Sonnensystem

Zusammensetzung des Sonnensystems

Im Zentrum des Sonnensystems befindet sich die Sonne, die durch ihre Anziehungskraft die Bewegung aller anderen Körper beeinflusst. Sie selbst enthält mehr als 99 Prozent der Masse des Systems. Die Planeten, in der Reihenfolge ihrer Entfernung von der Sonne, sind Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Vier Planeten – Jupiter bis Neptun – haben Ringsysteme, und alle außer Merkur und Venus haben einen oder mehrere Monde. Pluto wurde offiziell zu den Planeten gezählt, seit er 1930 in einer Umlaufbahn hinter Neptun entdeckt wurde. 1992 wurde jedoch ein eisiges Objekt entdeckt, das noch weiter von der Sonne entfernt ist als Pluto. Viele weitere derartige Entdeckungen folgten, darunter ein Objekt namens Eris, das mindestens so groß wie Pluto zu sein scheint. Es wurde deutlich, dass Pluto nur eines der größeren Mitglieder dieser neuen Gruppe von Objekten war, die als Kuipergürtel bekannt ist. Dementsprechend stimmte die Internationale Astronomische Union (IAU), die Organisation, die von der wissenschaftlichen Gemeinschaft mit der Klassifizierung astronomischer Objekte beauftragt wurde, im August 2006 dafür, Pluto den Status eines Planeten abzuerkennen und ihn in eine neue Klassifizierung namens Zwergplanet einzuordnen. Für eine Erörterung dieser Maßnahme und der von der IAU angenommenen Definition des Begriffs Planet siehe Planet.

Jedes natürliche Objekt des Sonnensystems, das nicht die Sonne, ein Planet, ein Zwergplanet oder ein Mond ist, wird als Kleinkörper bezeichnet; dazu gehören Asteroiden, Meteoroiden und Kometen. Die meisten der mehreren hunderttausend Asteroiden oder Kleinplaneten kreisen zwischen Mars und Jupiter in einem fast flachen Ring, dem Asteroidengürtel. Die unzähligen Fragmente von Asteroiden und anderen kleinen Festkörpern (kleiner als ein paar Dutzend Meter Durchmesser), die den interplanetaren Raum bevölkern, werden oft als Meteoroide bezeichnet, um sie von den größeren asteroiden Körpern zu unterscheiden.

Die mehreren Milliarden Kometen des Sonnensystems sind hauptsächlich in zwei verschiedenen Reservoirs zu finden. Das weiter entfernte Reservoir, die so genannte Oortsche Wolke, ist eine kugelförmige Schale, die das Sonnensystem in einer Entfernung von etwa 50.000 Astronomischen Einheiten (AE) umgibt – mehr als 1.000 Mal so weit entfernt wie die Umlaufbahn des Pluto. Das andere Reservoir, der Kuiper-Gürtel, ist eine dicke scheibenförmige Zone, deren Hauptkonzentration sich 30-50 AE von der Sonne entfernt erstreckt, jenseits der Umlaufbahn von Neptun, aber einschließlich eines Teils der Umlaufbahn von Pluto. (Eine Astronomische Einheit ist die durchschnittliche Entfernung von der Erde zur Sonne – etwa 150 Millionen km.) So wie Asteroiden als felsige Trümmer betrachtet werden können, die bei der Bildung der inneren Planeten übrig geblieben sind, können Pluto, sein Mond Charon, Eris und die unzähligen anderen Objekte des Kuipergürtels als überlebende Vertreter der Eiskörper betrachtet werden, die sich zu den Kernen von Neptun und Uranus zusammenballten. Als solche können Pluto und Charon auch als sehr große Kometenkerne betrachtet werden. Die Zentauren, eine Gruppe von Kometenkernen mit Durchmessern von bis zu 200 km, umkreisen die Sonne zwischen Jupiter und Neptun und sind wahrscheinlich durch die Schwerkraft aus dem Kuipergürtel nach innen gestoßen worden. Das interplanetare Medium – ein äußerst dünnes Plasma (ionisiertes Gas), das mit Konzentrationen von Staubpartikeln durchsetzt ist – erstreckt sich von der Sonne bis zu einer Entfernung von etwa 123 AE.

Umlaufbahnen

Alle Planeten und Zwergplaneten, die felsigen Asteroiden und die Eiskörper im Kuipergürtel bewegen sich auf elliptischen Bahnen um die Sonne in der gleichen Richtung wie die Sonne. Diese Bewegung wird als prograde, also direkte, Bewegung bezeichnet. Betrachtet man das System von einem Aussichtspunkt oberhalb des Nordpols der Erde aus, so stellt man fest, dass alle diese Umlaufbewegungen gegen den Uhrzeigersinn verlaufen. In auffälligem Kontrast dazu befinden sich die Kometenkerne in der Oortschen Wolke auf Bahnen mit zufälligen Richtungen, die ihrer kugelförmigen Verteilung um die Ebene der Planeten entsprechen.

Die Form der Bahn eines Objekts wird durch seine Exzentrizität definiert. Für eine perfekt kreisförmige Bahn ist die Exzentrizität 0; mit zunehmender Ausdehnung der Bahnform nimmt die Exzentrizität bis zu einem Wert von 1 zu, der Exzentrizität einer Parabel. Von den acht großen Planeten haben Venus und Neptun die kreisförmigsten Bahnen um die Sonne, mit Exzentrizitäten von 0,007 bzw. 0,009. Merkur, der nächstgelegene Planet, hat mit 0,21 die höchste Exzentrizität; der Zwergplanet Pluto ist mit 0,25 noch exzentrischer. Ein weiteres Merkmal der Umlaufbahn eines Objekts um die Sonne ist seine Neigung, d. h. der Winkel, den es mit der Ebene der Erdumlaufbahn – der Ekliptikebene – bildet. Von den Planeten hat Merkur mit 7° zur Ekliptik die größte Neigung; die Bahn des Pluto ist mit 17,1° dagegen viel stärker geneigt. Die Bahnen der Kleinkörper haben im Allgemeinen sowohl eine größere Exzentrizität als auch eine größere Neigung als die der Planeten. Einige Kometen aus der Oortschen Wolke haben eine Neigung von mehr als 90°; ihre Bewegung um die Sonne ist also der Sonnenrotation entgegengesetzt, also retrograd.