Das Sonnensystem

Die Sonne

Die Sonne entstand vor etwa 4,6 Milliarden Jahren wie die anderen Sterne aus einer Verdichtung in einem zunächst sehr kühlen und dünnen Gasnebel, vielleicht ein Überrest einer Supernova. Unter ihrer eigenen Schwerkraft verdichtete sie sich immer weiter, bis in ihrem Zentrum eine Temperatur von etwa zehn Millionen °C erreicht war und die atomaren Kernprozesse einsetzen konnten. Der nötige Gasdruck war erzielt, die Schwerkraft auszugleichen, sie begann zu leuchten. Eine riesige rotierende Materiescheibe umgab sie, aus der sich dann die anderen Körper des Sonnensystems entwickelten.

Das Sonnensystem wird von der Schwerkraft der Sonne beherrscht, sie wirkt sich bis zu zwei Lichtjahren im Raum aus. Über 99% der Gesamtmasse des Sonnensystems steckt allein in der Sonne, der Rest in den Planeten, Monden, Kleinplaneten, Kometen und Meteoriten. Sie ist ein gasförmiger Himmelskörper, der zu etwa 75% aus Wasserstoff, zu 23% aus dem Edelgas Helium und zu 2% aus schwereren Elementen wie Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Silizium oder Eisen besteht. Die Gesamtmasse ist 332.270 mal größer als die der Erde, der Durchmesser beträgt 1.392.000 km. In einer Kugelhälfte hätte die Erde mit dem Mond genügend Platz.

An der Oberfläche herrscht eine Temperatur von über 5000 °C. Nach innen hin nehmen Druck, Dichte und Temperatur gewaltig zu. Im Kernbereich bei über zehn Millionen °C brechen die Atome in positiv elektrisch geladene Kerne und negativ geladene Elektronen auseinander, das nennen wir ein Plasma. Vier Wasserstoffatomkerne verwandeln sich jeweils in einen Heliumkern. Jeder so entstandene Heliumkern hat eine etwas kleinere Masse als die Wasserstoffkerne zusammen. Diese Differenz wird nach der berühmten Formel von Albert Einstein: E = m*c2 in die Energie E verwandelt. Dabei ist c die Lichtgeschwindigkeit und m die umgewandelte Masse. Die Energie gelangt in Form von Strahlung und Gasströmungen erst nach Tausenden von Jahren an die Oberfläche, wo jeder Quadratmeter etwa 60.000 Kilowatt erzeugt.

Sonne-Erde

Durch Beobachtung der Sonnenflecken, die sich von Osten nach Westen über die Sonnenscheibe bewegen, hat man die Rotation der Sonne messen können. Diese Flecken können beträchtlich größer als die Erde werden. Am Äquator rotiert sie in etwa 26 Tagen, zu den Polen hin in bis zu über 30 Tagen. Langfristige Beobachtungen zeigen eine Schwankung in der Häufigkeit von Sonnenflecken von durchschnittlich 11 Jahren. Bei einem Maximum wird auch die Sonnenaktivität größer. Von der Oberfläche schießen gewaltige Gaswolken in den Raum, die Protuberanzen.(zum Vergleich die Erde, der kleine blaue Punkt). Die äußerste Hülle der Sonne, die Korona, reicht viele Millionen Kilometer in den Raum hinaus. Trotz ihrer Temperatur von einigen Millionen °C besteht sie aus extrem dünnem Gas. Bei einer Sonnenfinsternis ist der strahlende Kranz besonders gut zu beobachten.


Die Planeten Als die Sonne vor etwa 4,6 Milliarden Jahren entstand, war sie noch von einer riesigen rotierenden Materiescheibe umgeben. Nach und nach vereinigten sich die Staubteilchen und wuchsen allmählich zu kleinen Körpern heran. Hunderte Millionen Jahre hindurch wurden die jungen Planeten und Monde von dem übrig gebliebenen Materie bombardiert, bis sich schließlich die Planeten formten, wie wir sie heute kennen: die inneren Planeten und die äußeren Planeten, sowie deren Monde. Pluto, ganz weit draußen, besteht vor allem aus Eis. Weiter gibt es Milliarden Kleinplaneten, Kometen und Meteoriten.

Die vier sonnennäheren Planeten, Merkur, Venus, Erde und Mars, bestehen vor allem aus Steinen und Metallen. Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun umgeben gewaltige Atmosphären aus Wasserstoff und Helium, Pluto fällt etwas aus dem Rahmen. Die masseärmeren vier inneren Planeten konnten nur eine dünne Atmosphäre halten, da auch der Teilchenstrom von der Sonne, der Sonnenwind, deren Gashüllen wegpustete. Im kleineren Maßstab wiederholte sich der Prozess der Planetenentstehung um die großen Planeten herum und so entstanden deren Satellitensysteme.

Alle Planeten laufen in derselben Richtung und fast in der derselben Bahnebene um die Sonne, die Bahnebene wird auch Ekliptik genannt. Von "oben" gesehen erfolgt die Bewegung gegen den Uhrzeiger. Das trifft auch für die Kleinplaneten oder Asteroiden zu. Kometen haben ganz verschiedene Bahnen, einige laufen sogar entgegengesetzt.

Wenn der Wasserstoff in etwa fünf Milliarden Jahren im Sonneninnern zur Neige geht, verwandelt sich das Helium in Kohlenstoff. Die Sonne bläht sich zu einem roten Riesenstern auf und erreicht mit der Oberfläche fast die Erde. Danach stößt sie ihre äußeren Schichten ab, während ihr Kern als weißer Zwergstern übrig bleibt. Sie hat dann etwa Erdgröße und ist so dicht, dass ein Zuckerwürfel Materie rund eine Tonne wiegen würde. Im Laufe von weiteren Milliarden Jahren kühlt sie dann ganz aus.