Leitfaden zum Sonnensystem

Das Universum ist ein sehr großer Ort, und wir besetzen eine sehr kleine Ecke davon. Unser als Sonnensystem bekanntes Revier ist nicht nur ein winziger Bruchteil des Universums, wie wir es kennen, sondern auch ein sehr kleiner Teil unserer galaktischen Nachbarschaft (auch bekannt als Milchstraße). Im Endeffekt ist unsere Welt nur ein Tropfen Wasser in einem endlosen kosmischen Meer.

Trotzdem ist das Sonnensystem immer noch ein sehr großer Ort, der voller Geheimnisse steckt. Und in Wahrheit begannen wir erst in der relativ jüngeren Vergangenheit, ihr wahres Ausmaß zu verstehen. Und wenn es darum geht, es zu erkunden, haben wir wirklich erst begonnen, an der Oberfläche zu kratzen.

Entdeckung:

Mit sehr wenigen Ausnahmen erkannten nur wenige Menschen oder Zivilisationen vor der Ära der modernen Astronomie das Sonnensystem als das, was es war. Tatsächlich postulierte die überwiegende Mehrheit der astronomischen Systeme, dass die Erde ein stationäres Objekt war und sich alle bekannten Himmelsobjekte darum drehten. Darüber hinaus sahen sie es als grundlegend anders an als andere stellare Objekte, die ihrer Natur nach ätherisch oder göttlich waren.

Obwohl es in der Antike und im Mittelalter einige griechische, arabische und asiatische Astronomen gab, die glaubten, das Universum sei von Natur aus heliozentrisch (d Nikolaus Kopernikus entwickelte sein mathematisch prädiktives Modell von a heliozentrisches System im 16. Jahrhundert begann sie sich zu verbreiten.

Galileo (1564 – 1642) zeigte den Menschen oft, wie man mit seinem Teleskop den Himmel auf dem Markusplatz in Venedig betrachtet. Beachten Sie das Fehlen einer adaptiven Optik. Kredit: Gemeinfrei

Im 17. Jahrhundert haben Wissenschaftler wie Galileo Galilei , Johannes Kepler , und Isaac Newton entwickelte ein Verständnis der Physik, das zu der allmählichen Annahme führte, dass sich die Erde um die Sonne dreht. Die Entwicklung von Theorien wie der Gravitation führte auch zu der Erkenntnis, dass die anderen Planeten denselben physikalischen Gesetzen unterliegen wie die Erde.

Die weite Verbreitung des Teleskops führte auch zu einer Revolution in der Astronomie. Nachdem Galileo das entdeckte Monde des Jupiter 1610 entdeckte Christian Huygens, dass Saturn hatte auch Mond s im Jahr 1655. Mit der Zeit würden auch neue Planeten entdeckt (wie z Uranus und Neptun ) sowie Kometen (wie Der Halleysche Komet ) und der Asteroidengürtel .

Bis zum 19. Jahrhundert bestimmten drei Beobachtungen von drei verschiedenen Astronomen die wahre Natur des Sonnensystems und seinen Platz im Universum. Die erste wurde 1839 vom deutschen Astronomen Friedrich Bessel gemacht, der erfolgreich eine scheinbare Verschiebung der Position eines Sterns maß, die durch die Bewegung der Erde um die Sonne (auch bekannt als. stellare Parallaxe ). Dies bestätigte nicht nur das heliozentrische Modell zweifelsfrei, sondern offenbarte auch die enorme Entfernung zwischen der Sonne und den Sternen.

1859 verwendeten Robert Bunsen und Gustav Kirchhoff (ein deutscher Chemiker und Physiker) das neu erfundene Spektroskop, um die spektrale Signatur der Sonne zu untersuchen. Sie entdeckten, dass es aus den gleichen Elementen wie auf der Erde bestand, und bewiesen damit, dass die Erde und der Himmel aus den gleichen Elementen bestanden.

Mit der Parallaxentechnik beobachten Astronomen Objekte an gegenüberliegenden Enden der Erdumlaufbahn um die Sonne, um ihre Entfernung präzise zu messen. Bildnachweis: Alexandra Angelich, NRAO/AUI/NSF.

Dann Pater Angelo Secchi  – ein italienischer Astronom und Direktor am Päpstliche Universität Gregoriana – verglich die spektrale Signatur der Sonne mit der anderer Sterne und stellte fest, dass sie praktisch identisch sind. Dies zeigte schlüssig, dass unsere Sonne aus den gleichen Materialien wie jeder andere Stern im Universum besteht.

Weitere offensichtliche Diskrepanzen in den Umlaufbahnen der äußeren Planeten führten dazu, dass der amerikanische Astronom Percival Lowell zu dem Schluss kam, dass noch ein anderer Planet, den er als „ Planet X “, muss jenseits von Neptun liegen. Nach seinem Tod führte sein Lowell-Observatorium eine Suche durch, die schließlich zur Entdeckung von Clyde Tombaugh führte Pluto 1930.

Ebenfalls 1992 entdeckten die Astronomen David C. Jewitt von der University of Hawaii und Jane Luu vom MIT die Transneptunisches Objekt (TNO) bekannt als (15760) 1992 QB1. Dies würde sich als die erste einer neuen Population erweisen, die als die . bekannt ist Cooper Gürtel , die bereits von Astronomen vorhergesagt wurde, am Rande des Sonnensystems.

Weitere Untersuchungen des Kuipergürtels bis zur Jahrhundertwende würden zu weiteren Entdeckungen führen. Die Entdeckung von Eris und andere „Plutoide“ von Mike Brown, Chad Trujillo, David Rabinowitz und anderen Astronomen würden zu dem Große Planetendebatte – wo die IAU-Politik und die Konvention zur Benennung von Planeten angefochten würden.

Struktur und Zusammensetzung:

Im Kern des Sonnensystems liegt die Sonne (a G2 Hauptreihenstern ) die dann umgeben ist von vier terrestrische Planeten (die Inneren Planeten), die Haupt Asteroidengürtel , vier Gasriesen (die Äußere Planeten ), ein massives Feld kleiner Körper, das sich von 30 AE bis 50 AE von der Sonne (der Cooper Gürtel ). Das System ist dann von einer kugelförmigen Eiswolke umgeben Planetesimale (das Oort Cloud ), von dem angenommen wird, dass es sich bis zu einer Entfernung von 100.000 AE von der Sonne in den erstreckt Interstellares Medium .

Die Sonne enthält 99,86 % der bekannten Masse des Systems, und ihre Schwerkraft dominiert das gesamte System. Die meisten großen Objekte im Orbit um die Sonne liegen in der Nähe der Erdbahnebene ( die Ekliptik ) und die meisten Planeten und Körper drehen sich um ihn herum in die gleiche Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn, wenn man vom Nordpol der Erde aus betrachtet). Die Planeten stehen der Ekliptik sehr nahe, während Kometen und Kuiper ruft an Objekte stehen häufig in größeren Winkeln dazu.

Seine vier größten umlaufenden Körper (die Gasriesen) machen 99% der verbleibenden Masse aus, mit Jupiter und Saturn zusammen mehr als 90%. Die restlichen Objekte des Sonnensystems (einschließlich der vier terrestrischen Planeten, der Zwergenplaneten , Monde, Asteroiden und Kometen ) zusammen weniger als 0,002 % der Gesamtmasse des Sonnensystems ausmachen.

Die Sonne und Planeten im Maßstab. Bildnachweis: Illustration von Judy Schmidt, Texturkarten von Björn Jónsson

Astronomen teilen diese Struktur manchmal informell in separate Regionen auf. Da ist zunächst das Innere Sonnensystem, das die vier terrestrischen Planeten und den Asteroidengürtel umfasst. Darüber hinaus gibt es das äußere Sonnensystem, das die vier Gasriesenplaneten umfasst. In der Zwischenzeit werden die äußersten Teile des Sonnensystems als eine separate Region angesehen, die aus den Objekten jenseits von Neptun besteht (d. h. transneptunischen Objekten).

Die meisten Planeten im Sonnensystem besitzen eigene Sekundärsysteme, die von planetarischen Objekten umkreist werden, die als natürliche Satelliten (oder Monde) bezeichnet werden. Bei den vier Riesenplaneten gibt es auch Planetenringe – dünne Bänder winziger Teilchen, die sie gemeinsam umkreisen. Die meisten der größten natürlichen Satelliten befinden sich in synchroner Rotation, wobei eine Seite permanent ihrem Elternteil zugewandt ist.

Die Sonne, die fast die gesamte Materie des Sonnensystems umfasst, besteht zu etwa 98% aus Wasserstoff und Helium. Die terrestrischen Planeten des Inneren Sonnensystems bestehen hauptsächlich aus Silikatgestein, Eisen und Nickel. Jenseits des Asteroidengürtels bestehen Planeten hauptsächlich aus Gasen (wie Wasserstoff, Helium) und Eis – wie Wasser, Methan, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid.

Objekte, die weiter von der Sonne entfernt sind, bestehen größtenteils aus Materialien mit niedrigeren Schmelzpunkten. Eisige Substanzen umfassen die Mehrheit der Satelliten der Riesenplaneten sowie die meisten Uranus und Neptun (daher werden sie manchmal als „Eisriesen“ bezeichnet) und die zahlreichen kleinen Objekte, die außerhalb der Umlaufbahn von Neptun liegen.

Zusammen werden Gase und Eis bezeichnet als flüchtige Stoffe . Die Grenze im Sonnensystem, jenseits derer diese flüchtigen Substanzen kondensieren könnten, ist als Frostlinie bekannt und liegt etwa 5 AE von der Sonne entfernt. Innerhalb des Kuipergürtels bestehen Objekte und Planetesimale hauptsächlich aus diesen Materialien und Gestein.

Entstehung und Entwicklung:

Das Sonnensystem entstand vor 4,568 Milliarden Jahren durch den Gravitationskollaps einer Region innerhalb einer großen Molekülwolke, die aus Wasserstoff, Helium und kleinen Mengen schwerer Elemente besteht, die von früheren Sternengenerationen verschmolzen wurden. Als die Region, die das Sonnensystem werden sollte (bekannt als der präsolare Nebel), kollabierte, führte die Erhaltung des Drehimpulses dazu, dass sie sich schneller drehte.

Das Zentrum, in dem sich die meiste Masse sammelte, wurde immer heißer als die umgebende Scheibe. Als sich der kontrahierende Nebel schneller drehte, fing er an, sich zu a . abzuflachen protoplanetare Scheibe mit einem heißen, dichten protostar im Zentrum. Die Planeten entstanden durch Akkretion aus dieser Scheibe, in der Staub und Gas zusammengezogen wurden und sich zu immer größeren Körpern verschmolzen.

Aufgrund ihrer höheren Siedepunkte könnten näher an der Sonne nur Metalle und Silikate in fester Form existieren, und diese würden schließlich die terrestrischen Planeten von bilden Quecksilber , Venus , Erde und März . Da metallische Elemente nur einen sehr kleinen Teil des Sonnennebels ausmachten, konnten die terrestrischen Planeten nicht sehr groß werden.

Im Gegensatz dazu bildeten sich die Riesenplaneten (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) jenseits des Punktes zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter, wo das Material kühl genug ist, damit flüchtige eisige Verbindungen fest bleiben (d. h. die Frostlinie).

Das Eis, das diese Planeten bildete, war reichlicher als die Metalle und Silikate, die die terrestrischen inneren Planeten bildeten, wodurch sie massiv genug anwachsen konnten, um große Atmosphären aus Wasserstoff und Helium einzufangen. Überbleibsel, die nie zu Planeten wurden, sammelten sich in Regionen wie dem Asteroidengürtel, dem Kuipergürtel und der Oortschen Wolke.

Innerhalb von 50 Millionen Jahren wurden der Druck und die Dichte von Wasserstoff im Zentrum des Protosterns groß genug, um die thermonukleare Fusion zu beginnen. Temperatur, Reaktionsgeschwindigkeit, Druck und Dichte stiegen bis hydrostatisches Gleichgewicht wurde erreicht.

An diesem Punkt wurde die Sonne zu einem Hauptreihenstern. Sonnenwind von der Sonne schuf die Heliosphäre und fegte das restliche Gas und den Staub von der protoplanetaren Scheibe in den interstellaren Raum, wodurch der planetarische Entstehungsprozess beendet wurde.

Die terrestrischen Planeten unseres Sonnensystems in etwa relativer Größe. Von links: Merkur, Venus, Erde und Mars. Credit: Lunar and Planetary Institute

Das Sonnensystem wird ungefähr so ​​bleiben, wie wir es heute kennen, bis der Wasserstoff im Kern der Sonne vollständig in Helium umgewandelt ist. Dies wird in etwa 5 Milliarden Jahren der Fall sein und das Ende des Hauptreihenlebens der Sonne markieren. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kern der Sonne kollabieren und die Energieabgabe wird viel größer sein als heute.

Die äußeren Schichten der Sonne werden sich auf etwa das 260-fache ihres derzeitigen Durchmessers ausdehnen, und die Sonne wird zu einem roter Riese . Es wird erwartet, dass die expandierende Sonne Merkur und Venus verdampft und die Erde unbewohnbar macht bewohnbare Zone bewegt sich in die Umlaufbahn des Mars. Schließlich wird der Kern heiß genug für die Heliumfusion sein und die Sonne wird eine Zeit lang Helium verbrennen, wonach die Kernreaktionen im Kern nachzulassen beginnen.

An diesem Punkt bewegen sich die äußeren Schichten der Sonne in den Weltraum und hinterlassen ein weißer Zwerg – ein außergewöhnlich dichtes Objekt, das die Hälfte der ursprünglichen Masse der Sonne hat, aber die Größe der Erde hat. Die ausgestoßenen äußeren Schichten bilden das sogenannte a Planetennebel , wodurch ein Teil des Materials, das die Sonne gebildet hat, in das interstellare Medium zurückgeführt wird.

Inneres Sonnensystem:

Im inneren Sonnensystem finden wir die „inneren Planeten“ – Merkur, Venus, Erde und Mars – die so genannt werden, weil sie der Sonne am nächsten kreisen. Zusätzlich zu ihrer Nähe weisen diese Planeten eine Reihe wichtiger Unterschiede auf, die sie von anderen Planeten im Sonnensystem unterscheiden.

Zunächst einmal sind die inneren Planeten felsig und terrestrisch und bestehen hauptsächlich aus Silikaten und Metallen, während die äußeren Planeten Gasriesen sind. Die inneren Planeten sind auch viel enger beieinander als ihre Gegenstücke im äußeren Sonnensystem. Tatsächlich ist der Radius der gesamten Region kleiner als der Abstand zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Saturn.

Im Allgemeinen sind innere Planeten kleiner und dichter als ihre Gegenstücke und haben wenige bis keine Monde oder Ringe, die sie umkreisen. Die äußeren Planeten hingegen haben oft Dutzende von Satelliten und Ringen, die aus Eis- und Gesteinspartikeln bestehen.

Die terrestrischen inneren Planeten bestehen größtenteils aus feuerfesten Mineralien wie den Silikaten, die ihre Krusten und Mäntel bilden, und Metallen wie Eisen und Nickel, die ihre Kerne bilden. Drei der vier inneren Planeten (Venus, Erde und Mars) haben Atmosphären, die groß genug sind, um Wetter zu erzeugen. Alle von ihnen haben Einschlagskrater und tektonische Oberflächenmerkmale wie Rifttäler und Vulkane.

Von den inneren Planeten ist Merkur der unserer Sonne am nächsten und der kleinste der terrestrischen Planeten. Sein Magnetfeld beträgt nur etwa 1% des Erdmagnetfeldes, und seine sehr dünne Atmosphäre bedeutet, dass es tagsüber heiß (bis zu 430 °C) und nachts eiskalt (bis zu -187 °C) ist, da die Atmosphäre beides nicht kann Hitze drinnen oder draußen halten. Es hat keine eigenen Monde und besteht hauptsächlich aus Eisen und Nickel. Merkur ist einer der dichtesten Planeten im Sonnensystem.

Venus, die ungefähr die gleiche Größe wie die Erde hat, hat eine dicke giftige Atmosphäre, die Wärme einfängt, was sie zum heißesten Planeten im Sonnensystem macht. Diese Atmosphäre besteht zu 96% aus Kohlendioxid, zusammen mit Stickstoff und einigen anderen Gasen. Dichte Wolken in der Atmosphäre der Venus bestehen aus Schwefelsäure und anderen korrosiven Verbindungen mit sehr wenig Wasser. Ein Großteil der Venusoberfläche ist mit Vulkanen und tiefen Schluchten markiert – der größte davon ist über 6400 km lang.

Die Erde ist der dritte innere Planet und der, den wir am besten kennen. Von den vier terrestrischen Planeten ist die Erde der größte und der einzige, der derzeit flüssiges Wasser hat, das für das Leben, wie wir es kennen, notwendig ist. Die Erdatmosphäre schützt den Planeten vor gefährlicher Strahlung und trägt dazu bei, wertvolles Sonnenlicht und Wärme zu speichern, die auch für das Überleben lebensnotwendig sind.

Wie die anderen terrestrischen Planeten hat die Erde eine felsige Oberfläche mit Bergen und Schluchten und einem Schwermetallkern. Die Erdatmosphäre enthält Wasserdampf, der dazu beiträgt, die Tagestemperaturen zu mäßigen. Wie Merkur hat die Erde ein inneres Magnetfeld. Und unser Mond, der einzige, den wir haben, besteht aus einer Mischung verschiedener Gesteine ​​und Mineralien.

Mars, wie er heute aussieht, Credit: NASA

Der Mars ist der vierte und letzte innere Planet und wird aufgrund der Oxidation von eisenreichen Materialien, die die Oberfläche des Planeten bilden, auch als 'Roter Planet' bezeichnet. Der Mars hat auch einige der interessantesten Geländemerkmale aller terrestrischen Planeten. Dazu gehören der größte Berg des Sonnensystems (Olympus Mons), der sich etwa 21.229 m (69.649 ft) über die Oberfläche erhebt, und eine riesige Schlucht namens Valles Marineris – die 4000 km lang ist und Tiefen von bis zu 7 . erreicht km (4 Meilen).

Ein Großteil der Marsoberfläche ist sehr alt und voller Krater, aber es gibt auch geologisch neuere Gebiete des Planeten. An den Marspolen befinden sich polare Eiskappen, die während des Marsfrühlings und -sommers in ihrer Größe schrumpfen. Der Mars ist weniger dicht als die Erde und hat ein kleineres Magnetfeld, was eher auf einen festen Kern als auf einen flüssigen hinweist.

Die dünne Atmosphäre des Mars hat einige Astronomen zu der Annahme veranlasst, dass das Oberflächenwasser, das dort einst existierte, tatsächlich eine flüssige Form angenommen hat, aber seitdem im Weltraum verdampft ist. Der Planet hat zwei kleine Monde namens Phobos und Deimos.

Äußeres Sonnensystem:

Die äußeren Planeten (manchmal auch Jupiterplaneten oder Gasriesen genannt) sind riesige, in Gas gewickelte Planeten mit Ringen und vielen Monden. Trotz ihrer Größe sind nur zwei von ihnen ohne Teleskop sichtbar: Jupiter und Saturn. Uranus und Neptun waren die ersten seit der Antike entdeckten Planeten und zeigten Astronomen, dass das Sonnensystem größer war als bisher angenommen.

Die äußeren Planeten unseres Sonnensystems in ungefähr relativer Größe. Von links Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Credit: Lunar and Planetary Institute

Jupiter ist der größte Planet in unserem Sonnensystem und dreht sich relativ zu seiner Umlaufbahn um die Sonne (12 Erdenjahre) sehr schnell (10 Erdstunden). Seine dicke Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium und umgibt möglicherweise einen Erdkern von etwa der Größe der Erde. Der Planet hat Dutzende von Monden , etwas schwache Ringe und ein Großer roter Fleck – ein heftiger Sturm, der mindestens seit 400 Jahren passiert.

Saturn ist am bekanntesten für seine herausragenden Ringsystem – sieben bekannte Ringe mit klar definierten Teilungen und Lücken zwischen ihnen. Wie die Ringe dorthin gelangt sind, wird derzeit untersucht. Es hat auch Dutzende von Monden . Seine Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium, und es rotiert auch schnell (10,7 Erdstunden) relativ zu seiner Zeit, um die Sonne zu umkreisen (29 Erdenjahre).

Uranus wurde erstmals 1781 von William Herschel entdeckt. Der Tag des Planeten dauert etwa 17 Erdstunden und eine Umlaufbahn um die Sonne dauert 84 Erdenjahre. Seine Masse enthält Wasser, Methan, Ammoniak, Wasserstoff und Helium, die einen felsigen Kern umgeben. Es hat Dutzende von Monden und ein schwaches Ringsystem. Die einzige Raumsonde, die diesen Planeten besuchte, war die Reisen 2 Raumschiff im Jahr 1986.

Neptun ist ein weit entfernter Planet, der Wasser, Ammoniak, Methan, Wasserstoff und Helium und einen möglicherweise erdgroßen Kern enthält. Es hat mehr als ein Dutzend Monde und sechs Ringe. NASAsReisen 2Raumsonde besuchte diesen Planeten und sein System bis 1989 während seines Transits durch das äußere Sonnensystem.

Wie viele Monde gibt es im Sonnensystem? Bildnachweis: NASA

Transneptunische Region:

Im Kuipergürtel wurden mehr als tausend Objekte entdeckt, und es wird vermutet, dass es bis zu 100.000 Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 100 km gibt. Aufgrund ihrer geringen Größe und der extremen Entfernung von der Erde ist die chemische Zusammensetzung von KBOs sehr schwer zu bestimmen.

Spektrographische Studien, die seit ihrer Entdeckung in der Region durchgeführt wurden, haben jedoch im Allgemeinen gezeigt, dass ihre Mitglieder hauptsächlich aus Eis bestehen: einer Mischung aus leichten Kohlenwasserstoffen (wie Methan), Ammoniak und Wassereis – eine Zusammensetzung, die sie mit Kometen teilen. Erste Studien bestätigten auch ein breites Farbspektrum der KBOs, das von neutralem Grau bis hin zu tiefem Rot reicht.

Dies deutet darauf hin, dass ihre Oberflächen aus einer Vielzahl von Verbindungen bestehen, von schmutzigem Eis bis hin zu Kohlenwasserstoffen. 1996 haben Robert H. Brown et al. erhalten spektroskopische Daten des KBO 1993 SC , was zeigt, dass seine Oberflächenzusammensetzung der von Pluto (sowie von Neptuns Mond Triton) deutlich ähnelt, da er große Mengen an Methaneis besaß.

In mehreren KBOs wurde Wassereis entdeckt, darunter 1996 TO₆₆, 38628 Huya und 20000 Varuna. In 2004, Mike Brownet al. die Existenz von kristallinem Wassereis und Ammoniakhydrat auf einem der größten bekannten KBOs festgestellt, 50000 Quaoar . Beide Substanzen wären im Laufe der Zeit des Sonnensystems zerstört worden, was darauf hindeutet, dass Quaoar kürzlich wieder aufgetaucht war, entweder durch interne tektonische Aktivität oder durch Meteoriteneinschläge.

Neben Pluto im Kuipergürtel gibt es noch viele weitere erwähnenswerte Objekte. Quaoar, Möchte , Haumea , Orkus und Eris sind alle große Eiskörper im Gürtel und einige von ihnen haben sogar eigene Monde. Diese sind alle ungeheuer weit weg und doch sehr greifbar.

Oort Cloud und am weitesten entfernte Regionen:

Es wird angenommen, dass sich die Oortsche Wolke zwischen 2.000 und 5.000 AE (0,03 und 0,08 ly) bis zu 50.000 AE (0,79 ly) von der Sonne entfernt erstreckt, obwohl einige Schätzungen den äußeren Rand auf 100.000 und 200.000 AE (1,58 und .) 3.16 ly). Es wird angenommen, dass die Wolke aus zwei Regionen besteht – einer kugelförmigen äußeren Oortschen Wolke von 20.000 – 50.000 AE (0,32 – 0,79 ly) und einer scheibenförmigen inneren Oort (oder Hügel) Wolke von 2.000 – 20.000 AE (0,03 – 0,32 ly) .

Die äußere Oortsche Wolke kann Billionen von Objekten enthalten, die größer als 1 km (0,62 mi) sind, und Milliarden mit einem Durchmesser von 20 km (12 mi). Seine Gesamtmasse ist nicht bekannt, aber – vorausgesetzt, der Halleysche Komet ist eine typische Darstellung der äußeren Oortschen Wolkenobjekte – hat er die kombinierte Masse von ungefähr 3×10²⁵Kilogramm (6,6×10²⁵Pfund) oder fünf Erden.

Die Anordnung des Sonnensystems, einschließlich der Oortschen Wolke, im logarithmischen Maßstab. Bildnachweis: NASA

Basierend auf den Analysen vergangener Kometen besteht die überwiegende Mehrheit der Oort Cloud-Objekte aus eisigen flüchtigen Stoffen – wie Wasser, Methan, Ethan, Kohlenmonoxid, Blausäure und Ammoniak. Das Auftreten von Asteroiden, von denen angenommen wird, dass sie aus der Oort-Wolke stammen, hat auch zu theoretischen Untersuchungen geführt, die darauf hindeuten, dass die Bevölkerung aus 1-2% Asteroiden besteht.

Frühere Schätzungen schätzten seine Masse auf bis zu 380 Erdmassen, aber verbesserte Kenntnisse über die Größenverteilung langperiodischer Kometen haben zu niedrigeren Schätzungen geführt. Die Masse der inneren Oortschen Wolke muss unterdessen noch charakterisiert werden. Der Inhalt sowohl des Kuipergürtels als auch der Oortschen Wolke wird als Transneptunische Objekte (TNOs) bezeichnet, da die Objekte beider Regionen Bahnen haben, die weiter von der Sonne entfernt sind als die Bahn des Neptun.

Erkundung:

Unser Wissen über das Sonnensystem profitierte auch immens vom Aufkommen von Roboter-Raumfahrzeugen, Satelliten und Roboter-Landern. Ab Mitte des 20. Jahrhunderts, im sogenannten „ Das Weltraumzeitalter “ begannen bemannte und robotische Raumfahrzeuge, Planeten, Asteroiden und Kometen im Inneren und Äußeren Sonnensystem zu erkunden.

Alle Planeten des Sonnensystems wurden inzwischen in unterschiedlichem Maße von Raumfahrzeugen besucht, die von der Erde aus gestartet wurden. Durch diese unbemannten Missionen konnten die Menschen Nahaufnahmen aller Planeten machen. Bei Landern und Rovern wurden bei einigen Boden- und Atmosphärentests durchgeführt.

Foto eines russischen Technikers, der dem ersten künstlichen Satelliten der Menschheit Sputnik 1 den letzten Schliff gibt. Bildnachweis: NASA/Asif A. Siddiqi

Das erste künstliche Objekt, das ins All geschickt wurde, war der sowjetische Satellit Sputnik 1 , das 1957 ins All startete, monatelang erfolgreich um die Erde kreiste und Informationen über die Dichte der oberen Atmosphäre und der Ionosphäre sammelte. Die amerikanische Sonde Entdecker 6 , 1959 gestartet, war der erste Satellit, der Bilder der Erde aus dem Weltraum aufnahm.

Roboter-Raumsonden, die Vorbeiflüge durchführten, lieferten auch erhebliche Informationen über die Atmosphären, geologischen und Oberflächenmerkmale des Planeten. Die erste erfolgreiche Sonde, die an einem anderen Planeten vorbeiflog, war die Sowjet Mond 1 Sonde, die 1959 am Mond vorbeiraste. Das Mariner-Programm führte zu mehreren erfolgreichen planetarischen Vorbeiflügen, bestehend aus den Seemann 2 Mission an der Venus im Jahr 1962, die Seemann 4 Mission am Mars im Jahr 1965, und die Seemann 10 Mission an Merkur im Jahr 1974 vorbei.

In den 1970er Jahren wurden auch Sonden zu den äußeren Planeten entsandt, beginnend mit dem Pionier 10 Mission, die 1973 am Jupiter vorbeiflog und die Pionier 11 Besuch bei Saturn 1979. Die Reisen Sonden führten nach ihrem Start im Jahr 1977 eine große Tour zu den äußeren Planeten durch, wobei beide Sonden 1979 Jupiter und 1980-1981 Saturn passierten.Reisen 2dann näherte er sich 1986 Uranus und 1989 Neptun.

Gestartet am 19. Januar 2006, die Neue Horizonte Sonde ist die erste von Menschenhand geschaffene Raumsonde, die den Kuipergürtel erforscht. Diese unbemannte Mission flog im Juli 2015 an Pluto vorbei. Sollte sie sich als machbar erweisen, wird die Mission in den kommenden Jahren auch auf die Beobachtung einer Reihe anderer Kuipergürtel-Objekte (KBOs) ausgedehnt.

Orbiter, Rover und Lander wurden in den 1960er Jahren auf anderen Planeten im Sonnensystem eingesetzt. Der erste war der Sowjet Mond 10 Satelliten, der 1966 in die Mondumlaufbahn geschickt wurde. 1971 folgte der Einsatz des Seemann 9 Raumsonde, die den Mars umkreiste, und der Sowjet Venera 9 die 1975 die Venus umkreiste.

Die Galilei Sonde war der erste künstliche Satellit, der einen äußeren Planeten umkreiste, als er 1995 Jupiter erreichte, gefolgt von der Cassini - Huygens Sonde umkreist Saturn im Jahr 2004. Merkur und Vesta wurden bis 2011 von den BOTE und Dämmerung Sonden bzw. mitDämmerungEtablierung einer Umlaufbahn um den Asteroiden/Zwergplaneten Ceres im Jahr 2015.

Die erste Sonde, die auf einem anderen Körper des Sonnensystems landete, war der Sowjet Mond 2 Sonde, die 1959 auf dem Mond aufschlug. Seitdem sind Sonden 1966 auf der Oberfläche der Venus gelandet oder aufgeprallt ( Venera 3 ), Mars 1971 ( 3. März und Wikinger 1 1976), der Asteroid 433 Eros 2001 ( NAHE Schuster ) und Saturnmond Titan ( Huygens ) und der Komet Tempel 1 ( Tiefe Wirkung ) im Jahr 2005.

Curiosity Rover Selbstporträt-Mosaik, aufgenommen mit der MAHLI-Kamera beim Sitzen auf flachen Sedimentgesteinen am Aufschluss „John Klein“ im Februar 2013. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Marco Di Lorenzo/KenKremer

Bisher wurden nur zwei Welten im Sonnensystem, der Mond und der Mars, von mobilen Rovern besucht. Der erste Roboter-Rover, der auf einem anderen Planeten landete, war der Sowjet Lunochod 1 , die 1970 auf dem Mond landete. Der erste, der einen anderen Planeten besuchte, war Gast , die 1997 500 Meter über die Marsoberfläche reiste, gefolgt von Geist (2004), Gelegenheit (2004) und Neugier (2012).

Bemannte Missionen in den Weltraum begannen ernsthaft in den 1950er Jahren und waren während des „S Tempo Rennen “. Für die Sowjets war dies die Form des Wostok-Programm , bei der es darum ging, bemannte Raumkapseln in die Umlaufbahn zu schicken.

Die erste Mission – Wostok 1 – fand am 12. April 1961 statt und wurde von einem sowjetischen Kosmonauten geflogen Yuri Gagarin (der erste Mensch, der in den Weltraum ging). Am 6. Juni 1963 schickten die Sowjets auch die erste Frau – Valentina Tereshvoka – ins All als Teil der Wostok 6 Mission.

In den USA, Projekt Merkur wurde mit dem gleichen Ziel initiiert, eine bemannte Kapsel in den Orbit zu bringen. Am 5. Mai 1961, Astronaut Alan Shepard ging in den Weltraum an Bord der Freiheit 7 Mission und flog als erster Amerikaner (und zweiter Mensch) ins All.

Nachdem die Programme Vostok und Mercury abgeschlossen waren, verlagerte sich der Fokus sowohl der Nationen als auch der Weltraumprogramme auf die Entwicklung von Raumfahrzeugen für zwei und drei Personen sowie auf die Entwicklung von Langzeitraumflügen und Extravehicular Activity (EVA).

Stiefelabdruck im Mondstaub von Apollo 11. Bildnachweis: NASA

Dies nahm die Form an Woschkod und Zwillinge Programme in der Sowjetunion bzw. in den USA. Für die Sowjets bedeutete dies die Entwicklung einer Kapsel für zwei bis drei Personen, während sich das Gemini-Programm darauf konzentrierte, die Unterstützung und das Know-how zu entwickeln, die für eine eventuelle bemannte Mission zum Mond erforderlich sind.

Diese letztgenannten Bemühungen gipfelten am 21. Juli 1969 in der Apollo 11 Mission, als die Astronauten Neil Armstrong und Buzz Aldrin als erste Menschen den Mond betraten. Im Rahmen des Apollo-Programm , würden bis 1972 fünf weitere Mondlandungen stattfinden, und das Programm selbst führte dazu, dass viele wissenschaftliche Pakete auf der Mondoberfläche eingesetzt und Proben von Mondgestein zur Erde zurückgebracht wurden.

Nach der Mondlandung verlagerte sich der Fokus der US-amerikanischen und sowjetischen Raumfahrtprogramme auf die Entwicklung von Raumstationen und wiederverwendbaren Raumfahrzeugen. Für die Sowjets führte dies zu den ersten bemannten orbitalen Raumstationen, die der wissenschaftlichen Forschung und der militärischen Aufklärung gewidmet waren – bekannt als die Saljut und versteh es nicht Raumstationen.

Die erste orbitale Raumstation, die mehr als eine Besatzung beherbergte, war die der NASA Skylab , die von 1973 bis 1974 erfolgreich drei Besatzungen beherbergte. Die erste echte menschliche Siedlung im Weltraum war die sowjetische Raumstation Mir , das fast zehn Jahre lang, von 1989 bis 1999, ununterbrochen bewohnt war. Es wurde 2001 außer Dienst gestellt und sein Nachfolger, das Internationale Raumstation , hat seitdem eine kontinuierliche menschliche Präsenz im Weltraum aufrechterhalten.

Space Shuttle Columbia startet am 12. April 1981 zu seiner Jungfernfahrt. Bildnachweis: NASA

Die Vereinigten Staaten' Space Shuttle , das 1981 debütierte, war das einzige wiederverwendbare Raumschiff, das erfolgreich mehrere Orbitalflüge durchführte. Die fünf gebauten Shuttles ( Atlantis , Bemühen , Entdeckung , Herausforderer , Columbia und Unternehmen ) flog insgesamt 121 Missionen, bevor sie 2011 außer Dienst gestellt wurde.

Während ihrer Dienstzeit wurden zwei der Fahrzeuge bei Unfällen zerstört. Dazu gehörten die Space Shuttle Challenger – die beim Start am 28. Januar 1986 explodierte – und die Space Shuttle Columbia die bei der Wiedereinreise am 1. Februar 2003 zerfiel.

Im Jahr 2004, damals US- Präsident George W. Bush kündigte die Vision für die Weltraumforschung , die einen Ersatz für das alternde Shuttle, eine Rückkehr zum Mond und schließlich eine bemannte Mission zum Mars . Diese Ziele wurden seitdem von der Obama-Administration aufrechterhalten und umfassen nun Pläne für eine Asteroidenumleitung Mission, bei der ein Roboterfahrzeug einen Asteroiden näher an die Erde schleppt, damit eine bemannte Mission daran montiert werden kann.

Alle aus bemannten und robotischen Missionen gewonnenen Informationen über die geologischen Phänomene anderer Planeten – wie Berge und Krater – sowie deren saisonale meteorologische Phänomene (zB Wolken, Staubstürme und Eiskappen) haben zu der Erkenntnis geführt, dass andere Planeten erfahren die gleichen Phänomene wie auf der Erde. Darüber hinaus hat es Wissenschaftlern geholfen, viel über die Geschichte des Sonnensystems und seine Entstehung zu erfahren.

Da sich unsere Erforschung des Inneren und Äußeren Sonnensystems verbessert und erweitert hat, haben sich auch unsere Konventionen zur Kategorisierung von Planeten geändert. Unser aktuelles Modell des Sonnensystems umfasst acht Planeten (vier terrestrische, vier Gasriesen), vier Zwergplaneten und eine wachsende Zahl transneptunischer Objekte, die noch bestimmt werden müssen. Es enthält auch und ist von unzähligen Asteroiden und Planetesimalen umgeben.

Angesichts seiner schieren Größe, Zusammensetzung und Komplexität würde die Erforschung unseres Sonnensystems im Detail ein ganzes Leben dauern. Offensichtlich hat niemand so viel Zeit, um sich diesem Thema zu widmen, daher haben wir uns entschlossen, die vielen Artikel, die wir hier bei Universe Today darüber haben, zu Ihrer Bequemlichkeit auf einer einfachen Seite mit Links zusammenzufassen.

In den folgenden Links finden Sie Tausende von Fakten über das Sonnensystem. Viel Spaß bei der Recherche.

Das Sonnensystem:

• Interessante Fakten über das Sonnensystem
• Unser Sonnensystem
• Was ist das Sonnensystem?
• Wie groß ist das Sonnensystem?
• Durchmesser des Sonnensystems
• Umlaufbahnen des Sonnensystems
• Wie alt ist das Sonnensystem?
• Sterne und Planeten
• Alles über Planeten
• Inneres Sonnensystem
• Jenseits des Sonnensystems
• Sonnensystem, Galaxie, Universum
• Diagramm des Sonnensystems
• Neues Sonnensystem
• Bestellung des Sonnensystems
• Oort Cloud
• Interplanetarer Raum
• Ebene der Ekliptik
• Planetesimale
• Weltraum
• Protoplaneten
• Planetoid
• Nemesis

Theorien über das Sonnensystem:

• Entstehung des Sonnensystems
• Wie ist das Sonnensystem entstanden?
• Ursprung des Sonnensystems
• Sonnennebel
• Theorie der Sonnenstörung
• Theorie des Sonnennebels
• Geozentrische Theorie
• Geozentrisches Modell
• Heliozentrisches Modell
• Unterschied zwischen geozentrisch und heliozentrisch

Monde:

• Mond
• Was ist ein Mond?
• Wie viele Monde gibt es im Sonnensystem?

Alles EXTREM!:

• Wie viele Sterne gibt es im Sonnensystem?
• Größter Vulkan im Sonnensystem
• Was ist der größte Mond im Sonnensystem?
• Was ist der kleinste Mond im Sonnensystem?
• Größte im Sonnensystem

Sachen zum Sonnensystem:

• Sonnensystem-Quiz
• Video zum Sonnensystem
• Modell des Sonnensystems