2.2. Entstehung Sonnensystem

Sonnensystem - Milchstraße

Nach dem Urknall vor 13,7 Mrd. Jahren, bildete sich vor 13,5 Mrd. Jahren die Milchstraßen Galaxie. In einem der Achsenarme entstand unser Sonnensystemen und ist etwa 3.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt und benötigt 200 Mio. Jahre für eine Umkreisung. Die Galaxis gilt als zweiarmige Balkenspiralgalaxie mit etwa 100 bis 300 Milliarden Sternen. Die Ausdehnung der galaktischen Ebene beträgt circa 100.000 Lichtjahre und deren Dicke etwa 3.000 Lichtjahre. Rund um der Milchstraße herum befinden sich Zwerggalaxien, wie die große und kleine Magellansche Wolke und der Canis Major Zwerg. Diese Zahlen und Angaben machen die unendlichen Größen und die komplexe Weite deutlich von denen hier die Rede ist. Schon unser Sonnensystem kommt uns gigantisch vor, erst recht, wenn wir dazu die Größe der Erde ins Verhältnis setzen.

Die Sonnenentstehung  (vor 4,565 Mrd. Jahren)

In den Spiralarmen der Galaxie werden Elemente gebunden und sammeln sich zu Gas- und Staubwolken (Elementensuppe).

Was passiert in den Gas- und Staubwolken?
• Durch die Schwerkraft ziehen sich Gas- und Staubteilchen gegenseitig an (Kollabieren)
• Die Wolke stürzt unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammen.
• Gase, die immer weiter zusammengedrückt werden, heizen sich auf.
• Der Protostern beginnt zu glühen.
• Wenn das Gas heiß genug ist, zündet im Inneren die Kernfusion

                                                                                   (nach der Quelle: Entstehung des Sonnensystems, Volker Ossenkopf)

   Elementensuppe                Kollabieren                    Protostern                      Gravitationssystem
                                                                                                          Quellengrafik: www.Weltraumforschung.de/ Sonnensystem – 2006

Wie reagiert der Protostern?

Aus der Fusion heraus schafft sich der entstandene Protostern (Protostern) ein Gravitationsfeld. Im Grunde bildet die neue kleine Sonne ein effektives Schutzsystem.
Sie ist im Inneren mit sich selbst beschäftigt und kann keine Verschmelzung mit weiteren Elementen verkraften. Die internen Reaktionen befinden sich an der Grenze der Belastbarkeit, und droht zu explodieren. Aufgrund der Gravitation hält sie die anderen Elemente von sich fern und bindet sie zugleich in eine Umlaufbahn (Gravitationssystem). Bedingt und infolge der Energiestrahlung durch die Protosonne reagieren nun die Teilchen in der Elementensuppe miteinander. In einem geordneten System kann die Sonne ungefährdet weiter anwachsen und an Masse zunehmen. Im Gravitationsfeld sind derweil die verschiedensten Himmelskörper entstanden. Milliarden von Asteroiden und Meteoriten schwirren umher, sowie erste Urplaneten.

Asteroiden (gr. astēr „Stern“ und der Endung „ähnlich“): Als Kleinplaneten oder Planetoiden werden diese kleinen Objekte bezeichnet.
Meteorit: Ist ein Festkörper kosmischen Ursprungs, der die Atmosphäre durchquert und den Erdboden erreicht hat. Er besteht gewöhnlich überwiegend aus Silikatmineralen oder einer Eisen-Nickel-Legierung. Da es sich fast immer um vielkörnige Mineralaggregate handelt, werden Meteoriten unabhängig von  ihrer chemischen Zusammensetzung zu den Gesteinen gezählt.
Komet (gr. kométes Haarstern): Oder auch Schweifstern genannt, ist ein kleiner Himmelskörper, der zumindest in den sonnennahen Teilen seiner Bahn eine durch Ausgasen erzeugte Koma (Schweif) aufweist.

Vergleichbar einer Melone oder einem Kürbis, hatte die Sonne aufgrund der Gegebenheiten seine spezifische maximale Größe erreicht. Von nun an arbeitet sie die Eigenenergie auf. Der Bedarf an nährenden Elementen von Außen sinkt und benutzt Staub- und Gaspartikel für die primäre Mission, dem Abkühlungsprozess. Die Masse der Sonne bestimmt dabei die Lebensdauer. Zurzeit hat sie entwicklungstechnisch die Hälfte der Existenz hinter sich. In etwa 4 Mrd. Jahren wird sie sich aufblähen (Roter Zwerg) und eine geballte Energieansammlung ins All schleudern. Anschließend verglüht sie die Restenergie, als Weißer Zwerg, bevor sie sich zu einem Schwarzen Loch entwickelt. Folglich wird die Sonne ihr eigenes Planetensystem (auch die Erde) aufsaugen und dann ins Zentrum der Galaxie zum großen Schwarzen Loch stürzen.

   Der Auftrag der Sonne lautet somit 
   - die Elementensuppe in ein System zu binden
   - die freiwerdende Energie aufzuarbeiten (kühlen)
   - die tote (energiearme) Materie im Nichts aufzulösen  
   - dass Sonnen-Ur-System

Das Entstehen eines Planetensystems ist daher ein effizienter Nebeneffekt zur systematischen Wiederherstellung des Urzustandes. In der Halbzeit der Sonnenlebensdauer haben wir insofern ein stabiles Planetensystem, dass keine unberechenbaren Energieturbulenzen zu erwarten sind. Die Sonne hat den Abkühlungsmechanismus unter Kontrolle. Das heißt leider auch, dass sich neue Planeten- und Monde bilden könnten. Ein zweiter Mond für den Planeten Erde, als bewährte Abkühlmethode hätte für uns Lebewesen katastrophale Folgen.

Entstehung der äußeren Planeten  (vor etwa 4,5 Mrd. Jahren)

Die Sonne ist der Ausgangpunkt, die Mutter, unseres Planetensystems. Nachdem die Sonne seine maximale Größe erreichte und ein Gravitationsfeld errichtet hatte, schwirrte noch immer ein ungeordneter Haufen von Elementen umher. Gas und Staub, Meteoriten und Asteroiden fliegen ungeordnet umher und bedrohen unberechenbar die Sonne. Einer der größten Asteroiden wächst im Zusammenspiel mit der Sonne zum Planeten heran. In dem langwidrigen magnetischen Reaktionsprozess entsteht der Jupiter, dabei ist es unerheblich, ob er ein Abspaltprodukt der Sonne ist oder seine Geburt im Gravitationsfeld erlebte. Der Jupiter fungiert als Vater in unserem Sonnensystem und ordnet mit der Sonne dynamisch die freien Elemente. Natürlich eignen sich zum Ordnen weitere große Asteroiden. Daraus entstehen Saturn, Uranus und Neptun. Sie sind unsere Verwandten (Onkel und Tanten) und beschließen die äußere Gravitation und sind allesamt Gasplaneten. 

Planeten Durchmesser 
( in km)
Entfernung / Sonne Umlaufzeit Temperatur   
( in °C )
Monde  (Stand 2005)
Jupiter   142.754        778.300.000 km      11,86 Jahre    -118° bis  -129°     63              ( 16 v. 2000)
Saturn   120.057    1.427.000.000 km      29,46 Jahre -179° bis  -184°    über 60     ( 18 v. 2000)
Uranus     51.177    2.869.600.000 km      84,01 Jahre -208° bis  -212°    27              ( 15 v. 2000)
Neptun     49.520    4.496.600.000 km    164,79 Jahre -219° bis  -221°    13              (   8 v. 2000)

Zur Veranschaulichung siehe Google-Bilder von Planeten oder benutzen sie die Quelle: www.astonomia.de

Mit den verbesserten technischen Möglichkeiten wissen wir heute ein Vielfaches mehr über die Außenplaneten. So verfügt nicht nur der Saturn über ein Ringsystem, sondern auch der Uranus und der Neptun. Ebenso müssen wir das Wissen über die Anzahl der Monde korrigieren.
Vor dem Jahr 2000 kannte die Astronomie, beispielsweise nur 16 Monde, die um den Jupiter kreisen. Die Größten davon sind Europa, Ganymed, Io und Kallisto.
Inzwischen wurden insgesamt 63 Monde entdeckt. Jeden der vier Außenplaneten könnte man als eigenständiges Planetensystem bezeichnen, da sie im wesentlichen ein individuelles magnetisches Gravitationssystem besitzen. Ihr Aufbau und Auftrag ist jedoch gebunden im Sinne der Sonne und bedeutet, das Gravitationsfeld der Sonne zu reinigen. An den äußeren Rand wurden Objekte in eine Umlaufbahn gezwungen, die zugleich das Sonnensystem begrenzen und schützen. Kuipergürtel und Oortsche Wolke nennen sich die Grenzsysteme, in denen  Milliarden von Objekten in einer Umlaufbahn um die Sonne rotieren. So auch der Zwergplanet Pluto, der lange Zeit als fünfter Außenplanet galt.

Kuipergürtel

  = ist eine scheibenförmige Region, die sich im Sonnensystem außerhalb der Neptunbahn in einer Entfernung von
     ungefähr 30 bis 50 Astronomischen Einheiten (AE) nahe der Ekliptik erstreckt und schätzungsweise mehr als
     70.000 Objekte beherbergt, die je einen Durchmesser von mehr als 100 km haben. In diesem Gürtel sind vier der
     fünf bekanntesten Zwergplaneten beheimatet: Haumea · Makemake · Eris und Pluto.

Oortsche Wolke

  = manchmal auch als zirkumsolare Kometenwolke oder Öpik-Oort-Wolke bezeichnet, wurde 1950 von
     Jan Hendrik Oort als Ursprungsort der langperiodischen 
Kometen postuliert. Milliarden von Himmelskörpern
    befinden sich in jener Wolke, die so groß wie Planeten sein können. Kometen lösen sich manchmal hieraus  und
    durchqueren das Planetensystem. Die Oortsche Wolke ist  die Grenzebarriere zwischen Sonnensystem und
    Galaxis.

 

Entstehung der inneren Planeten    (Siehe dazu entsprechende Bilderauswahl bei Google)

Im Gegensatz zu den anderen Außenplaneten besitzt der Jupiter ein schwach ausgeprägtes Ringsystem um sich herum. Das kann nur bedeuten, dass der Planet noch eine weitere Aufgabe hat oder hatte. Er ist der Großplanet, der der Sonne am nächsten ist und hat damit einen wesentlichen Anteil beim Aufbau des inneren Systems. Oder anders gesagt, bei der sonnennahen Säuberung. Im Innenbereich gibt es noch eine Vielzahl von freien Elementen, mitunter Abspaltprodukte der Sonne. Mit der Erschaffung der Innenplaneten wird die direkte Region um die Sonne gereinigt. Alle nicht verarbeiteten Elemente werden in den Asteroidengürtel gezwängt. Das heißt, letzte Staub- und Gaspartikel lösen sich auf. Staubpartikel binden sich entweder an Asteroiden oder bilden sich selbst zu einem Objekt. Gase verpuffen oder werden von der Sonne verbrannt. Der Asteroidengürtel ist so etwas, wie ein Lagersystem, deren Brocken nach und nach aufgearbeitet werden. Der größte Brocken darin ist zurzeit der Zwergplanet Ceres.Bei den vier Innenplaneten handelt es sich um Festplaneten. Anhand der Monde liegt die Vermutung nahe, dass die inneren Kleinplaneten viel später entstanden sind und somit die Kinder des Sonnensystems sind. Im Gegensatz zu den Außenplaneten sind die Innenplaneten Warmobjekte. 

Planeten Durchmesser Entfernung/ Sonne Umlaufzeit Temperatur
( in °C)
Monde
Merkur       4.878 km        57.900.000 km          87,97 Tage -212°  bis  +427°  0
Venus     12.104 km      108.200.000 km        224,70 Tage +446°  bis  +482° 0
Erde     12.756 km      149.600.000 km        365,26 Tage -88,3°  bis  +58,0° 1
Mars       6.787 km      227.900.000 km        686,98 Tage -126°  bis  +27° 2
Sonne 1 400 000 km      Um 5 500°C  
Alle Planeten zusammen  (Innen & Außen)  entsprechen nur ¼ der Masse unserer Sonne

Zur Veranschaulichung siehe Google-Bilder oder benutzen sie die Quelle: http://www.relei.de/planeten.html