Unser Sonnensystem - Entstehung, unsere Planeten & Zukunft

Sonne und die Planeten im Sonnensystem

Wenn wir Himmelsobjekte mit bloßem Auge beobachten, erscheinen uns manche davon sehr groß und nah, andere wiederum sehr klein und unscheinbar.

Diese Einschätzung hat aber nichts mit der Wirklichkeit zu tun.

Das beste Beispiel ist unser Mond:

Er ist von der Erde aus betrachtet neben der Sonne der größte und bedeutendste Himmelskörper.

Die zwei tatsächlich größten Planeten unseres Sonnensystems, Jupiter und Saturn, scheinen dagegen wesentlich kleiner zu sein.

Welche Planeten gehören zu unserem Sonnensystem?

Damit wir uns die Namen der Planeten in der richtigen Reihenfolge merken konnten, bekamen wir schon in der Grundschule folgende Eselsbrücke an die Hand: „Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unsere neun Planeten“.

Die Anfangsbuchstaben bezeichnen – von der Sonne aus gesehen – die Planeten: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto.

2006 wurde Pluto aufgrund seiner zu geringen Größe von der Internationalen Astronomischen Union IAU nicht mehr als Planet anerkannt. Seitdem heißt es am Ende des Merksatzes: „…unseren Nachthimmel“. 

Neptun ist der letzte von nunmehr acht Planeten, die unsere Sonne in festen Umlaufbahnen umkreisen.

In der Milchstraße gibt es Milliarden von Sternen. Eine davon ist unsere Sonne. Um dieses Zentralgestirn ziehen Planeten ihre Bahn und bilden zusammen mit ihren Monden das Sonnensystem.

Unser Sonnensystem mit Planeten
Unsere Sonne und die acht Planeten unseres Sonnensystems

Wie ist unser Sonnensystem entstanden?

Wenn wir Sonne und Planeten betrachten, wie sie friedlich am Himmel ihre Kreise ziehen, können wir uns kaum vorstellen, welche wilden Zeiten sie hinter sich haben.

Vor 4,6 Milliarden Jahren gab es im Randbereich der Milchstraße eine Wolke aus Staub und Gas.

Wie konnte daraus unser Sonnensystem entstehen?

Die Wissenschaft geht davon aus, dass in der Nähe der Wolke ein Stern in einer Supernova explodierte. Die ausgestoßenen Gasmassen, die auf die Wolke stießen, pressten sie derart zusammen, dass dadurch eine Gravitation in Gang gesetzt wurde. Die sich bildende Schwerkraft ließ die Wolke schrumpfen.

Es wurde immer mehr Gas angezogen und eine riesige rotierende Scheibe geformt. In der Mitte wurde alles zu einer dichten und heißen Kugel gepresst. Die immer weiter steigende Hitze führte schließlich dazu, dass es zu ersten Kernverschmelzungen kam.

Unsere Sonne war geboren.

Staub und Brocken, die bei dem Prozess übrig geblieben waren, bildeten eine rotierende Scheibe um den neugeborenen Stern. Sie enthielt die Bausteine für die später geformten Planeten, Monde, Kometen und Asteroiden.

Die Wissenschaftler wussten bis vor ein paar Jahren zwar, wie die Sterne entstehen, aber nicht, wie sich aus den Scheiben um die Sonnen Planeten bildeten.

Wie so oft im Leben half ihnen ein Zufall weiter. Während eines Experiments in der Raumstation ISS packte ein Astronaut Zucker- und Salzkörner in eine leere Plastiktüte und beobachtete, wie sie sich in der Schwerelosigkeit verhielten. Er blies die Tüte auf und stellte fest, dass die Körner darin zusammenpappten.

Seit dieser Entdeckung weiß man, dass auch bei der Entstehung unseres Sonnensystems in der Schwerelosigkeit die Staubpartikel nicht auseinanderstrebten, sondern zusammenklebten und dadurch in einem längeren Prozess die Planeten entstanden. Die Teilchen bildeten immer größere Staubpartikel, aus denen dann Steine wurden und schließlich größere und kleinere Felsbrocken.

Mit wachsender Größe stieg auch die Schwerkraft. Die Felsbrocken begannen, alles Material in ihrer Nähe zu schlucken, bis sich daraus etwa einhundert kleine neue Planeten bildeten. Durch weiteres Aufeinanderprallen sind dann unsere acht Planeten mit ihren über 300 Monden übrig geblieben, die heute weitgehend zur Ruhe gekommen sind.

Die Ära häufiger Kollisionen dauerte etwa 500 Millionen Jahre. Die heute sichtbaren inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars haben diese Zeit überstanden. Das war besonders schwierig, weil sich die meisten der schweren Kollisionen im inneren Sonnensystem ereigneten.

 Der Abstand der jungen Planeten zur neuen Sonne spielte bei der Planetenbildung ebenfalls eine Rolle. 

In Sonnennähe kondensierten schwerflüchtige Elemente, während leichtflüchtige Gase durch den kräftigen Sonnenwind weggerissen wurden. Deshalb bekamen die inneren Planeten feste Oberflächen, während die in den kälteren Außenregionen gebildeten Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun die leichtflüchtigen Gase festhalten konnten.

Auch die Erde blieb von Zusammenstößen nicht verschont. Aus einer größeren Kollision ist unser Mond enstanden.

Die steinernen Überreste der zerstörten jungen Planeten sammelten sich im Asteroidengürtel, einer Art Schrottplatz. Von dessen Existenz wusste man lange Zeit nur, weil sich einige von ihnen in das innere Sonnensystem verirren.

Es handelte sich um Kometen.

Man nahm an, dass sie aus einer rätselhaften Scheibe jenseits der Umlaufbahn des Neptuns stammen. Doch Beweise hatte man nicht. Man ging davon aus, dass es einen Gürtel, den Kuipergürtel, gab, der aber nicht untersucht werden konnte.

Viele der dortigen Objekte sind über 100 Kilometer groß, aber Milliarden Kilometer entfernt. Niemand glaubte, dass man so etwas Kleines finden könne. Einer von ihnen, ein Kleinplanet, war wie oben schon erwähnt, bis 2006 der neunte Planet – Pluto. Nach der Herabstufung zum Zwergplaneten ist er einer von vielen geworden, die in ca. 6 Mrd. km Entfernung um die Sonne kreisen.

Am Kuipergürtel endet der Einfluss der Sonne. Hier kommt keine Wärme mehr an und nur wenig Licht. Von hier aus erscheint die Sonne wie ein beliebiger Stern. Hier ist dennoch nicht das Ende unseres Sonnensystems. Weiter draußen schließt sich noch die Oortsche Wolke an, eine Ansammlung von Billionen eisiger Objekte. Das Sonnenlicht braucht ein volles Jahr, um dorthin zu gelangen.

Die Sonne & Planeten im Einzelnen - mit Zahlen im Überblick

Planeten im Sonnensystem
Die Sonne und ihre 8 Planeten im Sonnensystem, exklusive Pluto ganz rechts

Sonne

  • Durchmesser: 1.400 000 Kilometer
  • Temperatur (Oberfläche): 5.500 Grad Celsius
  • Temperatur (Kern): 15 Millionen Grad Celsius
  • Masse: 333.000 Erdmassen
  • 750 mal so schwer wie alle anderen Planeten zusammen
  • Erde passt eine Million Mal hinein
  • Ausbrüche mit bis zu 10 Milliarden Tonnen Gas

Merkur

  • Durchmesser: 4.879 Kilometer
  • Abstand zur Sonne: 57,9 Millionen Kilometer
  • Masse: 0,055 Erdmassen
  • Umlaufzeit (um die Sonne): 88 Erdentage
  • Monde: 0

Merkur ist der kleinste von allen Planeten, ist nur 30 % größer als unser Mond, hat den geringsten Abstand zur Sonne und umkreist ihn am schnellsten. 

Auf seiner Oberfläche ist es sehr heiß, bis zu 427° C und in der Nacht ist es sehr kalt, bis zu – 173° C. Leben dürfte unter diesen Bedingungen nicht möglich sein.

Der Merkur hat große Ähnlichkeit mit dem Mond, z. B. hinsichtlich der Größe und der zahlreichen Krater-Einschläge. Er gehört zu den Gesteinsplaneten und hat keine Atmosphäre.

Venus

  • Durchmesser: 12.104 Kilometer
  • Abstand zur Sonne: 108,2 Millionen Kilometer
  • Masse: 0,815 Erdmassen
  • Umlaufzeit (um die Sonne): 225 Erdentage
  • Monde: 0

Venus ist der zweite Planet im Sonnensystem, mit einem Durchmesser von ca. 12000 Kilometern der drittkleinste Planet und nur geringfügig kleiner als die Erde. 

Er ist wohl der höllischste Planet

Die Temperaturen steigen am Tag auf 460 Grad. Es gibt Regen aus ätzender Schwefelsäure und der Boden ist mit Vulkanen übersät. 

Für uns ist positiv, dass Venus als sehr heller Planet am Himmel erscheint und deshalb gut beobachtet werden kann.

Erde

  • Durchmesser: 12.756 Kilometer
  • Abstand zur Sonne: 149,6 Millionen Kilometer
  • Masse: 1 Erdmasse
  • Umlaufzeit (um die Sonne): 365 Erdentage
  • Monde: 1

Die Erde ist der einzige Planet, auf dem es Leben gibt.

Mars

  • Durchmesser: 6.794 Kilometer
  • Abstand zur Sonne: 227,9 Millionen Kilometer
  • Masse: 0,107 Erdmassen
  • Umlaufzeit (um die Sonne): 687 Erdentage
  • Monde: 2

Der Mars ist der vierte Planet unseres Sonnensystems. Er ist etwa halb so groß wie die Erde und der zweitkleinste der Planeten.

Aufgrund seiner rostroten Gesteinsoberfläche wird er als der „Rote Planet“ bezeichnet. Hier findet man den höchsten Berg im Sonnensystem: Mons Olympus, 27 Kilometer hoch. Die Oberfläche des Mars ist mit vielen Kratern übersät.

Es wird vermutet, dass in tiefer liegenden Regionen Wasser in flüssiger Form vorhanden ist. Die Atmosphäre des roten Planeten besteht zum größten Teil aus Kohlendioxyd, daher ist eine Begehung nur mit speziellen Anzügen und Sauerstoffmasken möglich. Da er mit 20° C bis -120° C der Erde klimatisch ähnlich ist, hat er die Fantasie von Science-Fiction-Autoren oft angeregt.

Leben auf dem Mars konnte wissenschaftlich bisher aber nicht bewiesen werden.

Hobby-Astronomen können im Frühjahr mit Teleskopen den Mars besonders gut beobachten. Dann sind sogar die beiden Polkappen zu erkennen.

Jupiter

  • Durchmesser: 142.984 Kilometer
  • Abstand zur Sonne: 779 Millionen Kilometer
  • Masse: 317,8 Erdmassen
  • Umlaufzeit (um die Sonne): 11,9 Erdenjahre
  • Monde: mindestens 63

Jupiter ist der fünfte Planet im Sonnensystem und hat 2,5 Mal mehr Masse als die anderen sieben Planeten zusammen. Er ist damit der schwerste Planet im Sonnensystem.

Jupiter hat keine feste Oberfläche und gehört zu den vier Gasplaneten. Er ist kein ruhiger Vertreter, sondern zeichnet sich durch heftige Wirbelstürme aus, die für große Temperaturunterschiede zwischen den Polen sorgen. Die Gase vermischen sich an der Oberfläche und verflüssigen sich in tieferen Regionen.

Berühmt ist das „Rote Auge“. Es handelt sich dabei um einen Wirbelsturm von der Größe des doppelten Erddurchmessers, der besonders aktiv ist – er wirbelt schon seit 340 Jahren über den Riesenplaneten.

Jupiter kann mit bloßem Auge gesehen werden. Wenn Sie ein gutes Teleskop gekauft haben, können Sie sogar das rote Auge erkennen. 

Für unser Leben auf der Erde ist er sehr wichtig, denn durch seine Masse sorgt er dafür, dass die Brocken aus dem Asteroidengürtel von unserem Planeten abgelenkt werden, so dass der weitaus größte Teil die Erde nicht mehr gefährdet. 

Jupiter hat vermutlich die meisten Monde und mit Ganymed den größten.

Saturn

  • Durchmesser: 120.536 Kilometer
  • Abstand zur Sonne: 1.433 Millionen Kilometer
  • Masse: 95,2 Erdmassen
  • Umlaufzeit (um die Sonne): 29,5 Erdenjahre
  • Monde: mindestens 61

Saturn ist der sechste Planet im Sonnensystem, hat den fast 10-fachen Durchmesser der Erde und ist nach Jupiter der zweitgrößte Planet. Er besitzt jedoch eine wesentlich geringere Dichte.

Er gehört zu den Gasplaneten, bei denen die Oberfläche kaum abgrenzbar ist. Weiter im Inneren erhöht sich der Druck, die Temperaturen bewegen sich um -190° C.

Auch Saturn kann mit bloßem Auge am Nachthimmel beobachtet werden.

Berühmt ist er durch die Ringe, die ihn umgeben. Sie sind nur einige Hundert Meter hoch, aber ca. 2,7 Millionen Kilometer breit.

Diese Ringe bestehen aus Staub, kleinen Eisstücken und Steinchen sowie etwas größeren Stein- und Eisbrocken. Entstanden sind sie durch Zusammenstöße der Saturnmonde miteinander und mit Kometen und Meteoriten, wobei viel Material ins Weltall geschleudert wurde.

Der übrige Schutt sammelte sich dann rund um Saturn in seinen Ringen.

Uranus

  • Durchmesser: 51.118 Kilometer
  • Abstand zur Sonne: 2.871 Millionen Kilometer
  • Masse: 14,5 Erdmassen
  • Umlaufzeit (um die Sonne): 83,8 Erdenjahre
  • Monde: 27

Uranus ist der siebte Planet und hat gegenüber der Erde einen vierfachen Durchmesser. Damit ist er der drittgrößte Planet und besitzt neun Ringe. 

Er gehört zu den Gasplaneten, deren Oberfläche und Atmosphäre schwer zu definieren sind. Mit zunehmender Tiefe verändert sich die Temperatur, die bis zu -220° C reicht. 

Uranus, auch „Blauer Planet“ genannt, kann man unter perfekten Umständen mit bloßem Auge am Himmel sehen.

Neptun

  • Durchmesser: 49.528 Kilometer
  • Abstand zur Sonne: 4.495 Millionen Kilometer
  • Masse: 17,1 Erdmassen
  • Umlaufzeit (um die Sonne): 163,8 Erdenjahre
  • Monde: 13

Neptun ist mit ca. 4,5 Milliarden Kilometern von der Sonne am weitesten entfernt und damit der äußerste Planet. Sein Durchmesser ist gegenüber der Erde viermal so groß, er ist der viertgrößte des Sonnensystems. 

Die Sonnenstrahlen, die Neptun erreichen, sind 1000 Mal schwächer als auf der Erde. Über Neptun fegen im Vergleich mit den anderen Gasriesen die stärksten Stürme, mit Böen von über 2000 Kilometer pro Stunde. Die Temperaturen betragen auch hier wie bei Uranus ca. -220° C. 

Unter den Planeten im Sonnensystem wird Neptun auch „Eisriese“ oder ebenso „Blauer Planet“ genannt. Die blaue Farbe Neptuns wird von dem Element Methan erzeugt. Neptun besitzt vier schmale Ringe. 

Seine Leuchtkraft ist wegen der Entfernung zur Sonne sehr schwach. Deshalb kann man ihn nur mit professionellen Teleskopen beobachten, man erkennt ihn an einem blauen Kreis.

Wie wird unser Sonnensystem enden?

Nichts besteht ewig, auch unser Sonnensystem nicht. So wie die Sonnen mit zahlreichen Kollisionen und viel Zerstörung beginnen, so enden sie auch. Wie bei allen Planetensystemen kommt das Ende, wenn der Stern in der Mitte stirbt.

Die Voraussagen über das Ende des Sonnensystems sind deshalb möglich, weil dies schon bei vielen Sternen passiert ist. Es konnte bei anderen älteren Sonnen beobachtet werden, dass sie viel heller waren als unsere Sonne. Sie hat im Laufe ihrer Existenz immer mehr Strahlung abgegeben. Wenn die Sonne älter wird, wird sie viel heller, weil sich in ihrem Inneren etwas verändert.

Zwei Kräfte kämpfen dort stetig miteinander. Seit vielen Milliarden Jahren verbrennt sie bei der Kernfusion Wasserstoff zu etwa 600 Millionen Tonnen Helium pro Sekunde, das mit Macht nach außen drängt. Der Gegenspieler, die Schwerkraft, drängt alles zum Mittelpunkt. Das hielt die Sonne bisher im Gleichgewicht. Da sie aber immer mehr Wasserstoff verbrennt, steigt die Menge der freigesetzten Energie ständig an. 

Dadurch wird die Sonne immer heißer und heller. Das muss Konsequenzen haben.

Bei ansteigenden Temperaturen verdampft das Wasser zu Wasserdampf, einem Treibhausgas, das die Sonnenstrahlen einfängt und die Hitze auf den Planeten ansteigen lässt. 

Es gibt Hinweise, dass Venus früher ähnliche Bedingungen hatte wie die Erde heute. Jetzt ist es dort sogar heißer als auf dem Merkur, obwohl dessen Abstand zur Sonne geringer ist.

Dieses Schicksal steht auch der Erde bevor. Durch das Verdampfen des Wassers wird sie unbewohnbar. Man rechnet damit, dass in etwa drei Milliarden Jahren die Erde so aussehen wird wie die Venus heute. Die bewohnbare Zone verschiebt sich immer mehr nach außen.

In etwa fünf Milliarden Jahren steht eine turbulente Phase bevor. Unserer Sonne geht langsam der Brennstoff aus. Die Schwerkraft bekommt stetig das Übergewicht und zerdrückt den Kern. Da aber zunächst immer mehr Wasserstoff verbrannt und Energie freigesetzt wird, entwickelt sich die Sonne zum Roten Riesen. In klaren Nächten kann man auch heute am Nachthimmel Rote Riesen beobachten, die durch das Leuchten in roter Farbe gut zu erkennen sind. Sie sind oft so groß, dass unsere Sonne millionenfach hineinpassen würde.

Betelgeuse Roter Riese
Betelgeuse, Roter Riese im Sternbild Orion

Wenn der Brennstoff zur Neige geht, wird die Sonne aber noch nicht erlöschen. Vorübergehend wird dem Kern der Sonne durch Verschmelzungsprozesse sogar mehr Wasserstoff zur Verfügung stehen. Das reicht aus, um der Schwerkraft zunächst erfolgreich gegenüberzutreten. Die bewohnbare Zone wird in Richtung der äußeren Planeten verschoben.

Der immer größer werdende Rote Riese wird sich die inneren Planeten einverleiben. Wenn Venus verschlungen wird, sind bereits die Ozeane auf der Erde verdampft. Die Sonne wird sich bis zur Größe der Erdumlaufbahn aufblähen und sogar noch darüber hinaus.

Vielleicht kann es aber für die Erde noch eine Gnadenfrist geben, das gleiche Schicksal wie die Venus zu erleiden. 

Der Rote Riese verliert durch den Sonnenwind etwa zwanzig Prozent seiner Masse, wenn beim Verdampfen der Oberfläche die hoch aufgeladenen Partikel in das Weltall strömen. Die Erde und die übrigen Planeten würden den Gesetzen der Gravitation folgend bei abnehmender Masse der Sonne ihre Umlaufbahnen vergrößern. Dies wird jedoch vermutlich nicht ausreichen, dem Roten Riesen zu entkommen.

Aufgrund von Beobachtungen sterbender Sterne am Nachthimmel wurde das folgende Szenario entwickelt:

Wenn die Erde in die Sonne eintritt, wird zunächst ihre Oberfläche schmelzen. Die Ozeane sehen dann aus, als wenn sie von flüssiger Lava bedeckt sind. Da die Hitze mit dem weiteren Eindringen zunimmt, wird die Oberfläche geschmolzen, die Gesteinsmasse abgelöst und schließlich auch der eiserne Kern geschmolzen. Alles wird schließlich mit der Sonne vermischt und die Erde wird ein Teil der Sonne.

Die Sonne ist aber noch nicht am Ende angelangt. Die nun folgende letzte Phase wird die spektakulärste des Untergangs sein. Um einen Kern sieht man einen Ring, der aus Rauch besteht. Der rote Riese wirft die Hälfte seiner Materie aus Gas und Staub ab. Die planetarischen Nebel, die aus sterbenden Sternen entstehen, sind die spektakulärsten Objekte, die im Weltall beobachtet werden können.

Wenn unsere Sonne stirbt, könnte auch sie zu einem Nebel werden. Nach dem Auseinanderfallen wird aus dem roten Riesen ein heißer Kern, der Weiße Zwerg. Er wird in etwa die Größe der Erde haben. Dann wären nur noch die verbleibenden Reste zu sehen sein, bis auch sie abgekühlt sind und sich im Weltall verlieren. Das wird das tatsächliche Ende unseres Sonnensystems sein.

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