufbau aufweisen. Da sie der Sonne näher sind, kondensieren ihre Elemente, während der Sonnenwind die Gase in die äußeren Teile befördert. Terrestrische Planeten haben eine hohe Dichte an schwerem Material und rotieren entsprechen langsamer. Hierzu gehören in der Reihenfolge ihrer Nähe zur Sonne: Merkur, Venus, Erde und Mars. Inzwischen schreiben Planetologen diese terrestrische Eigenschaft auch weiteren Monden im Sonnensystem zu. Doch nur die Erde weist darüber hinaus auch Ozeane, also eine Hydrosphäre, auf.
Zu dem äußeren Teil des Planetensystems gehören die sogenannten Gasplaneten. Diese setzen sich größtenteils aus Helium und Wasserstoff zusammen. Im Vergleich zu den terrestrischen Planeten weisen sie eine geringere Dichte an schwerem Material auf, sodass sie schneller rotieren können. Dennoch vermuten Planetologen, dass sie einen dichten, festen Kern besitzen müssen, um genügend Schwerkraft aufbringen zu können. Zu diesen gehören wiederum derselben Reihenfolge nach: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Zu den Planeten…
Wie beim Mond der Erde handelt es sich bei Monden um Himmelskörper, die Planeten umkreisen. Monde entstehen entweder zusammen mit dem Planeten oder sie kommen später hinzu.
Bei ersterem folgen sie dem bekannten Scheibenschema. Innerhalb des Schwerefelds der Planeten bilden sich größere Staubklumpen, die sich letztendlich zu Monden entwickeln.
Bei letzteren handelt es sich um umherwandernde Asteroiden. Sobald sie ins Schwerefeld des Planeten geraten, folgen sie seiner Umlaufbahn und verbleiben dort. Desto schwerer der Planet ist, umso größer gestaltet sich seine Zugkraft auf Asteroide aus. Dementsprechend haben Merkur und Venus keine und Saturn und Jupiter über sechzig Monde.
Dagegen entstand der Mond der Erde durch einen Zusammenprall der Erde mit einem größeren Himmelskörper. Durch die Explosion schmolzen die Oberflächen beider Gestirne. Teile der Schmelzmasse sonderten sich in die Umlaufbahn der Erde ab, wo sie sich zu einer Kugel vereinten. Hierauf kühlte sich die Kugel ab und fungierte ab sofort als Mond. Dank dieses Aufpralls kam es zu der Entstehung der Hydrosphäre auf der Erde und mithin zur Entwicklung von organischem Leben. Hier geht es mit mehr Infos weiter zur Mondeseite
Kometen gehören zum Restbestand der Entstehung des Sonnensystems. Diejenige Materie, die nicht ins Schwerefeld der Planeten geriet und sich zu Monden entwickelte, verband sich und erstarrte in den äußeren und kälteren Bereichen des Sonnensystems zu gewaltigen Eisklumpen. Als Überbleibsel spielen Kometen eine wichtige Rolle für die Forschung hinsichtlich ihrer Entstehungsgeschichte.
Seine äußerliche Besonderheit liegt in seinem leuchtenden Schweif, weswegen er auch „Schweifstern“ genannt wird. Dieser Schweif erzeugt sich aus den Ausgasen in den Bereichen der Kometenbahn, die nahe an der Sonne sind.
Dabei unterscheidet man zwischen aperiodischen und periodischen Kometen. Aperiodische Kometen verfolgen eine Bahn, die sie nicht ins Beobachtungsfeld zurückkehren lässt. Periodische Kometen dagegen folgen einer Umlaufbahn, die sie ins Beobachtungsfeld wiederkehren lässt.
Ein Komet umfasst einen Durchmesser von 1-100 Kilometern. Würde somit ein Komet auf die Erde aufprallen, so würde dies den Untergang massenhafter Organismen zur Folge haben.
Meteorite sind Fragmente von kleinen Himmelskörpern. Sonnenwinde können Teile aus Kometen abtrennen, sodass diese in Meteoritenströme auseinandergehen. Auch kann die Anziehungskraft von massiveren Planeten Bruchstücke aus dem Asteroidengürtel absondern. Nicht zuletzt können Meteoriten auch durch Kollision von Himmelskörpern entstehen.
Meteoriten sind somit kleiner als Kometen und Asteroide. Zusammen gehören sie zu den Kleinkörpern des Sonnensystems. Dementsprechend geraten sie leicht in die Umlaufbahn größerer Schwerefelder innerhalb des Sonnensystems.
Von der Erde aus erscheinen sie als Sternschnuppen, sobald sie in die Hochatmosphäre geraten. Stärker leuchtende Meteoriten bezeichnet man als Feuerkugeln. Auf der Erde gibt es Überreste an Meteoriten vom Mars und vom Mond. Die bekanntesten Sternschnuppen-Schwärme sind die Perseiden und die Leoniden. Die Erde kreuzt ihre Umlaufbahn jeweils im August und im November.
Zwischen Mars und Jupiter, d.h. dem inneren und äußeren Teil des Sonnensystems liegt der sogenannte Asteroidengürtel. Hier haben sich mehrere kleinere Asteroide angesammelt. Den größten Asteroid bildet mit einem Durchmesser von 960km der Zwergplanet Ceres.
Dadurch dass Jupiter über eine größere Anziehungskraft verfügt als Mars, sind die Asteroiden ungleich verteilt. Mit etwa 70 % der Gesamtmasse der Planeten im Sonnensystem vermag es Jupiter die Bahnen dieser Asteroiden zu stören. Wäre seiner Anziehungskraft nicht gegeben, so hätte sich nach der Entstehung des Sonnensystems aus dem Asteroidengürtel auch ein Planet entwickelt.
Asteroiden, die einer ähnlichen Umlaufbahn folgen, nennt man Asteroidenfamilien. Wenn es zu Aufprällen kommt, sondern sich die Bruchstücke ab und bilden sich zu Gruppen. Bisher sind 9 dieser Gruppen erforscht, die sich in einen inneren, mittleren und äußerlichen Hauptgürtel unterteilen lassen.
Im äußersten Bereich des Sonnensystems soll sich die sogenannte Oortsche Wolke befinden, benannt nach ihrem vermeintlichen Entdecker Jan Hendrick Oort.
Oort ging davon aus, das sich dort Materie ansammele, die nach der Entstehung des Sonnensystems verblieben ist. Diese Überreste sollen die anziehungsstarken Planeten des äußeren Teils bis an den Rand des Sonnensystems befördert haben. Der Einfluss der Schwerefelder benachbarter Sternensysteme soll diese weiter zersplittert haben. Dennoch könnten sie nicht aus dem Schwerefeld des Sonnensystems vollends hinaus geschleudert werden. Somit bildeten sie nun eine kugelförmige Schale am Rand des Sonnensystems.
Es wird vermutet, dass für uns sichtbare Kometen aus der Oortschen Wolke entspringen. Die benachbarten Schwerefelder stören die Umlaufbahnen der Kometen, so dass ein Teil davon in den inneren Teil des Sonnensystems gerät. Diese erfasst man als langperiodische Kometen, die im Vergleich zu kurzperiodischen in Zeitspannen von mehrerer Tausend Jahren wiederkehren.
Nach wie vor gibt es lediglich indirekte Befunde, welche die Existenz der Oortschen Wolke beweisen. Hier gibt es weitere Infos zur Oortschen Wolke
Staub bzw. Sternenstaub stellt mikroskopische Materie dar. Er entsteht aus Sternenexplosionen, sogenannten Novae bzw. Supernovae. Es handelt sich also um ungebundene Materie, die sich nicht zu Himmelsgestirnen verbunden hat. Aus einer gewaltigen Menge an Staub entwachsen die genannten Nebel, aus denen auch unser Sonnensystem entstanden ist.
Anhand seiner chemischen Beschaffenheit können Forscher herausfinden, um welches Entwicklungsstadium es sich bei Sternen handelt. Dadurch können sie nicht nur die Entstehung des Sonnensystems betrachten, sondern auch die Zeit davor erschließen. Durch ein Röntgenteleskop können sie Staub in unserem Sonnensystem untersuchen. Bei der sogenannten Stardust-Mission konnten sogar Staubproben aus dem Kometen „Wild 2“, der aus der Oortschen Wolke kam, entnommen werden.
Dennoch weist Sternenstaub viele offene Fragen auf. Was wir bisher über die Entstehung von Sternsystemen wissen, kann nicht alle Phänomene des Weltraums erklären. Somit bleibt das Sonnensystem weiterhin ein großes Mysterium.