Das Sonnensystem

Die Sonne und die Gesamtheit der sie umkreisenden Himmelskörper, wie Planeten, Planetoiden, Kometen und Meteoroiden sowie der Raum, in dem sich diese Objekte bewegen einschließlich der übrigen, darin befindlichen sogenannten interplanetaren Materie bezeichnen wir als unser Sonnensystem. Die Unterteilung der Körper des Sonnensystems nach gemeinsamen physikalischen Eigenschaften liefert die genannten Objektgruppen.

Der Zentralkörper unseres Sonnensystem ist die Sonne, um die sich, soweit bekannt, neun Planeten bewegen. Die inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars unterscheiden sich durch hohe Dichten, langsame Rotation, das Vorhandensein von nur wenigen Monden sowie durch ihren Aufbau aus Metallen und Gestein wesentlich von den äußeren Planeten, deren chemische Zusammensetzung mehr der der Sonne gleicht.

Die Planeten bewegen sich, den Keplerschen Gesetzen folgend, auf nahezu kreisförmigen Ellipsenbahnen um die Sonne. Die Bahnebenen fallen fast mit der Äquatorebene der Sonne zusammen, lediglich Pluto zeigt größere Abweichungen. Der Umlaufsinn beinahe aller Planeten und Monde sowie ihre Rotation und die Rotation der Sonne haben die gleiche Richtung. Die Bahnebene der Erde heißt Ekliptik und ist identisch mit der scheinbaren Bahn der Sonne am Himmel. Die mittlere Entfernung der Erde von der Sonne nennt man Astronomische Einheit (AE). Eine AE entspricht einer Strecke von 149,6 Mill. km und wird als Maß für Längenangaben im Sonnensystem benutzt.

Das Sonnensystem ist vermutlich vor etwa 4,6 Mrd. Jahren entstanden. Zur Erklärung seiner Entstehung existieren zahlreiche Theorien. Unklar war dabei immer, ob es sich bei der Entstehung des Planetensystems um einen außergewöhnlichen, oder einen im Universum alltäglichen Vorgang handelt. Während ältere Überlegungen noch eine zufällige Entstehung des Sonnensystems herausstellen, bevorzugt man heute eine Theorie, nach der sich bei der Entstehung eines Sternes in vielen Fällen auch ein Planetensystem bildet. Die Sonnen-Planeten-Theorie geht von der Annahme aus, daß sich Sonne und Planeten gleichzeitig oder kurz nacheinander aus derselben Materie, dem Urnebel gebildet haben.

Dieser Urnebel verdichtete sich im Laufe der Zeit immer mehr, und aus einzelnen Turbulenzen (Wirbeln) bildeten sich im Zentrum die Sonne und um sie herum größere feste Körper, sogenannte Planetesimale. Durch den Zusammenstoß solcher Planetesimale wird die Materie erhitzt. Größere Protoplaneten fangen immer wieder kleinere von ca. 10% der Erdmasse ein und erhitzten sich weiter. Im Inneren der Planeten hält sich diese Wärme bis heute. Da von Natur aus im Universum Wasserstoff das Element mit dem größten Vorkommen ist, bleibt die Frage, woher die schwereren Elemente in den Planeten stammen. Modellrechnungen zeigen ferner, daß die Dichte des Urnebels nicht ohne äußeren Anstoß dazu ausgereicht hätte, nur unter dem Einfluß der Gravitation die Gase zu einem Stern zusammenzuziehen. Für beides könnte eine Supernova-Explosion in der Nähe des Urnebels verantwortlich sein. Aus Einschlüssen von Magnesium in primitiven Meteoriten (sog. kohlige Chondrite) läßt sich die Hypothese stützen, daß nur wenige Millionen Jahre vor deren Entstehung ganz in der Nähe ein ausgebrannter Stern in einer Supernova explodierte!

Aus dem zeitlichen und örtlichen Zusammentreffen von Supernovaexplosion und Entstehung des Sonnensystems glaubt man schließen zu dürfen, daß hier nicht Zufälle spielten, sondern es vielmehr zur Entstehung unseres Sonnensystems einer nahen Supernovaexplosion bedurfte.

Ebenso wie die Massen unterscheiden sich auch die Durchmesser und Entfernungen der einzelnen Körper des Sonnensystems sehr stark. Einerseits besitzt die Sonne als größter Himmelskörper des Systems einen Durchmesser von rund 1,39 Mill. km, entsprechend 109 Erddurchmessern, der Mond unserer Erde nur einen Durchmesser von rund 3.470 km, entsprechend etwa 1/4 Erddurchmesser. Die Durchmesser der beobachteten Planetoiden variieren sogar zwischen 1.000 km und wenigen Metern. Auf der anderen Seite erstreckt sich die mittlere Entfernung der Planeten von der Sonne von 58 Mill. km bei Merkur bis zu 5,9 Mrd. km bei Pluto. Ein Modell des Sonnensystems, das beide Größenverhältnisse - Entfernung und Durchmesser - abbildgetreu wiedergibt, ist wegen der unterschiedlichen Größendimensionen nur schwer realisierbar.