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Das Sonnensystem

Unser Sonnensystem ist Teil der Milchstraße - einer von Milliarden anderer Galaxien - und vor 4 bis 5 Milliarden Jahren entstanden. Unsere Sonne befindet sich in einem der Spiralarme der Milchstraße, etwa 27 000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt und bewegt sich in 240 Millionen Jahren einmal um diesen Mittelpunkt.

1 Lichtjahr (Lj) ist die Strecke, die das Licht in 1 Jahr zurücklegt. 1 Lj entspricht 9,5 Billionen km. Lichtgeschwindigkeit c = 300 000 km/s ( ~ 1 000 000 000 km/h).

Außer der Sonne gehören Planeten mit ihren Monden, Planetoiden, Kometen sowie Meteoriten zu unserem Sonnensystem; hinzukommt interplanetarische Materie, die aus Gas und Staub besteht. Die Sonne selbst enthält über 99,9 % der Masse des gesamten Systems.

Die Reihenfolge der Planeten von der Sonne aus gesehen ist:

Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus,   Neptun, Pluto.

Mein      Vater   Erklärt Mir   Jeden   Sonntag Unsere  Neun    Planeten.

Dieser Merksatz hilft, die Reihenfolge der Planeten zu behalten.

Die Planeten umrunden die Sonne in gleicher Richtung auf kreisähnlichen elliptischen Bahnen. Alle Planetenbahnen (mit Ausnahme der Plutobahn) verlaufen mit kleinen Abweichungen in einer Ebene, der Ebene der Ekliptik. Das Sonnensystem bildet gleichsam eine große flache Scheibe mit der Sonne im Mittelpunkt.

Die Erde hat in ihrem sonnennächsten Punkt, den sie Anfang Januar (!) erreicht, einen Abstand von 147,1 Millionen km und im Juli in ihrem sonnenfernsten Punkt einen Abstand von 152,1 Millionen km von der Sonne. Auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne erreicht die Erde - wie alle Planeten - in Sonnennähe ihre größte und in ihrem sonnenfernsten Punkt ihre geringste Geschwindigkeit; die Durchschnitts- geschwindigkeit auf ihrer Bahn um die Sonne beträgt knapp 30 km/s (~ 100 000 km/h).

Der Marburger Planetenlehrpfad stellt unser Sonnensystem im Maßstab 1 : 1 Milliarde dar; das heißt: 1 m im Modell entspricht 1 Million km in der Wirklichkeit.

Im Marburger Planetenlehrpfad sind sowohl die Abstände der Himmelskörper als auch ihre Größe maßstabgerecht dargestellt: Die fast 6 Milliarden Kilometer von der Sonne bis zur Plutobahn erstrecken sich über die Distanz von knapp 6 km, und der Durchmesser der Erdkugel schrumpft von 12 756 km auf 1,3 cm.

Die Strecke Frankfurt - Rom (1000 km) hat im Modellmaßstab nur noch eine "Länge" von 1 mm (!). Das Licht hätte im gleichen Maßstab eine Geschwindigkeit von nur wenig mehr als 1 km/h.

Ein Fußgänger bewegt sich im Modell also etwa 4-mal so schnell wie das Licht, und wer mit dem Fahrrad unterwegs ist, durchrast es sogar mit mehr als 10-facher (Modell-) Lichtgeschwindigkeit,                       

Sonne

Unser Zentralgestirn ist etwa 5 Milliarden Jahre alt und gehört zu den eher kleinen Sternen des Universums. Der östliche Schulterstern des bekannten Sternbildes Orion, Beteigeuze, ist ein „Roter Überriese“. Er hat einen Durchmesser von 700 Sonnendurchmessern, das sind 973 Meter in unserem Planetenlehrpfad-Modell!

Die Sonne leuchtet bei einer Oberflächentemperatur um 5500 °C überwiegend in gelblichen Farben und enthält über 99% der Masse des Sonnensystems.

Der bei uns auf der Nordhalbkugel sichtbare nächste Nachbarstern ist Sirius, der hellste Stern am Himmel. Er ist 80 Billiarden km von uns entfernt (8,6 Lichtjahre). In unserem Modellmaßstab wären dies 2000 Erdumfänge.

Die Sonne gibt in einer Sekunde mehr Energie ab, als alle Menschen auf der Erde je erzeugt haben. Um diese gleiche Energiemenge zu erzeugen, müsste ein modernes Atomkraftwerk 10.000 Jahre ununter- brochen in Betrieb sein. Pro Sekunde verliert die Sonne dadurch zwar 4 Millionen Tonnen ihrer Masse, dennoch reicht ihr Wasserstoffvorrat noch für einige Milliarden Jahre.

Dann wird sie sich zu einem „Roten Riesen“ aufblähen und Merkur und Venus verschlingen. Wegen der starken Strahlung und der hohen Temperaturen wird dann auf der Erde keinerlei Leben mehr existieren können, da alles Wasser verdampft und selbst die feste Erdkruste geschmolzen sein wird. Explosionsartig wird dann die Sonne einen großen Teil ihrer Materie in das All schleudern und zu einem Weißen Zwerg von der Größe der Erde zusammenstürzen. Sie glüht dann in weiteren Milliarden von Jahren als „Schwarzer Zwerg“
langsam aus.

Unter dem unten aufgeführten Link finden Sie ein “Real Video” aus der Fernsehsendung Alpha Centauri:

Woher hat die Sonne ihre Energie?

In der griechischen Mythologie wurde der Sonne Helios (römisch: Sol),  der Sonnengott,  zugeordnet. Er zieht mit seinem einachsigen, von vier feuer- schnaubenden Flügelrössern gezogenen Wagen über die Himmelsbahn.
Der Sonne wurde das Metall Gold zugeordnet. In der siebentägigen Woche ordnet man ihr den Sonntag zu.
 

Ein Spaziergänger bewegt sich auf dem Planetenlehrpfad mit etwa dreifacher Lichtgeschwindigkeit im Modell.

Wussten Sie, dass die Sonne (und damit auch wir) mit 800 000 km/h um das Zentrum der Milchstraße rast?

Sonne in Zahlen

Durchmesser  1 400 000 km (Modell: 140 cm) Masse (Erde = 1) 330 000 Bestandteile     (> 99 %) H, He Oberflächentemperatur    5 500 °C Temperatur im Kern     > 15 000 000 °C Rotationsdauer   27 Tage Entfernung zum nächsten Stern       4,3 Lichtjahre Entfernung vom Zentrum der Milchstraße         27 000 Lichtjahre

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Merkur

Merkur - benannt nach dem röm. Götterboten (griechisch Hermes) und Gott der Kaufleute und der Diebe - ist der Schnellläufer unter den Planeten: mit fast 50 km/s, das sind 180 000 km/h, wirbelt er um die Sonne.
Seine Oberfläche ist von keiner nennenswerten Atmosphäre geschützt und ähnlich wie die des Mondes mit Einschlagkratern übersät. Wesentliche Kennzeichen sind steile Abhänge, riesige, gewundene Hügelketten, die sich oft über mehr als 150 km erstrecken und manchmal bis zu 3000 Meter hoch werden.

Merkurs Inneres wird von einem großen Eisenkern beherrscht, dessen Radius zwischen 1.800 und 1.900 km beträgt. Die äußere Hülle aus Silikaten (ähnlich zu Mantel und Kruste der Erde) ist lediglich 500 bis 600 km dick.
Die Temperaturabweichungen auf Merkur sind die extremsten im ganzen Sonnensystem; sie reichen von 90 bis 700 K (etwa -180 bis +430 °C).
Radarbeobachtungen von Merkurs Nordpol zeigten Beweise für Wassereis in den geschützten Schatten mancher Krater. Merkur besitzt ein kleines Magnetfeld, dessen Stärke ungefähr 1% dessen der Erde beträgt.

Wegen seiner niedrigen Rotationsgeschwindigkeit schafft er in zwei Merkurjahren gerade drei Umdrehungen. Von der Erde aus gesehen, erscheint der zweitkleinste Planet oft nur als schmale Sichel, wie wir dies auch vom Mond und der Venus kennen und ist etwa eine Stunde vor und nach Sonnenuntergang sichtbar. Am dunklen Nachthimmel ist er nie zu sehen. 1975 flog die Raumsonde „Mariner 10“ in nur 300 km Entfernung am Merkur vorbei.
 

Wegen seiner leichten Beweglichkeit ordnete man dem zweitkleinsten Planeten das Metall Quecksilber zu (das ja bei Zimmertemperatur flüssig ist). In der siebentägigen Woche ordnet man ihm den Mittwoch zu (vgl. frz. mercredi).

Im unten dem unten aufgeführten Link finden Sie ein “Real Video” aus der Fernsehsendung Alpha Centauri:

Haben wir den Planeten Merkur vergessen?                            

Merkur in Zahlen:

mittlere Entfernung v.d. Sonne 57 900 000 km (Modell: 58 m) Lichtlaufzeit von der Sonne 3,2 min Umlaufdauer  88 Tage mittl. Umlaufgeschwindigkeit 47,9 km/s Durchmesser am Äquator 4 878 km (Modell: 0,5 cm) Masse (Erde = 1) 0,06 mittlere Dichte Atmosphäre:  5,43 g/cm3 Oberflächentemperatur  +400 °C bis -170 °C Rotationsdauer     58,6 Tage Anzahl der Monde   0 Flugzeit einer Raumsonde von der Erde:                      4 Monate

Venus

Obwohl nach der röm. Göttin der Liebe und Schönheit (gr. Aphrodite) benannt, ist Venus ein wahrhaft höllischer Planet. Nur wenig kleiner als die Erde und nächster Nachbar (geringster Abstand: 40 000 000 km) ist Venus ständig von einer undurchsichtigen Wolkendecke aus Kohlendioxid umgeben.
Wasser ist nicht vorhanden und nur ab und zuregnet es Schwefel- säuretröpfchen, die aber schon verdunsten, bevor sie den Boden erreichen. Durch den Treibhauseffekt hat sich die Oberfläche des Planeten stark aufgeheizt. Er ist deshalb der heißeste Planet des Sonnensystems.

Wasser finge sofort an zu kochen und selbst Blei und Zink würden schmelzen. Der Atmosphärendruck an der Oberfläche ist 90-mal höher als auf der Erde und entspricht damit einem Wasserdruck, wie er in 900 m Meerestiefe herrscht.

Auf der Oberfläche des wüstenartigen Planeten haben Raumsonden Berge, Schluchten und hohe erloschene Vulkankegel ausgemacht. Durch die dichte Wolkendecke wird ein großer Anteil des Lichtes zurückgestrahlt, so dass die Venus nach Sonne und Mond das hellste Objekt am Firmament ist. Als Morgen- oder Abendstern strahlt sie ruhig und ohne zu flimmern am Himmel.

Je nach Bahnposition zeigt sich die Venus im Teleskop als größere oder kleinere Sichel, worin auch ihre Helligkeitsschwankungen begründet sind. Für eine Drehung um die eigene Achse benötigt unser Nachbarplanet länger als für einen Umlauf um die Sonne: ein Venustag dauert also länger als ein Venusjahr. Relativ zu den anderen Planeten des Sonnensystems dreht sich Venus rückwärts um ihre Achse, so das dort die Sonne im Westen auf- und im Osten untergeht.

Sieben sowjetische Raumsonden vom Typ „Venera“ landeten zwischen 1970 und 1983 sanft auf der Venusoberfläche und funkten z.T. farbige Aufnahmen zur Erde.

Der  Venus wurde zum Zeichen der Schönheit das Spiegelmetall  Kupfer zugedacht. In der Aufteilung der Wochentage nahm sie den Freitag ( german. Göttin Freia, vgl. auch frz. vendredi ) ein.

Im unten dem unten aufgeführten Link finden Sie ein “Real Video” aus der Fernsehsendung Alpha Centauri:

Ist die Venus ein Zwilling der Erde?

Venus in Zahlen:

mittlere Entfernung v.d. Sonne 108 000 000 km (Modell: 108 m) Lichtlaufzeit von der Sonne  6 min  Umlaufdauer 225 Tage mittl. Umlaufgeschwindigkeit 35 km/s Durchmesser am Äquator 12 100 km (Modell: 1,2 cm) Masse (Erde = 1) 0,8 mittlere Dichte  5,25 g/cm3 Atmosphäre   CO2 , N2 Oberflächentemperatur  + 470 °C Rotationsdauer 243 Tage Anzahl der Monde 0 Flugzeit einer Raumsonde 3 Monate

Erde

Die Erde, der Blaue Planet, gehört zu den kleinen Begleitern der Sonne und ist der einzige Planet unseres Sonnensystems, auf dem höher entwickelte Lebensformen entstehen konnten. Sie ist auch der einzige Planet, dessen Atmosphäre einen nennenswerten Sauerstoffanteil enthält und auf dessen Oberfläche Wasser in flüssiger Form vorkommt.

Die vergleichsweise dünne Lufthülle - bei der Modellerde würde sie weniger als einen halben Millimeter "dick" sein - schützt einerseits vor den lebensvernichtenden UV- und Röntgenstrahlen der Sonne, lässt andererseits aber so viel Licht und Wärme hindurch, dass optimale Voraussetzungen für die Entstehung und Entwicklung von Leben vorhanden sind.

Die Rotationsachse der Erde ist gegen-über der Umlaufbahn um 23,5° geneigt, so dass je nach Bahnposition jeweils die Nord- bzw. die Südhalbkugel stärker von der Sonne bestrahlt wird. Dies ist die Ursache für die Jahreszeiten auf der Erde und nicht, wie oft fälschlicherweise angenommen wird, die unterschiedliche Entfernung von der Sonne.

Um den Aufbau der Erde zu veranschaulichen, wird diese oft mit einem rohen Ei verglichen. Dabei entspricht die Dicke der Eierschale der festen Erdkruste, das Eiweiß dem flüssigen Erdmantel und der Eidotter dem schweren festen Erdkern, der überwiegend aus Nickel und Eisen besteht.

Die Erde ist, wie auch die meisten anderen Planeten, keine ideale Kugel, sondern an den Polen leicht abgeflacht. Der Erdumfang beträgt um den Äquator rund 40 070 km und um die Pole ungefähr
40 030 km.

Begleitet wird die Erde von einem Mond, der bisher auch der einzige Himmelskörper ist, den Menschen betreten haben. Weiter als bis zum Mond (384 000 km; im Modell: 38,4 cm) hat sich bis heute noch kein Mensch von der Erde entfernt. Im Vergleich zu den anderen Entfernungen im Sonnensystem war dies aber nur ein kleiner Hüpfer; allein zum Mars ist es im günstigsten Fall 200mal so weit.

Wussten Sie, dass sich infolge der Anziehungskraft des Mondes auch das feste Land bei uns täglich zweimal um rund 30 cm hebt und senkt?

Unten den unten aufgeführten Links finden Sie drei “Real Video” aus der Fernsehsendung Alpha Centauri:

Wie schnell entstand die Erde?
Warum ist die Erde warm?
Wie alt ist die Erde?

Erde in Zahlen:

mittlere Entfernung v.d. Sonne 149 600 000 km (Modell: 150 m) Lichtlaufzeit von der Sonne 8,3 min Umlaufdauer 365,25 Tage mittl. Umlaufgeschwindigkeit 29,8 km/s (~ 100 000 km/h) Durchmesser am Äquator 12 756 km (Modell: 1,3 cm) Masse 5,98 1024 kg mittlere Dichte 5,52 g/cm3 Atmosphäre N2, 02, CÖ2 Oberflächentemperatur +60 °C bis -90 °C Rotationsdauer 23 Std. 56 Min 4 Sec Rotationsgeschwindigkeit in Marburg 300 m/s (~ 1000 km/h) Anzahl der Monde 1 (Durchmesser: 3 476 km; Modell: 3 mm)

Mars

Wegen seiner rötlichen Farbe wurde der Planet nach dem röm. Gott des Krieges (griech.: Ares) benannt; seine beiden Monde heißen Phobos (griech.: Angst) und Deimos (griech.: Schrecken). Mars hat nur eine sehr dünne Atmosphäre, überwiegend aus Kohlendioxid und eine sandige und steinige Oberfläche, die durch Eisenoxid ihre rötliche Farbe erhalten hat. Offenbar enthält ein großer Teil der Oberflächen- materie das ziegelrote Mineral Limonit, das wir auch in irdischen Wüsten finden.

Der atmosphärische Druck beträgt auf der Oberfläche des Mars nur 6,36 mbar (Millibar). Im Vergleich zu durchschnittlich 1013 mbar auf der Erde sind dies nur 0,75 Prozent, das entspricht dem Luftdruck der Erdatmosphäre in 35 Kilometer Höhe.

Die früher "gesehenen" Marskanäle haben sich zwar als Trugbilder erwiesen, dennoch gibt es Landformen, die durch fließendes Wasser gebildet worden sein müssen. Mit über 25 km Höhe und 500 km Kraterdurchmesser ist der Olympus Mons der höchste und größte Vulkan des Sonnensystems.

An den Polen kann man große Flächen aus gefrorenem Kohlendioxid (Trockeneis) und Wassereis erkennen, die sich je nach Sonnen- einstrahlung, d.h. Marsjahreszeit, verändern. Diese Jahreszeiten entstehen wie auf der Erde durch die Neigung der Rotationsachse des Planeten gegenüber seiner Umlaufbahn.

Der Mars ist der wohl am besten erforschte Planet. Schon über 20 sowjetische und US-amerikanische Raumsonden erkundeten ihn. Die ersten Live-Fernsehbilder gelangten im Rahmen der „Pathfinder- Mission“ 1997 zur Erde.

Ob es einfache Lebensformen auf dem Mars gab oder gar gibt, ist zwar unwahrscheinlich, aber heute noch nicht abschließend zu beantworten; bis jetzt sind noch keinerlei Lebensspuren entdeckt worden. Der Mars dürfte aber in absehbarer Zukunft der erste (und wahrscheinlich auch einzige) Planet sein, der von Menschen betreten werden wird.

Von allen Metallen wurde Mars das rötliche Eisen zugedacht. Im wurde der Wochentag Dienstag (frz. mardi) zugeordnet.

Wussten Sie, dass man früher in klaren Nächten bei uns über 3 000 Sterne sehen konnte, heute jedoch bestenfalls nur noch einige hundert?

Unten den unten aufgeführten Links finden Sie drei “Real Video” aus der Fernsehsendung Alpha Centauri:

Warum fasziniert uns der Mars?
Was ist dran am Marsgesicht?
Was sollen wir auf dem Mars?

Mars in Zahlen:

mittlere Entfernung v.d. Sonne 227 900 000 km (Modell 228 m) Lichtlaufzeit von der Sonne 12,7 min Umlaufdauer 687 Tage mittl. Umlaufgeschwindigkeit 24,1 km/s Durchmesser am Äquator 6786 km (Modell: 0,7 cm) Masse (Erde =1) 0,1 mittlere Dichte 3,93 g/cm3 Atmosphäre (sehr dünn) CO2 Oberflächentemperatur +20 °C bis -100 °C Rotationsdauer 24 Std. 37 min Anzahl der Monde 2 Flugzeit einer Raumsonde 6 Monate

Planetoiden oder Asteroiden

Planetoiden oder Asteroiden

Zwischen Mars und Jupiter wurde eine Vielzahl von kleinen und kleinsten Himmelskörpern entdeckt: die Planetoiden oder Asteroiden. Heute sind die Bahnen von über 5 000 Planetoiden bekannt; der größte, Ceres, hat einen Durchmesser von etwa 900 km. Man vermutet, dass der sog. Planetoidengürtel aus über 50 000 Objekten mit mehr als 1 km Durchmesser besteht. Einige wenige Planetoiden weichen von der Bahn des Planetoidengürtels stark ab und kreuzen sogar die Erdbahn.

Wer seine Fähigkeiten im Kampf gegen anfliegende Asteroiden unter Beweis stellen möchte, kann im Stile von Bruce Willis (Armageddon) dies hier in einem kleinem Spiel versuchen.

Im unten dem unten aufgeführten Link finden Sie ein “Real Video” aus der Fernsehsendung Alpha Centauri:

Asteroiden - Bomben aus dem All?
Woher kommen die Asteroiden?          

Jupiter

Der Namensgeber dieses Planeten, Jupiter (griech.: Zeus), stürzte seinen Vater Kronos und wurde dadurch höchster Gott auf dem Olymp, Gott der Erde und des Himmels. Die Monde des Jupiter sind alle nach Geliebten des Zeus benannt. Jupiter ist der größte Planet des Sonnensystems. Seine Masse macht 70 % der gesamten Planetenmasse aus und ist 318 mal so groß wie die Masse der Erde.

In ihm ist Platz für 1300 Erdkugeln. Zu Recht bezeichnet man ihn als einen Gasplaneten, denn er besteht zum größten Teil (>70 %) aus gasförmigem Wasserstoff und hat vermutlich nur einen kleinen festen Kern von etwa 20 000 km Durchmesser.

In nur 10 Stunden dreht sich der Riesenplanet um seine Achse, so dass am Äquator Geschwindigkeiten von über 40 000 km/h auftreten. An der Oberfläche seiner Atmosphäre toben ungeheure Stürme mit bis zu 1500 km/h, und der bekannte Große Rote Fleck hat sich als ein Wirbelsturmzentrum herausgestellt, das schon seit fast 400 Jahren beobachtet wird, einen Längsdurchmesser von über  40 000 km hat und damit 3-mal so groß ist wie der Durchmesser der Erde.

Jupiter strahlt fast doppelt so viel Energie aus, als er von der Sonne erhält. Aber seine Energie stammt nicht aus dem Kernbrennofen eines Sterns, sondern daher, dass er unter dem Druck seiner eigenen Schwerkraft langsam schrumpft. Dadurch verdichtet und
erhitzt sich der Gasriese. Um den Druck zu erzeugen, der nötig ist, damit Kernreaktionen ablaufen und um wie ein Stern zu leuchten, müsste er 80-mal größer sein.

Von den vielen Monden, die ihn begleiten, sind die vier größten bereits 1610 von Galilei entdeckt worden. Diese galileischen Monde - lo, Europa, Ganymed und Kallisto - sind von der Erde aus schon mit einem Fernglas zu erkennen. Die übrigen Monde sind ebenso wie das Ringsystem, das jeden der vier großen Gasplaneten umgibt, erst durch leistungsstarke Teleskope oder von Raumsonden entdeckt worden. Auf dem Mond lo hat man eine lebhafte vulkanische Tätigkeit beobachtet. Bei den größten Monden hat man sogar dünne Atmosphären festgestellt.

Wegen seiner Helligkeit verband man Jupiter mit dem weißlich-gelben Zinn. In der siebentägigen Woche wurde Jupiter der Donnerstag ( frz. jeudi / vgl. auch Donar = germanische Gottheit) zugeordnet.

Im unten dem unten aufgeführten Link finden Sie ein “Real Video” aus der Fernsehsendung Alpha Centauri:

Was nützt uns Jupiter?

Wussten Sie, dass es Sterne gibt, die 1 000-mal größer sind als unsere Sonne?
 

Jupiter in Zahlen:

mittlere Entfernung v.d. Sonne 778 400 000 km (Modell: 778 m) Lichtlaufzeit von der Sonne 43 min Umlaufdauer 11,9 Jahre mittl. Umlaufgeschwindigkeit 13,1 km/s Durchmesser am Äquator 142 800 km (Modell: 14 cm) Masse (Erde =1) 318 mittlere Dichte 1,33 g/cm3 Atmosphäre H2, He Oberflächentemperatu - 150 °C Rotationsdauer 9 Std. 50 Min Anzahl der Monde 16 Flugzeit einer Raumsonde 2 Jahre

Saturn

Der zweitgrößte Planet ist nach Saturn (griech.: Kronos) benannt; er war Vater des Zeus und erster Herrscher auf dem Olymp, bis er von Zeus gestürzt wurde.

Saturn hat die geringste Dichte aller Planeten und ist sogar leichter als Wasser. Er besitzt keine feste Oberfläche, wohl jedoch einen heißen festen inneren Kern aus Eisen und Gestein. Diesen dichten Kern umgibt eine Schale, die wahrscheinlich aus Ammoniak, Methan und Wasser besteht. Diese Schale wird von einer Art Sirup aus Wasserstoff und Helium umhüllt.

Wasserstoff und Helium sind in der Nähe der Oberfläche des Planeten gasförmig und gehen in seine Atmosphäre über, in der Wolken wirbeln, die wahrscheinlich aus gefrorenem Ammoniak bestehen.

Saturn fällt besonders durch sein ausgeprägtes Ringsystem auf, das schon mit kleinen Fernrohren zu erkennen ist; er ist der weiteste noch mit bloßem Auge sichtbare Planet.

Das Ringsystem besteht aus tausenden verschiedenen Ringen aus mikroskopisch kleinen Eis- und Staubteilchen bis hin zu riesigen Felsbrocken von vielen Metern Durchmesser. Die großen Ringe sind sehr breit. Der äußere hat einen Durchmesser von etwa 300 000 km.
Andere sind jedoch so dünn, dass wir sie gar nicht sehen können, wenn sie mit der Erde in einer Geraden liegen. Ihre Dicke schwankt zwischen 200 und 3000 Metern.
Zwischen den Ringen ist jeweils eine Lücke von mindestens 3200 km Breite.

Die Anzahl der Saturnmonde lässt sich z. Z. nicht genau angeben. Durch die Raumsonde „Pioneer 10“ sind mehrere neue entdeckt worden, so dass man heute davon ausgeht, dass der Saturn mindestens 22 Monde hat und damit der Planet mit den meisten Satelliten ist.

Dem Planeten Saturn, der sich am Himmel sehr langsam bewegt, übertrug man in der Reihe der Metalle das schwere Blei. In der Einteilung der Wochentage besetzte Saturn den Samstag ( frz. samedi ).

Insbesondere die Voyager-Missionen 1980 und 1981 haben klare und detailreiche Fotografien von dem Planeten, seinem Ringsystem und seinen Monden zur Erde gefunkt.

Im unten dem unten aufgeführten Link finden Sie ein “Real Video” aus der Fernsehsendung Alpha Centauri:

Warum hat der Saturn Ringe?

Saturn in Zahlen:

mittlere Entfernung v.d. Sonne 1 427 000 000 km (Modell: 1430 m) Lichtlaufzeit von der Sonne 1 Std. 20 min Umlaufdauer  29,5 Jahre mittl. Umlaufgeschwindigkeit 9,7 km/s Durchmesser am Äquator 120 000 km (Modell: 12 cm) Masse (Erde = 1)   95 mittlere Dichte 0,69 g/cm3 Atmosphäre H2, He Oberflächentemperatur - 220 °C Rotationsdauer 10 Std. 30 min Anzahl der Monde > 20 Flugzeit einer Raumsonde 4 Jahre

Uranus

Uranus wurde nach dem ersten Herrscher der Welt, Gott des Himmels und Vater des Kronos, benannt. Der Planet wurde 1781 von Friedrich Wilhelm Herschel von Berlin aus zufällig entdeckt.

Die blaue Färbung des Planeten ist Folge der Absorption roten Lichts durch Methan in den oberen Atmosphärenschichten. Uranus Atmos- phäre besteht aus circa 83% Wasserstoff, 15% Helium und 2% Methan. Die Rotationsachse des Uranus ist gegenüber seiner Bahnebene um rund 90° gekippt, so dass sich der Gasplanet auf seiner Umlaufbahn regelrecht entlangwälzt.

Wie die anderen Gasplaneten besitzt auch Uranus Ringe. Es gibt elf bekannte Ringe, allesamt sehr fein; der hellste ist bekannt als Epsilon-Ring. Die Ringe des Uranus waren die ersten, die nach denen des Saturn entdeckt wurden. Dies war von denkbar wichtiger Bedeutung, nachdem man erkannt hatte, dass Ringe eine gewöhnliche Erscheinung bei Planeten sind und nicht etwa eine Besonderheit des Saturns allein.

Zum Zeitpunkt der Voyager 2-Passage am Uranus zeigte dessen Südpol fast direkt zur Sonne. Es folgt daraus die ungewöhnliche Tatsache, dass die Polarregionen des Uranus mehr Sonneneinstrahlung aufnehmen als die äquatorialen. Trotzdem ist Uranus an seinem Äquator heißer als an seinen Polen.

„Voyager 2“ lieferte 1986 erstmals Bilder von seinem Ringsystem, und erst Anfang 1998 wurden zwei weitere Monde des Planeten durch leistungsstarke Teleskope entdeckt.

Im unten dem unten aufgeführten Link finden Sie ein “Real Video” aus der Fernsehsendung Alpha Centauri:

Warum liegt der Uranus schief?

 

Uranus in Zahlen:

mittlere Entfernung v.d. Sonne 2 870 000 000 km (Modell: 2870 m) Lichtlaufzeit von der Sonne 2 Std. 40 min Umlaufdauer  84,7 Jahre mittl. Umlaufgeschwindigkeit 6,8 km/s Durchmesser am Äquator 52 400 km (Modell: 5,2 cm) Masse (Erde = 1) 14,5 mittlere Dichte 1,27 g/cm3 Atmosphäre H2, He Oberflächentemperatur - 200 °C Rotationsdauer 10 Std. 50 min Anzahl der Monde 17 Flugzeit einer Raumsonde 9 Jahre

Neptun

Der nach dem röm. Meeresgott (griech.: Poseidon, Bruder des Zeus) benannte Planet wurde 1846 von Johann G. Galle, Berlin, aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Uranusbahn an einem vorausberechneten Punkt am Himmel gefunden.

Neptuns Zusammensetzung ist der des Uranus ganz ähnlich: verschiedene „Eisarten“ und Felsen mit ungefähr 15% Wasserstoff und etwas Helium.
In der Atmosphäre des bläulich schimmernden Planeten wurde neben Wasserstoff und Helium auch Ammoniak und Methan festgestellt.

Die blaue Färbung ist Ergebnis der Absorption roten Lichts durch das Methan in der Atmosphäre, es gibt aber noch eine weitere, noch nicht identifizierte Substanz, die den Wolken den kräftigeren blauen Farbton verleiht.
Ein riesiger dunkler Fleck in der oberen Atmosphäre des Planeten dürfte wie beim Jupiter ein Wirbelsturmzentrum darstellen. Aus Bewegungen der Wolkenbänder kann man auf sehr hohe Wind- geschwindigkeiten (über 1000 km/h) in der Neptunatmosphäre schließen.

Wie Jupiter und Saturn besitzt Neptun eine innere Hitzequelle - er strahlt mehr als doppelt so viel Energie ab als er von der Sonne empfängt. Aber seine Energie stammt nicht aus dem Kernbrennofen eines Sterns, sondern daher, dass er unter dem Druck seiner eigenen Schwerkraft langsam schrumpft. Dadurch verdichtet und erhitzt sich der Gasriese.

„Voyager 2“ entdeckte 1989 bei seinem Vorbeiflug ein Ringsystem und sechs kleinere Monde des Planeten; die Raumsonde verließ danach unser Sonnensystem und fliegt seit dieser Zeit antriebslos immer weiter in den interstellaren Raum. Neptun ist damit der am weitesten von uns entfernte Himmelskörper, von dem eine Sonde Informationen geliefert hat; alle Nachrichten, die uns damals von „Voyager 2“ erreichten,  waren rund 4 Stunden unterwegs, bis sie die Erde erreichten. Von 1979 bis 1999 war Neptun der am weitesten von der Sonne entfernte Planet, erst jetzt nimmt diesen Rang für die nächsten 230 Jahre wieder Pluto ein.  

 

Neptun in Zahlen:

mittlere Entfernung v.d. Sonne 4 496 000 000 km (Modell: 4500 m) Lichtlaufzeit von der Sonne 4 Std. 10 min Umlaufdauer      165,5 Jahre mittl. Umlaufgeschwindigkeit 5,4 km/s Durchmesser am Äquator 49 500 km (Modell: 5 cm) Masse 1(Erde = 1)  7,2 mittlere Dichte 1,77 g/cm3 Atmosphäre H2, He Oberflächentemperatur - 190 °C Rotationsdauer 16 Std. Anzahl der Monde 8 Flugzeit einer Raumsonde 12 Jahre

Pluto

Der 1930 entdeckte sonnenfernste und kleinste Planet ist nach dem Gott der Unterwelt (griech.: Hades) und sein Begleiter, der Mond Charon, nach dem Fährmann benannt, der die Verstorbenen über den Fluss Styx bringt, der die Grenze zur Unterwelt bildet.

Beide Himmelskörper rotieren in einem gebundenen System umeinander wie zwei Kugeln, die an einer Stange befestigt sind: Pluto und Charon kehren einander stets die gleichen Seiten zu.

Da der erst 1948 entdeckte Charon in nur 20 000 km Abstand den Planeten umkreist und mehr als halb so groß ist wie Pluto, muss man eigentlich von einem Doppelplaneten sprechen. Die Oberflächen- temperatur auf Pluto schwankt zwischen -235 und -210 °C
(38 bis 63 °K).       

Im Jahr 1996 gelangen dem Hubble-Teleskop die ersten genauen Bilder von der Oberfläche des Pluto. Sie zeigen etwa 12 helle bzw. dunkle Bereiche; die hellen, zu denen die Polkappen gehören, sind vermutlich gefrorener Stickstoff, die dunklen könnten Methaneis sein, das durch die Ultraviolettstrahlung der Sonne chemisch zerlegt wurde.

Bei neueren Forschungen wurden noch mehrere kleine Planetoiden jenseits der Neptunbahn entdeckt, so dass man annehmen kann, dass auch Pluto und Charon zu diesen gehören und deshalb keine echten Planeten, sondern Mitgliedereines zweiten Planet- oidengürtels (Kuiper-Gürtel) sind, die Plutinos genannt werden.

Die Umlaufbahn des Pluto ist sehr stark elliptisch: die kürzeste Entfernung von der Sonne beträgt 4,4 Milliarden km und die größte Entfernung 7,3 Milliarden km. Er kommt also bei jedem Umlauf für eine kurze Zeit der Sonne näher als Neptun (zuletzt von Januar 1979 bis März 1999). Außerdem ist seine Umlaufbahn stark gegenüber der Bahnebene (Ekliptik) der Erde und der anderen Planeten geneigt. Eine Raumsonde ist bisher noch nicht
bis Pluto vorgedrungen.

Pluto in Zahlen:

mittlere Entfernung v.d. Sonne 5 946 000 000 km (Modell: 5780 m. Dies entspricht der mittleren Entfernung der nächsten 100 Jahre) Lichtlaufzeit von der Sonne  5 Std. 30 min Umlaufdauer  248 Jahre mittl. Umlaufgeschwindigkeit 4,7 km/s Durchmesser am Äquator 2300 km (Modell: 0,2 cm)  Masse (Erde = 1) 0,0025 mittlere Dichte 2,15 g/cm3 Atmosphäre ? Oberflächentemperatur - 220 °C Rotationsdauer 6 Tage 8 Std. Anzahl der Monde 1 Flugzeit einer Raumsonde 16 Jahre

Am Ende des Weges

Mit der Station des Pluto ist das Ende des Marburger Planetenlehrpfades und des Modellsonnensystems erreicht. Die Sonne erscheint von hier aus nur noch wie ein kleines, hell strahlendes Scheibchen, das etwa so groß aussieht wie ein Pfennigstück aus 50 m Entfernung. Das Licht der Sonne ist bis zu 6 Stunden bis hierher unterwegs.

Der Einfluss der Sonne reicht aber noch weit in den interstellaren Raum hinaus. In einer Entfernung, die etwa 1000-mal so groß ist wie die Plutobahn, wird eine Materiewolke (Oort'sche Wolke) aus Milliarden von Einzelobjekten vermutet, die das Ausgangsmaterial für Kometen bilden könnten.

Bis zum nächsten Stern, Toliman oder Alpha Centauri, mit seinem noch ein wenig näheren kleinen Begleitstern, Proxima Centauri, sind es etwa 4,3 Lichtjahre oder im Modellmaßstab      40 000 km; damit würde aber im Maßstab des Marburger Planetenlehrpfades selbst die Erde nicht mehr ausreichen, um den Standort zu markieren.

Man müsste schon einen hundertmal größeren Maßstab verwenden, um die Entfernungen auch nur zu den allernächsten Sternen darstellen zu können: die Sonne im Cappeler Feld wäre dann nur noch 1,4 cm groß und würde in 1,50 m Abstand von einer 0,1 mm großen Erde umkreist werden, und Pluto würde dort zu finden sein, wo beim Marburger Planetenlehrpfad der Merkur steht. Das Modell von Alpha Centauri müsste dann in der. Nähe des Genfer Sees in der Schweiz und das Siriusmodell auf der Insel Elba in Italien errichtet werden.

Doch schon ein Modell des Polarsternes müsste in über 100 000 km Entfernung aufgestellt werden, und unser Globus würde wiederum nicht zur Darstellung ausreichen.

Um mit einem raketenangetriebenen Raumschiff, wie es nach dem heutigen Stand der Technik gebaut werden kann, zu Alpha Centauri zu gelangen, benötigte man bei einer Geschwindigkeit von 100 000 km/h über 40 000 Jahre.

Unten den unten aufgeführten Links finden Sie ein “Real Video” aus der Fernsehsendung Alpha Centauri:
Kann man mit Lichtgeschwindigkeit reisen?

Die Anfang 1972 gestartete US-Raumsonde „Pioneer 10“ hat unser Sonnensystem inzwischen verlassen und ist schon etwas über 10 Milliarden km weit entfernt; sie hat damit aber erst 0,2 Promille (Tausendstel) der Strecke Sonne - Alpha Centauri hinter sich gebracht.

Zwischen den Sternen ist praktisch leerer Raum; denn die interstellare Materie der Galaxis hat nur eine Dichte, die millionenmal geringer ist als die eines in irdischen Labors erzeugten Vakuums. Zur nächsten Galaxie, die man bei guten Sichtbedingungen auch bei uns mit bloßem Auge als einen kleinen verwaschenen Lichtfleck im Sternbild Andromeda erkennen kann, ist das Licht über 2 Millionen Jahre lang unterwegs.

Mit modernen Geräten werden Signale von Objekten empfangen, die sogar mehrere Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind.

Diese wenigen Beispiele der unvorstellbaren Dimensionen des Universums mögen einen kleinen Einblick in dessen Weite geben und deutlich machen:

"Wir leben auf einem kleinen Planeten, der einen sehr durchschnittlichen Stern am Rande einer gewöhnlichen Galaxie umkreist, die nur eine unter hundert Milliarden anderer ist" (Stephen Hawking). 

Der Text wurde der Broschüre zum Schwarzbach-Planetenweg
www.planetenweg.de
in Kriftel/Hattersheim entnommen, der uns mit freundlicher Genehmigung von Günter Hoffmann zur Verfügung gestellt wurde.

Ihm gilt unser besonderer Dank.   

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