1Was ist das Sonnensystem?
Das Sonnensystem besteht aus der Sonne – einem ganz gewöhnlichen Stern – und allem, was sie durch ihre Schwerkraft an sich bindet: die acht Planeten, ihre Monde, Zwergplaneten, Asteroiden, Kometen sowie Staub und Gas. Die Sonne macht dabei mit Abstand den größten Teil der gesamten Masse des Sonnensystems aus.
Die acht Planeten lassen sich in zwei große Gruppen einteilen: Die vier inneren Planeten – Merkur, Venus, Erde und Mars – bestehen überwiegend aus Gestein und Metall und sind vergleichsweise klein. Die vier äußeren Planeten – Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – sind dagegen Gasriesen beziehungsweise Eisriesen: viel größer, aber ohne feste Oberfläche.
2Was ist die Fluchtgeschwindigkeit?
Die Fluchtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, die ein Objekt braucht, um die Anziehungskraft eines Himmelskörpers vollständig zu überwinden und nicht mehr zu ihm zurückzufallen. Je größer und schwerer ein Himmelskörper ist, desto stärker zieht er an – und desto höher muss die Fluchtgeschwindigkeit sein: Auf der Erde liegt sie bei etwa 11,2 Kilometern pro Sekunde, auf dem kleineren Merkur nur bei 4,3 Kilometern pro Sekunde, auf dem riesigen Jupiter dagegen bei 60,2 Kilometern pro Sekunde. Am größten ist sie bei der Sonne selbst: 617,4 Kilometer pro Sekunde.
Dabei sind drei Fälle zu unterscheiden: Ist ein Objekt langsamer als die Fluchtgeschwindigkeit, fällt es wieder zum Himmelskörper zurück. Erreicht es genau die passende Geschwindigkeit für seine Höhe, schwenkt es stattdessen in eine stabile Umlaufbahn ein – einen Orbit. Ist es schneller als die Fluchtgeschwindigkeit, überwindet es die Anziehungskraft vollständig und entkommt für immer ins All.
3Wie unterscheiden sich die Planeten?
Die vier inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars sind sogenannte Gesteinsplaneten: Sie besitzen eine feste, überwiegend aus Gestein und Metall bestehende Oberfläche und sind vergleichsweise klein. Die vier äußeren Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun sind dagegen Gasriesen beziehungsweise Eisriesen – viel größer, aber ohne feste Oberfläche, auf der man stehen könnte.
Von allen acht Planeten ist die Erde bislang der einzige bekannte Ort, an dem es flüssiges Wasser auf der Oberfläche und damit Leben gibt – eine Kombination aus der richtigen Entfernung zur Sonne, einer schützenden Atmosphäre und einem stabilen Magnetfeld, die auf keinem anderen Planeten des Sonnensystems in dieser Form vorkommt.
4Wie bewegen sich die Planeten?
Je näher ein Planet an der Sonne liegt, desto schneller bewegt er sich auf seiner Umlaufbahn und desto kürzer ist gleichzeitig der Weg, den er für eine vollständige Runde zurücklegen muss – beide Effekte sorgen zusammen dafür, dass sonnennahe Planeten ihre Sonne in sehr viel kürzerer Zeit umrunden als sonnenferne.
Die Erde braucht für eine Umrundung der Sonne 365 Tage – ein Jahr. Der sonnennahe Merkur schafft das bereits in 88 Tagen, der sonnenferne Neptun dagegen erst nach 60.148 Tagen, das sind umgerechnet etwa 165 Erdjahre.
| Planet | Entfernung von Sonne (km) | Geschwindigkeit (km/h) | Durchmesser (km) | Umlaufzeit (Tage) |
|---|---|---|---|---|
| Merkur | 58.000.000 | 172.332 | 4.879 | 88 |
| Venus | 108.000.000 | 126.072 | 12.103 | 225 |
| Erde | 150.000.000 | 107.208 | 12.735 | 365 |
| Mars | 228.000.000 | 86.868 | 6.772 | 687 |
| Jupiter | 778.000.000 | 47.052 | 138.346 | 4.329 |
| Saturn | 1.433.000.000 | 34.882 | 114.632 | 10.751 |
| Uranus | 2.872.000.000 | 24.516 | 50.532 | 30.664 |
| Neptun | 4.495.000.000 | 19.548 | 49.105 | 60.148 |
5Warum ist ein Planet rund?
Ein Himmelskörper wird rund, sobald seine eigene Schwerkraft groß genug ist, um die Festigkeit seines Materials zu überwinden. Bei ausreichender Masse zieht die Gravitation jeden Punkt der Oberfläche gleich stark zum Massenschwerpunkt hin – Erhebungen werden dadurch gewissermaßen eingeebnet, bis eine nahezu perfekte Kugelform entsteht.
Während dieses Prozesses erhitzt sich das Innere eines Planeten stark, unter anderem durch den Druck und durch radioaktive Zerfallsprozesse, sodass Teile davon aufschmelzen. Im flüssigen bis zähflüssigen Zustand sinken schwerere Stoffe wie Eisen und Nickel zum Zentrum ab, während leichtere Gesteinsstoffe weiter außen bleiben – diesen Vorgang nennt man Differenzierung. So entsteht der typische Schalenaufbau eines Planeten mit einem dichten Kern und leichteren äußeren Schichten.
6Was ist ein Planet?
Seit 2006 legt die Internationale Astronomische Union (IAU) genau fest, welche Himmelskörper als „Planet“ gelten. Ein Objekt muss dafür drei Bedingungen gleichzeitig erfüllen: Es muss die Sonne umkreisen, es muss durch seine eigene Schwerkraft näherungsweise rund sein, und es muss seine Umlaufbahn von anderen größeren Objekten „freigeräumt“ haben – das heißt, es darf dort keine vergleichbar großen Himmelskörper mehr geben.
Genau der dritte Punkt ist der Grund, warum Pluto seit 2006 nicht mehr als Planet gilt: Er teilt sich seine Umlaufbahn im Kuipergürtel mit vielen weiteren, ähnlich großen Objekten und hat sie deshalb nicht „freigeräumt“. Stattdessen wird er als Zwergplanet eingeordnet.
7Wie wird die Bahn eines Objekts beschrieben?
Um die Umlaufbahn eines Himmelskörpers genau zu beschreiben, nutzen Astronominnen und Astronomen mehrere feste Kenngrößen. Die große Bahnhalbachse gibt die durchschnittliche Entfernung zur Sonne an und beschreibt damit im Grunde die Größe der elliptischen Bahn. Die Exzentrizität beschreibt, wie stark diese Bahn von einem perfekten Kreis abweicht: Bei einer Exzentrizität von null wäre die Bahn ein exakter Kreis, je höher der Wert, desto lang gestreckter die Ellipse.
Die Inklination schließlich gibt die Neigung der Umlaufbahn gegenüber der Ekliptik an – der gemeinsamen Bezugsebene, in der sich die Erde und näherungsweise auch die meisten anderen Planeten um die Sonne bewegen. Objekte mit einer hohen Inklination kreisen deutlich „schräg“ zu dieser Ebene.
8Merkur
Merkur ist der erste Planet von der Sonne aus und ihr damit am nächsten. Tagsüber wird es auf seiner Oberfläche bis zu 430 °C heiß, nachts fällt die Temperatur auf bis zu −180 °C – weil Merkur fast keine Atmosphäre besitzt, die die Wärme speichern könnte. Seine Oberfläche ist übersät mit Kratern, die durch Einschläge von Asteroiden und Meteoriten entstanden sind, ganz ähnlich wie auf dem Mond.
Merkur umkreist die Sonne in nur 88 Tagen, doch eine einzelne Umdrehung um die eigene Achse dauert fast 59 Erdtage. Stünde man auf seiner Oberfläche, würde die Sonne dreimal so groß am Himmel erscheinen wie von der Erde aus.
9Venus
Die Venus ist der zweite Planet von der Sonne aus, direkt hinter Merkur. Obwohl Merkur der Sonne näher liegt, ist die Venus mit bis zu 470 °C der heißeste Planet im Sonnensystem – ihre dichte Atmosphäre aus Kohlendioxid und Schwefelsäurewolken speichert die Wärme wie in einem Treibhaus. Auf der Venus toben zudem extrem starke Stürme. Weil sie fast genauso groß ist wie die Erde, wird sie oft „Zwillingsplanet der Erde“ genannt.
Ungewöhnlich ist ihre Drehrichtung: Die Venus dreht sich rückwärts, sodass die Sonne dort im Westen auf- und im Osten untergeht. Ein einzelner Venus-Tag (eine Umdrehung um die eigene Achse) dauert sogar länger als ein ganzes Venus-Jahr.
10Erde
Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne aus und der einzige bekannte Ort, an dem es flüssiges Wasser und damit Leben gibt. Etwa 70 Prozent ihrer Oberfläche sind von Wasser bedeckt, ihre Atmosphäre besteht vor allem aus Sauerstoff und Stickstoff und ist damit perfekt zum Atmen. Die Erde hat einen Mond, der durch seine Anziehungskraft die Gezeiten – Ebbe und Flut – beeinflusst.
Eine Umdrehung um die eigene Achse dauert 24 Stunden und ergibt einen Tag, eine Umrundung der Sonne dauert 365 Tage und ergibt ein Jahr. Aus dem Weltall betrachtet erscheint die Erde blau, weshalb sie oft „der blaue Planet“ genannt wird.
11Mars
Mars ist der vierte Planet von der Sonne aus und wird wegen seiner rot leuchtenden Oberfläche der „Rote Planet“ genannt – seine Oberfläche ist voller Eisenstaub, der verrostet ist. Auf dem Mars steht der höchste Vulkan des gesamten Sonnensystems, der Olympus Mons, der etwa dreimal so hoch ist wie der Mount Everest.
Ein Marstag dauert mit 24 Stunden und 37 Minuten fast genauso lang wie ein Erdtag. Gelegentlich hüllen gewaltige Stürme den kompletten Planeten ein. Auf dem Mars gibt es außerdem ausgetrocknete Flussbetten, die darauf hindeuten, dass dort früher einmal Wasser geflossen sein könnte.
12Der Asteroidengürtel
Der Asteroidengürtel liegt zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter und besteht aus unzähligen Brocken aus Gestein und Metall, die um die Sonne kreisen. Die meisten dieser Asteroiden sind klein, einige aber so groß wie Berge oder sogar kleine Monde. Anders als man vielleicht annimmt, liegen die Asteroiden meist sehr weit voneinander entfernt – ein Raumschiff kann bei guter Steuerung sicher hindurchfliegen.
Manche Asteroiden werden sogar selbst von kleinen Monden umkreist. Der größte Körper im Asteroidengürtel, Ceres, ist so groß und rund, dass er als eigener Zwergplanet gilt.
13Jupiter
Jupiter ist der fünfte und zugleich größte Planet des Sonnensystems – er ist so riesig, dass über 1.300 Erden in sein Volumen passen würden. Er besteht hauptsächlich aus Gas und besitzt deshalb keine feste Oberfläche wie die Erde. Sein berühmter Roter Fleck ist ein gewaltiger Sturm, der schon seit über 300 Jahren wütet.
Jupiter hat mehr als 90 bekannte Monde, von denen Io, Europa, Ganymed und Kallisto die vier größten sind. Unter dem dicken Eispanzer des Mondes Europa vermuten Forschende einen Ozean aus flüssigem Wasser – dort könnte es sogar Leben geben.
14Satelliten und Rettungsmissionen
Satelliten sind unbemannte Raumgeräte, die Daten zur Erde senden. Manche von ihnen umkreisen Planeten, um dort zum Beispiel das Wetter, Monde oder Magnetfelder zu vermessen. Damit sie arbeiten können, müssen Satelliten regelmäßig mit Energie versorgt werden, häufig über Solarzellen.
Geht eine Verbindung an Bord kaputt, können Astronautinnen und Astronauten sie bei einem Außeneinsatz reparieren – so wurde zum Beispiel das Hubble-Weltraumteleskop schon mehrfach direkt im All instand gesetzt.
15Saturn
Saturn ist der sechste Planet von der Sonne aus und bekannt für seine prächtigen Ringe aus Eis, Staub und Gesteinsbrocken. Wie Jupiter ist auch Saturn ein Gasriese ohne feste Oberfläche. Er dreht sich erstaunlich schnell um die eigene Achse: Ein Saturn-Tag dauert nur etwa 10,5 Stunden. Saturn besitzt mehr als 140 bekannte Monde, darunter Titan, der sogar größer ist als der Planet Merkur.
Seine Ringe wirken aus der Ferne fest, sind in Wirklichkeit aber hauchdünn – an manchen Stellen nur wenige Meter dick. Weil Saturn sehr „aufgebläht“ ist, würde man auf seiner Oberfläche (könnte man dort stehen) sogar weniger wiegen als auf der Erde.
16Uranus
Uranus ist der siebte Planet von der Sonne aus, ein sogenannter Eisriese aus Gasen und gefrorenen Stoffen wie Wasser, Methan und Ammoniak. Seine bläuliche Farbe stammt vom Methan in seiner Atmosphäre. Eine Besonderheit von Uranus ist seine extreme Schieflage: Er liegt fast komplett auf der Seite und kreist so um die Sonne.
Ein Tag auf Uranus dauert 17 Stunden, ein Jahr dagegen ganze 84 Erdjahre. Durch seine Schieflage hat Uranus extreme Jahreszeiten – ein Pol liegt 42 Jahre lang im Sonnenlicht, während der andere ebenso lange im Dunkeln liegt. Uranus war zudem der erste Planet, der mit einem Teleskop entdeckt wurde.
17Neptun
Neptun ist der achte und äußerste Planet des Sonnensystems, ebenfalls ein Eisriese mit Temperaturen von bis zu −220 °C. Er ist berühmt für seine extrem starken Stürme und Winde, die Geschwindigkeiten von bis zu 2.000 Kilometern pro Stunde erreichen können – schneller als ein Düsenjet.
Ein Neptun-Tag dauert etwa 16 Stunden, ein Neptun-Jahr dagegen 165 Erdjahre. Neptun besitzt 14 bekannte Monde, von denen Triton der größte ist. Besonders bemerkenswert: Neptun wurde zunächst durch Berechnungen vorhergesagt und erst danach tatsächlich am Himmel gefunden – eine echte astronomische Detektivarbeit.
