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Bereits in der Antike beobachteten Astronomen Lichtpunkte, die sich vor dem Hintergrund des „fixen“, unveränderlichen Sternenhimmels bewegten. Sie nannten diese Objekte Planeten, was soviel wie „Wanderer“ bedeutet. Später gaben sie den einzelnen, mit dem bloßen Auge sichtbaren Wandersternen die noch heute gebräuchlichen Namen römischer Gottheiten: Jupiter – der Göttervater, Mars – der Kriegsgott, Merkur – der göttliche Bote, Venus – die Göttin der Liebe und Schönheit sowie Saturn – Jupiters Vater und zugleich Gott der Landwirtschaft und der Zeit. Seit gut 50 Jahren wagt sich der Mensch ins All vor, anfangs mit robotischen Raumsonden, um Planeten und deren Monde vor Ort zu erkunden – später auch mit bemannten Raumschiffen in den erdnahen Orbit und zum Mond. Die Perspektive auf die Erde von außen ermöglichte zum einen völlig neue Forschungsaspekte, er öffnete dem Menschen aber auch die Perspektive auf seinen Heimatplaneten aus einer gewissen Distanz.

Das Sonnensystem, unsere nähere kosmische Heimat, ist nur eines von vielen Planetensystemen im Weltall. Bis heute (Juli 2020) sind etwa 4300 Planeten um andere Sterne bekannt. Wir dürfen davon ausgehen, dass in den kommenden Jahren noch sehr viele Planeten und Planetensysteme entdeckt werden. Dabei zeigen sich durchaus bedeutsame Unterschiede: So finden wir in extrasolaren Planetensystemen oft Riesenplaneten wie Jupiter und Saturn auf sternnahen Bahnen, auf denen sich im Sonnensystem die relativ kleinen erdähnlichen Planeten befinden.

Von den acht Planeten, die um die Sonne kreisen, wissen wir nur von der Erde mit Sicherheit, dass dort Leben entstanden ist. Die Untersuchung von Mikroorganismen, die unter extremen Bedingungen auf der Erde leben, lässt allerdings vermuten, dass Leben auch auf anderen Planeten und Monden des Sonnensystems möglich wäre. Das Leben auf der Erde entstand vor drei bis dreieinhalb Milliarden Jahren, aber erst seit dem Zeitalter des Kambriums, das vor etwa 570 Millionen Jahren begann, hat sich das Leben in der heutigen Vielfalt entwickelt.

Künstlerische Darstellung unseres Sonnensystems, Größen und Abstände sind nicht maßstabsgerecht abgebildet. (© NASA/JPL-Caltech)Künstlerische Darstellung unseres Sonnensystems, Größen und Abstände sind nicht maßstabsgerecht abgebildet. (© NASA/JPL-Caltech)Zu unserem Sonnensystem gehören viele unterschiedliche Körper, die von lockeren, hochporösen Körpern aus Staub und Eis (wie der Kern des Kometen Churyumov-Gerasimenko), über Asteroiden aus Gestein, Metall und Eis, erdähnliche Gesteinsplaneten mit fester Oberfläche bis hin zu gigantischen Gasbällen reichen. Diese Gasriesen haben einen bis zu elfmal größeren Durchmesser als die Erde. Alle Planeten umlaufen die Sonne in der gleichen Richtung und ihre nahezu kreisförmigen Umlaufbahnen liegen fast in der gleichen Ebene, der Ekliptik. Die Ekliptik ist die Bahnebene, in der die Erde die Sonne umläuft, zugleich fällt sie mit der Äquatorebene der Sonne zusammen. Die Rotationsachsen der Planeten weichen meist nur wenig vom Lot auf diese Ebene ab. Ausnahmen bilden Uranus und Pluto. Der Zwergplanet Pluto ist so weit von der Sonne entfernt, dass eine Umrundung der Sonne 248 Jahre dauert. Merkur, der innerste Planet, benötigt dafür nur 88 Tage. Die kleineren, unregelmäßig geformten Körper des Sonnensystems haben häufig stärker elliptische Bahnen. Viele Kometen bewegen sich auf elliptischen bis hyperbolischen Bahnen, die sie bis an den Rand des Sonnensystems führen oder sogar darüber hinaus. So nähert sich der Komet Halley etwa alle 76 Jahre auf einer langgestreckten, elliptischen Bahn dem inneren Sonnensystem. Wenn die Erde auf ihrer jährlichen Reise um die Sonne in Bereiche gelangt, in denen ein Komet aus seinem Schweif winzige Staub- und Gesteinspartikel hinterlassen hat, treten in der Erdatmosphäre periodische Meteorschauer auf, die, wie beispielsweise die Perseiden, Mitte August mitunter sehr spektakulär sein können.

In Abhängigkeit von der Entfernung zur Sonne zeigt sich ein deutlicher Trend in der jeweiligen Masse und Zusammensetzung der Planeten. Die erdähnlichen oder „terrestrischen“ Planeten (Merkur, Venus, Erde, Mond [1] und Mars) im inneren Sonnensystem haben eine vergleichsweise geringe Masse bei einer hohen Dichte und bestehen vor allem aus Gestein und Eisen. Die großen Planeten des äußeren Sonnensystems – die Gasriesen Jupiter und Saturn, sowie die Eisriesen Uranus und Neptun – haben im Gegensatz dazu bei kleinerer Dichte eine viel größere Masse. Jupiter und Saturn bestehen vorwiegend aus gasförmigen, aber wegen des enormen Drucks im Inneren, superkritischem bis sogar metallischem Wasserstoff und Helium, in dem die Unterschiede zwischen gasförmigem und flüssigem Zustand verschwimmen. Uranus und Neptun dagegen bestehen hauptsächlich aus superkritischem Methan, Wasser und Ammoniak sowie aus molekularem Wasserstoff und Helium. Die Riesenplaneten haben Monde, die zumeist zu großen Teilen aus Eis bestehen. Diese Substanzen – Wasser, Methan, Ammoniak und Stickstoff – kondensieren bei niedrigen Temperaturen und Drücken, Wasserstoff und Helium dagegen bleiben unter fast allen natürlichen Bedingungen gasförmig. In ihrem tiefen Inneren haben jedoch auch die Riesenplaneten wahrscheinlich Kerne aus dichterem Material, vermutlich aus Silikaten und Metallen.

 

[1] Im Sinne der vergleichenden Planetologie wird der Mond als Bestandteil des Erde-Mond-Systems aufgrund seiner Größe und Zusammensetzung als erdähnlicher Planet betrachtet.