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Das Sonnensystem Allgemeines Einleitung Unser Sonnensystem Die Sonne Was ist was? Raumforschung Innere Planeten Merkur Venus Erde Mars Asteroidengürtel Äußere Planeten Jupiter Saturn Uranus Neptun Zwergplaneten Pluto Ceres Eris Weitere Objekte Kometen Kuipergürtel Oortsche Wolke Glossar Copyright

Hast du dich jemals über die Dinge am Himmel gewundert? Die Sonne, der Mond oder die Sterne? Menschen beobachten den Himmel schon seit langer Zeit um herauszufinden, was dort draußen ist. Wir versuchen mit neuen Wegen das Lernen zu gestalten.

Planeten sind große Kugeln aus Gestein oder Gas, die sich zwischen den Sternen bewegen. Wir leben auf einem, den wir Erde nennen. Sie bewegt sich um einen Stern, den wir Sonne nennen. Es gibt mindestens 7 andere Planeten, die sich um unsere Sonne bewegen, so wie viele andere kleinere Dinge auch. Alle diese Sachen zusammen werden System genannt. Das lateinische Wort für die Sonne ist Sol, im Englischen steht es für Solar System und im Deutschen nennen wir es Sonnensystem.

Vor langer Zeit haben die Menschen nicht verstanden, dass sich die Planeten und andere Dinge im Sonnensystem um die Sonne bewegen. Sie dachten, dass sich alles um die Erde herum bewegt, einschließlich der Sonne. Das erschien natürlich, weil wir nicht spüren, dass sich die Erde bewegt, nicht wahr?

Jedenfalls, vor etwa 500 Jahren, behauptete ein Mann namens Kopernikus, dass sich alle Planeten um die Sonne bewegen. Nach weiteren 100 Jahren begann Galileo den Himmel mit einer neuen Erfindung zu beobachten: einem Teleskop. Er zeigte, dass es ganz normal ist, dass sich die Planeten um die Sonne bewegen. Später begannen immer mehr Menschen damit, mit einem Teleskop den Himmel zu beobachten. Sie begannen zu lernen, wie sich die Planeten und die anderen Dinge im Sonnensystem bewegten.

Jetzt schicken wir Raketen in den Weltraum, um mehr zu erfahren. Astronauten reisen um die Erde. Einige von ihnen landeten auf dem Mond. Roboter können zu anderen Planeten fliegen und fotografieren. Wir können Dinge sehen, von denen Astronomen wie Kopernikus oder Galileo nur träumen konnten.

Wir können mächtige Teleskope benutzen, um zu sehen, was auf anderen Sternen geschieht. Wir vergleichen Fotos von entfernten Sternen mit Fotos der Sonne. Wir können tausende Bilder der Planeten analysieren, um mehr über die Erde zu lernen. Wir wollen viel von den vielen Dingen in unserem Sonnensystem lernen, um uns vorzustellen, wie es vor langer Zeit entstand. Wir könnten dadurch auch vermuten, was damit in später Zukunft passieren könnte.

[Bearbeiten] Was ist das Sonnensystem?

Das Sonnensystem. Es zeigt die Sonne, die inneren Planeten, den Asteroidengürtel, äußere Planeten und einen Kometen. Es zeigt nicht die wahren Größen.

Im Zentrum des Sonnensystems befindet sich die Sonne. Sie ist ein Stern, wie Milliarden anderer Sterne am Himmel. Die anderen Sterne sind aber so weit von uns entfernt, dass sie ganz klein aussehen. Die Sonne ist wichtig für uns, weil sie uns Wärme, Licht und Energie gibt um zu leben. Ohne die Sonne gäbe es also kein Leben auf der Erde!

Viele dieser Planeten haben Monde. Ein Mond ist wie ein kleiner Planet innerhalb des Planeten. Der Merkur hat keinen Mond, die Erde einen und der Jupiter hat 63!

Die der Sonne am nächsten gelegenen Planeten werden die Inneren Planeten genannt. Das sind Merkur, Venus, Erde und der Mars. Dahinter kommt ein großer Ring von Asteroiden, das sind Brocken von Gestein, die viel kleiner sind als ein Planet. Dieser Ring wird Asteroidengürtel genannt. Anschließend kommen die äußeren Planeten: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Neben den Planeten gibt es noch die Zwergplaneten. Die sind zu klein, um richtige Planeten zu sein. Der Begriff Zwergplanet wurde erst 2006 von den Wissenschaftlern definiert. Einen der Zwergplaneten kennst Du vielleicht: es ist Pluto. Der wurde früher noch Planet gennant. Es gibt momentan noch zwei weitere Zwergplaneten: Ceres und Eris. Die Astronomen meinen, dass sie noch viele weitere entdecken werden.

Hinter dem Orbit des Neptuns gibt es einen weiteren großen Ring, ähnlich dem Asteroidengürtel, den Kuipergürtel. Gesprochen: \\\Keupa\\\, Kuiper war der Nachname der Person, die als erstes über diesen Asteroidengürtel schrieb. Die meisten Körper des Kuipergürtel sind im Teleskop nur sehr schwer zu erkennen.

Hinter dem Kuipergürtel befindet sich die Oortsche Wolke. Die Wissenschaftler vermuten, dass das der Ort ist, woher die Kometen kommen. Er ist sehr weit von der Sonne entfernt, viel, viel weiter als der Pluto, mehr als 1000 mal so weit. Er ist nahe am Rand unseres Sonnensystems. Und ja, "Oort" war der Nachname des ersten Menschen, der über diese Wolke etwas schrieb.

Zwischen all diesen Dingen befindet sich Staub. Die Staubteilchen sind sehr weit voneinander entfernt, aber sie leuchten im Licht der Sonne. Vor Sonnenaufgang im September oder Oktober kann man sie im Osten glühen sehen. Wir nennen es das Zodiakallicht, wenn sich die Staubkörner zwischen der Erde und der Sonne befinden und Gegenschein, wenn sich die Staubkörner auf der anderen Seite der Erde befinden.

Wenn Teile des Staubes auf die Erdatmosphäre treffen, dann leuchten sie hell auf. Wir nennen das Sternschnuppen oder Meteoriten.

Dahinter ist ein großer leerer Raum ohne Luft oder andere Sachen. Der unserer Sonne nächstliegende Stern ist tausende Male weiter weg als unser gesamtes Sonnensystem groß ist. Das Universum ist ein wirklich riesiges Gebilde!

[Bearbeiten] Was hält das Sonnensystem zusammen?

Warum umkreisen die Planeten die Sonne? Warum umkreisen Monde Planeten? Warum macht sich die Sonne nicht davon und lässt die Planeten hinter sich? Die Antwort auf all diese Fragen haben mit der Gravitation zu tun. Die Gravitation ist die Erdanziehungskraft, die eine Eigenschaft der Masse ist. Das Gewicht eines Gegenstandes zieht die Masse nach unten, der Gegenstand fällt, weil er von der Erde angezogen wird. Auch anderere Planeten haben eine Gravitation.

Wir spüren die Kraft der Sonne nicht, weil sie so weit entfernt ist. Aber die Gravitation der Sonne ist groß genug, um die Erde nicht wegfliegen zu lassen. Obwohl sich die Erde so schnell bewegt, bleibt sie auf der Bahn um die Sonne. Es ist so, als wären sie unsichtbar aneinander festgebunden. Genauso bewegen sich auch Monde um viele Planeten, die ihrerseits ihrer Umlaufbahn folgen. Sie werden durch Gravitation an ihrem Platz beim Planeten festgehalten, bevor sie in den Einflußbereich des nächsten Planeten kommen und von diesem angezogen werden. Um nicht mit diesen Planeten zu kollidieren, gibt es wegen der Geschwindigkeit der Rotationen eine entgegenwirkende Kraft, die Fliehkraft. Dieser Kreislauf setzt sich fort. Die Sonne steht selber nicht an einem Platz. Das ganze Sonnensystem umkreist das Zentrum unserer Galaxie. Aber das Ganze, was das alles zusammenhält, ist die Kraft der Gravitation und die Fliehkraft, die der Graviation entgegen wirkt.

[Bearbeiten] Über Gravitation, Masse und Gewicht

Masse ist das, woraus alle Dinge bestehen. Im physikalischen Sinne bezeichnet die Masse das Gewicht eines Gegenstandes. Zwei Bananen haben die doppelte Masse einer Banane. Je mehr Masse eine Sache hat, desto mehr wird es von der Gravitation angezogen und desto stärker zieht seine Gravitation andere Objekte an. Wir verspüren nicht die Anziehungskraft einer Banane, weil sie so sehr viel kleiner ist als die Kraft, mit der uns die Erde anzieht. Wenn Du auf dem Boden stehst und die Banane einfach loslässt, so wird die Gravitation sie Richtung Erdmittelpunkt ziehen. Sie wird auf den Boden fallen. Wenn Du die Banane nur stark genug im richtigen Winkel werfen würdest, so würde sie die Erde umkreisen. So bringen Raketen Astronauten in den Weltraum. Wenn Du die Banane noch viel viel stärker in die richtige Richtung werfen würdest, dann würde sie von der Erde wegfliegen und nie wieder zurückkommen - aber unsere Arme sind nicht so stark.

Die Kraft der Gravitation aller Dinge ist umso stärker, je näher man dran ist, und um so schwächer je weiter man weg ist. Wissenschaftler benutzen das Gewicht, wenn sie beschreiben wollen, wie stark die Gravitation auf uns wirkt. Die Astronauten wiegen auf dem Mond viel weniger als auf der Erde, weil der Mond eine sehr viel kleinere Masse als die Erde hat. Folglich ist auch dessen eigene Gravitation kleiner, er zieht nicht so doll. Jeder Himmelskörper besitzt eine eigene Gravitation. Auf einem hohen Berg wiegen wir ein klein bisschen weniger als an einem viel niedrigeren Punkt. Das ist so, weil wir auf dem Berg viel weiter vom Erdmittelpunkt, respektive Erdkern entfernt sind.

Ein ganz anders Beispiel aus dem täglichen Leben: Ein Volleyball, der sich dreht, also einem Spin folgt, entwickelt über den Reibungskoeffizienten eines rotierenden Gegenstandes eine Kraft, die Zentrifugalkraft genannt wird. Der Ball bleibt deshalb in der Luft, weil der Zentrifugalkraft eine andere mehr oder weniger gleich starke Kraft, die Fliehkraft zugeordnet wird. Also physikalisch gesehen gilt Zentrifugalkraft abzüglich Fliehkraft ergibt Geschwindigkeit.

Die muss größer sein als die Gravitation, damit der Gegenstand fliegt. Wird sie kleiner, gerät sie in den Einflussbereich der Erdanziehung und fällt zu Boden. Man spricht auch vom Newton'schen Kräfteerhaltungssatz:

Bei Verwendung von SI-Einheiten (m in kg, r in Meter, v in Meter pro Sekunde) ergibt sich der Betrag in Newton. Die Zentripetalkraft ist nach innen gerichtet und wirkt stets senkrecht zur Bahn des Körpers. Die Zentrifugalkraft hat den gleichen Betrag und ist nach außen gerichtet

[Bearbeiten] Wer entdeckte das Sonnensystem?

Jeder, der nach oben in den klaren Himmel sieht, kann sieben helle Objekte sehen. Das sind unsere Sonne, unser Mond, der Merkur, die Venus, der Mars, der Jupiter und der Saturn. Menschen wussten schon seit langer Zeit von ihnen. Die Griechen und Römer glaubten, dass sie mit den Göttern verbunden seien. In Babylon hatte man die Tage der Woche nach ihnen benannt. Fast jeder war sich sicher, dass alle Dinge die Erde umkreisen. Sie wussten nicht, dass wir in einem Sonnensystem leben.

Im Jahr 1543 fand Nicholaus Kopernikus heraus, dass die Planeten die Sonne umkreisen. Nur der Mond umkreist die Erde. Aber Kopernikus hatte die meiste Zeit seines Lebens Angst, das zu sagen.. Dann richtete aber Galileo Galilei sein Teleskop gen Himmel. Er fand Monde, die den Jupiter umkreisten. Er war sich sicher, dass Kopernikus mit seiner Idee recht hatte und bekam große Schwierigkeiten, als er das sagte. Es brauchte 70 Jahre, um die Wissenschaftler davon zu überzeugen, dass die Planeten die Sonne umkreisen. Aber heute versteht fast jeder, dass wir in einem Sonnensystem leben.

Die Menschen bauten bessere Teleskope und fanden noch viel mehr Dinge im Himmel - Monde, Planeten, Asteroiden. Selbst heute werden weitere Dinge gefunden. Erst vor Kurzem fanden Astronomen Dinge wie etwa den Pluto. Eines wird 2003 UB₃₁₃, genannt und ist größer als der Pluto. Seit August 2006 werden diese dem Pluto ähnlichen Objekte Zwergplaneten genannt.

[Bearbeiten] Wie erforschten wir das Sonnensystem?

Das Bild der Sonne erscheint auf einem Blatt Papier(Jahr 1625). Lass niemals die Sonne direkt in Deine Augen leuchten!

Die Voyager-2 Sonde.

Bevor das Teleskop erfunden wurde, erforschten die Menschen den Himmel mit bloßen Augen. Sie sahen, wie die Planeten über den Himmel wanderten. Sie lernten vorherzusagen, wo die Sonne, der Mond und die Planeten am Himmel zu finden sein würden. Sie bauten Observatorien -- das sind Plätze, um den Himmel zu beobachten. Sie beobachten die Sonne und die Sterne, um die Zeit im Jahr zu wissen. In China wusste man sogar, wann der Mond die Sonne verdeckt.. Die meisten Menschen dachten, dass Himmelskörper Kriege oder Frieden auf der Erde auslösen können.

Nachdem das Teleskop zum ersten Mal gebaut wurde, wurde es von den Menschen immer mehr verbessert. Astronomen sahen, dass die Planeten nicht wie die Sterne sind. Es gibt Welten wie die Erde. Sie konnten sehen, dass einige Planeten Monde hatten. Die Menschen begannen darüber nachzudenken, wie diese Welten aussehen würden. Als erstes dachten einige, dass die anderen Planeten und Monde auch von Menschen oder Tieren bewohnt seien. Sie überlegten, wie es wäre, auf einer der anderen Welten zu leben. Dann bauten sie noch bessere Teleskope und sahen, dass es keine Pflanzen oder Tiere auf dem Mond gibt oder gar auf dem Mars.

Der Astronaut Buzz Aldrin auf dem Mond.

Jetzt können wir die anderen Welten erforschen, indem wir dorthin reisen. Insgesamt zwölf Astronauten waren vor 30 Jahren auf dem Mond spazieren. Sie brachten Gestein und Staub zurück auf die Erde. Sonden flogen an den Planeten Venus, Mars und an den äußeren Planeten vorbei. Die Bilder, die sie machten, zeigten uns das meiste, was wir heute über diese Planeten wissen. Roboter landeten auf dem Mars im Jahr 1971, 1976, und 1997. Sie machten tausende Bilder vom Planeten. Zwei Roboter-Sonden, "Spirit" und "Opportunity", arbeiten noch immer auf dem Mars. Sie senden uns Fotos und Videos zurück zur Erde. Außerdem untersuchen sie, woraus die Steine und das Gestein auf dem Mars bestehen.

Bis jetzt haben wir noch kein Leben gefunden, außer auf der Erde. Vielleicht lebten einst kleine einzellige Lebewesen auf dem Mars. Vielleicht gibt es Leben unter dem Eis auf Europa, einem der Monde des Jupiters. Neue Missionen sind geplant, um zu erforschen, ob es auf diesen Welten irgendwo Leben gibt.

[Bearbeiten] Wie ist es entstanden?

Unser Sonnensystem ist ein Teil der Milchstraßengalaxie. Galaxien sind große Ansammlungen von Staub, Gasen, Sternen und anderen Himmelskörpern. In unserer Milchstraßengalaxie gibt es Wolken von Staub und Gas, in der neue Sterne entstehen. Unser Sonnensystem entstand in einer Wolken. Ein Teil dieser Wolke wurde kleiner und weniger weit verteilt. Es bildete sich eine dicke, sich drehende Scheibe von Gas und kleinen Staubteilchen. Diese Scheibe war in der Mitte am dicksten. Langsam stürzte die Mitte ein, bis daraus eine Sonne wurde. Wir erforschen immer noch, wie sich die Planeten gebildet haben. Die meisten Wissenschaftler glauben, dass sie aus dem übriggebliebenen Gas und Staub entstanden.

Die Sonne und die Planeten bilden sich aus einer Scheibe aus Schmutz und Gasen.

So könnte es gewesen sein. Der Rest der Scheibe drehte sich weiter um die Sonne. Die kleinen Teilchen stießen miteinander zusammen, und einige blieben haften. So entstanden aus dem Staub nach und nach Körnchen, die ihrerseits Klumpen in Kiesgröße bildeten, dann Kiesel und dann Steine. Die Zusammenstöße der Steine bildeten Felsen, und aus zusammenstoßenden Felsen wurden noch größere Dinge. Diese großen Gebilde fegten die übrigen Reste zusammen und bildeten Planeten, Monde und Asteroiden.

Die Sonne wurde immer heißer, als sie kollabierte. Sie begann zu strahlen. Die Temperatur im Zentrum erreichte eine Temperatur von einer Million Grad. Die Sonne begann damit, eine Menge Licht und Wärme zu erzeugen. Das Licht und die Wärme verdrängten den meisten verbliebenen Staub und das Gas zwischen den inneren Planeten. Das Licht und die Wärme sind das Sonnenlicht, was wir jeden Tag auf der Erde sehen und fühlen können.

[Bearbeiten] Was passiert mit unserem Sonnensystem?

Der massive schnell alternde Stern Eta Carinae stößt eine riesige Gaswolke aus und bildet einen planetarischen Nebel.

In etwa 5 Milliarden Jahren wird die Sonne den meisten Teil ihres Treibstoffs, also den Wasserstoff, verbraucht haben. Damit wird sie in den letzten Zyklus ihres Lebens eintreten. Sie wird kollabieren und anschließend wird sich die äußere Hülle der Sonne aufblähen. Sie wird zu einem Roten Riesen.

Sie wird dabei so groß werden, dass einige der Planeten innerhalb der Sonne sein werden. Diese Planeten werden verbrennen. Welche Planeten dadurch zerstört werden, hängt davon ab, wie viel der Sonnenmasse verloren geht. Ein heftiger Sonnenwind wird den größten Teil der äußeren Hülle von der Sonne wegwehen. Die Sonne wird deshalb viel weniger Masse besitzen. Die Gravitationskraft der Sonne wird kleiner. Und die Planeten werden sich noch weiter von der Sonne weg bewegen.

Nachdem sie ein Roter Riese geworden ist, wird die Sonne damit beginnen, das Helium zu verbrennen und dadurch noch kleiner werden. Dann ist sie kein roter Riese mehr. Die Sonne wird ihr Helium in etwa hundert Millionen Jahren verbraucht haben. Dann wird sie noch einmal zu einem roten Riesen und noch mehr Gas wird in den nächsten hunderttausend Jahren weggeweht werden.

Ein planetarer Nebel wird sich bilden. Dieser kann ein paar Tausend bis zu ein paar Zehntausend Jahre existieren. Er wird im Licht der Sonne glühen.

Im Zentrum könnte die Sonne zu einem kleinen Stern schrumpfen, der Weißer Zwerg genannt wird. Ein solcher Stern ist etwa so groß wie die Erde. Es würden zirka Hundert solcher weißen Zwerge gebraucht, um die Größe der heutigen Sonne einzunehmen. Die Sonne hat nun keinen Treibstoff mehr. Sie hat noch jede Menge Wärme gespeichert und wird langsam kühler und trüber. Dann, in etwa Hundert Milliarden Jahren, geht ihr Licht ganz aus.

[Bearbeiten] Quellen

Alle Links führen derzeit nur zu englischen Webseiten.
Demnächst gibt es hier auch Links zu deutschsprachigen Seiten.

"About 500 years ago, however, a man we call Copernicus..." [1]
"Then, about 100 years later, a man called Galileo..." [2]

[Bearbeiten] Was ist das Sonnensystem?

"None of the life on Earth..." [3]
"Mercury has no moons." [4]
"Jupiter has 63!" [5]
"It is near the edge..." [6]
"We call this the zodiacal glow." [7]
"The edge where the solar wind meets..." [8]

1. "Outside Our Solar System" in http://vathena.arc.nasa.gov/curric/space/spacover.html
2. "Gravity is the force responsible for keeping the Earth and other planets in our solar system in orbit around the Sun. " from Cosmic Glue, http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970108b.html
3. Definitions of Mass, Gravity, and Weight from http://ksnn.larc.nasa.gov/webtext.cfm?unit=float
4. http://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Ssolsys.htm#q21
5. http://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Ssolsys.htm#galileo
6. Calinger, Ronald S. "Huygens, Christiaan." World Book Online Reference Center. 2004. World Book, Inc. http://www.worldbookonline.com/wb/Article?id=ar268300.; http://www.nasa.gov/worldbook/huygens_worldbook.html
7. http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Uranus
8. http://solarsystem.nasa.gov/planetselector.cfm?Object=Asteroids
9. http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Neptune
10. http://www.space.com/scienceastronomy/050729_new_planet.html; http://science.nasa.gov/headlines/y2005/29jul_planetx.xml; http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2005-126
11. Eclipse2001 museum http://museumeclipse.org/about/history.html
12. Vorlage:Book reference page 339 "The Chaldeans ... were also the first to suspect... that the Sun, the moon, the planets and the constellation of stars, all affect human life and destiny.... These beliefs gradually spread .. to Egypt, China, Greece, India, and Rome, for example ... astrology is still very popular."
13. http://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Ssolsys.htm#galileo
14. http://vesuvius.jsc.nasa.gov/er/seh/mars.html; Vorlage:Book reference; Vorlage:Book reference; From the Earth to the Moon on Project Gutenberg -- http://www.gutenberg.org/etext/83;
15. http://www.space.com/reference/mars/history.html
16. http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-350/ch-15-4.html (bottom of page)
17. http://spaceflight.nasa.gov/history/apollo/index.html
18. http://www.solarviews.com/eng/sc_hist.htm
19. http://marsrovers.jpl.nasa.gov/home/
20. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/Why_We_12.html; http://www.infoplease.com/spot/astronomy1.html
21. http://planetquest.jpl.nasa.gov/science/origins.html
22. http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect19/Sect19_2a.html
23. Outline of Sun's death http://www-astronomy.mps.ohio-state.edu/~pogge/Lectures/vistas97.html
24. Which planets may get destroyed http://www.public.iastate.edu/~lwillson/FuturSun.pdf
25. Planetary nebulae http://www.seds.org/messier/planetar.html
26. Has information on white dwarf stars http://math.ucr.edu/home/baez/RelWWW/tests.html