Sonnensystem: Aufbau, Planeten und Gravitation

Im Zentrum des Sonnensystems steht die Sonne, ein Stern. Von innen nach außen folgen acht Planeten: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Der Merksatz „Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel“ erinnert an die Anfangsbuchstaben M–V–E–M–J–S–U–N. Zwischen Mars und Jupiter liegt der Asteroidengürtel mit vielen kleineren Gesteinskörpern. Sein größtes Objekt ist Ceres, ein fast 1000 km großer Zwergplanet. Jenseits von Neptun liegen weitere Kleinkörper und Zwergplaneten. Pluto zählt seit 2006 zu den Zwergplaneten.

Ein Planet umkreist die Sonne, ist durch seine eigene Gravitation annähernd rund und hat seine Bahnumgebung weitgehend bereinigt. Die Sonne ist ein Stern, der Mond umkreist hauptsächlich die Erde und viele Asteroiden erfüllen nicht alle Planetenkriterien.

Die inneren Gesteinsplaneten sind Merkur, Venus, Erde und Mars. Merkur ist der nächste und kleinste Planet. Die dichte Venusatmosphäre besteht überwiegend aus Kohlenstoffdioxid; ihr Treibhauseffekt führt zu etwa 460 °C im Mittel. Nur auf der Erde ist bisher Leben bekannt. Eisenoxidhaltiger Sand lässt Mars rot erscheinen.

Die äußeren Planeten sind die Gasriesen Jupiter und Saturn sowie die Eisriesen Uranus und Neptun. Jupiter ist der größte Planet. Saturn hat auffällige Ringe aus Eis und Gestein. Uranus rotiert mit einer Achse fast in seiner Bahnebene. Neptun ist der äußerste Planet und benötigt etwa 165 Erdjahre für einen Umlauf.

Die Sonne enthält etwa 99,86 % der Masse des Sonnensystems. Ihre Gravitation, also Anziehungskraft, prägt deshalb die Bahnen. Ein Planet bewegt sich vorwärts, wird aber ständig zur Sonne hin abgelenkt. So folgt er einer gebogenen Umlaufbahn. Ohne diese Anziehung würde er im vereinfachten Modell geradlinig weiterfliegen.

Bei der Eigenrotation dreht sich ein Körper um seine eigene Achse. Die Erdrotation erzeugt Tag und Nacht. Bei einem Umlauf bewegt er sich um einen anderen Körper. Ein Sonnenumlauf der Erde dauert rund 365 Tage. Nachts verdeckt nicht der Mond die Sonne; dein Ort zeigt von ihr weg. Eine Sonnenfinsternis ist eine besondere Stellung am Tag.

Die Sonne hat ungefähr 1,392 Millionen Kilometer Durchmesser, die Erde etwa 12 742 km. Der Sonnendurchmesser ist damit rund 109-mal so groß. Die Sonne hat rund 333 000-mal so viel Masse wie die Erde. Diese große Masse erklärt ihre starke Anziehungskraft. Tief im Inneren verschmelzen Wasserstoffkerne zu Helium. Dafür braucht es großen Druck und hohe Temperatur. Ein Teil der frei werdenden Energie erreicht die Erde als Licht und Wärme.

Sonnenlicht braucht ungefähr acht Minuten bis zur Erde. Andere Sterne sind viel weiter entfernt. Das Licht von Proxima Centauri, dem nächsten Stern, braucht etwa 4,3 Jahre bis zu uns.

Das Sonnensystem entstand vor etwa 4,5 Milliarden Jahren aus einer Wolke von Gas und Staub. Ein Modell erklärt die grundlegende Ordnung: Die Wolke zog sich zusammen; im Zentrum entstand die Sonne. Aus übrigem Material bildeten sich weitere Körper. Die Einzelheiten können von Ort zu Ort verschieden gewesen sein.

Planeten unterscheiden sich stark in Größe, Masse und Sonnenabstand. Ein Modell kann ihre Größen richtig vergleichen und dabei die Abstände verkürzen. Prüfe daher, was das Modell darstellt.

Vergleiche nur gleiche Dinge: Masse mit Masse, Durchmesser mit Durchmesser und Abstand mit Abstand. Die Erde ist ungefähr 149 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Neptun ist mit ungefähr 4,5 Milliarden Kilometern viel weiter weg. Beide Angaben beschreiben denselben Abstand zur Sonne.

Auch Massen kannst du vergleichen. Die Venus hat etwa 4,867 Quadrillionen Kilogramm Masse, die Erde etwa 5,972 Quadrillionen Kilogramm. Eine Quadrillion ist eine Eins mit 24 Nullen. Weil beide Angaben dieselbe Einheit haben, kannst du die Zahlen vergleichen: Die Venus besitzt ungefähr 0,815 Erdmassen. Das sind etwa vier Fünftel der Erdmasse. Über ihren Durchmesser sagt dieser Vergleich nichts.