Sonnensystem

Die Sonne im Zentrum

Das Sonnensystem besteht aus der Sonne und allem, was ihre Schwerkraft auf Umlaufbahnen hält: Planeten, Monde, Zwergplaneten, Asteroiden, Kometen, Staub und Gas.

Die Sonne ist ein gewöhnlicher Stern mittleren Alters, eine riesige Kugel vor allem aus Wasserstoff und Helium. In ihrem Kern verschmelzen Wasserstoffkerne zu Helium und setzen dabei die Energie frei, die die Planeten erhellt und wärmt. Sie enthält etwa 99,8 Prozent der gesamten Masse des Systems, und in gewissem Sinn ist alles andere nur eine dünne Streuung von Resten.

Vier Gesteinsplaneten

Die vier inneren Planeten sind Merkur, Venus, Erde und Mars. Man nennt sie terrestrische Planeten, was einfach erdähnlich bedeutet: kleine, dichte Welten mit fester Gesteinsoberfläche und Metallkern.

Merkur ist der kleinste und sonnennächste. Venus ist in dichte Wolken gehüllt, die Wärme festhalten, und damit der heißeste Planet. Die Erde ist die einzige bekannte Welt mit Ozeanen aus flüssigem Wasser an der Oberfläche und mit Leben. Mars ist eine kalte Wüste mit dem größten bekannten Vulkan des Sonnensystems, Olympus Mons.

Vier Riesenplaneten

Jenseits des Mars kreisen die vier Riesen. Jupiter und Saturn sind Gasriesen, die überwiegend aus Wasserstoff und Helium bestehen und keine feste Oberfläche haben, auf der man stehen könnte. Jupiter ist so groß, dass mehr als 1.300 Erden in ihn hineinpassen würden.

Uranus und Neptun heißen Eisriesen. Mit Eis meinen Planetenforscher hier Wasser, Methan und Ammoniak, die einen großen Teil ihres Inneren ausmachen. Alle vier Riesen haben Ringe, wobei die des Saturn bei Weitem die hellsten sind, und alle besitzen große Familien von Monden.

Zwergplaneten und Plutos neue Bezeichnung

2006 legte die Internationale Astronomische Union, die Objekte im All benennt und einordnet, fest, was als Planet gilt. Ein Planet muss die Sonne umkreisen, massereich genug sein, um sich zu einer runden Form zusammenzuziehen, und seine Bahnumgebung von anderen ähnlich großen Objekten freigeräumt haben.

Pluto erfüllt die ersten beiden Regeln, teilt seine Zone aber mit vielen anderen eisigen Körpern. Daher kam er in eine neue Kategorie: Zwergplanet. Ausgelöst wurde die Entscheidung unter anderem durch die Entdeckung von Eris, einer fernen Welt, die etwa so groß ist wie Pluto.

Heute sind fünf Zwergplaneten offiziell anerkannt: Ceres im Asteroidengürtel sowie Pluto, Haumea, Makemake und Eris weiter draußen. Astronomen vermuten, dass im äußeren Sonnensystem noch viele weitere warten.

Gürtel und Wolken kleiner Körper

Zwischen Mars und Jupiter liegt der Hauptgürtel der Asteroiden, ein breiter Ring aus Gesteins- und Metallbrocken. Filme zeigen ihn oft dicht gedrängt, doch er besteht überwiegend aus leerem Raum. Raumsonden durchqueren ihn problemlos, und die Gesamtmasse des Gürtels beträgt nur wenige Prozent der Masse unseres Mondes.

Jenseits von Neptun, etwa 30 bis 50 AE von der Sonne entfernt, liegt der Kuipergürtel. Eine AE, die Astronomische Einheit, ist der mittlere Abstand zwischen Erde und Sonne, etwa 150 Millionen km. Der Kuipergürtel ist eine ringförmige Region eisiger Körper, und Pluto ist eines seiner größten Mitglieder. Die NASA-Sonde New Horizons flog 2015 an Pluto vorbei und später an einem kleineren Kuipergürtel-Objekt namens Arrokoth.

Viel weiter draußen umgibt vermutlich die Oortsche Wolke das Sonnensystem wie eine dicke Schale. Sie könnte bei etwa 2.000 AE beginnen und bis 100.000 AE oder weiter reichen. Gesehen hat sie noch niemand direkt. Auf ihre Existenz schließt man aus Kometen, die auf sehr langen Bahnen nach innen fallen und für einen Umlauf um die Sonne teils Tausende Jahre oder länger brauchen.

Ein Gefühl für die Größenverhältnisse

Abbildungen in Büchern rücken die Planeten eng zusammen und verbergen so, wie leer das Sonnensystem ist. Ein maßstabsgetreues Modell hilft.

Schrumpfen Sie die Sonne auf die Größe eines Wasserballs von etwa 60 cm Durchmesser. Die Erde wird dann zu einem Pfefferkorn in etwa 65 m Entfernung. Jupiter ist eine große Weintraube in etwa 340 m Entfernung, und Neptun eine kleine Murmel etwa 2 km vom Wasserball entfernt. Im selben Maßstab läge der nächste Stern Tausende Kilometer entfernt. Viele Orte haben solche begehbaren Planetenwege angelegt, und wer einen abläuft, bekommt ein echtes Gefühl für die Entfernungen.

Wie alles entstand

Vor etwa 4,6 Milliarden Jahren begann eine Wolke aus Gas und Staub in unserer Galaxie zu kollabieren, vielleicht angestoßen durch einen nahen explodierenden Stern. Beim Schrumpfen drehte sie sich schneller und flachte zu einer Scheibe ab, wobei der Großteil des Materials ins Zentrum fiel und zur Sonne wurde.

In der Scheibe klebten Staubkörner zu Kieseln zusammen, dann zu Felsbrocken, dann zu kilometergroßen Körpern. Nahe der jungen Sonne war es zu heiß für Eis, daher konnten dort nur Gestein und Metall Planeten bilden, weshalb die inneren Planeten klein und felsig sind. Weiter draußen gab es reichlich Eis, Kerne wuchsen schnell, zogen gewaltige Gasmengen an und wurden zu den Riesen.

Asteroiden, Kuipergürtel-Objekte und Kometen sind übrig gebliebene Bausteine. Deshalb untersuchen Forscher sie so genau: Sie bewahren Material aus der Frühzeit des Sonnensystems.