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Planeten sind kugelähnliche Himmelskörper. Sie umlaufen die Sonne in kreisähnlichen Bahnen (Ellipsen) in fast einer Ebene (Ekliptik) und reflektieren deren Licht. Die Sonne ist das Gravitationszentrum. Man unterscheidet die inneren und äußeren Planeten auf Grund ihrer Distanz zur Sonne.
Übersicht :
Abb.5: Das Sonnensystem
Name des
Planeten Umlaufzeit um die Sonne (in Erdjahren) mittl. Umlauf-geschwindig-keit (in km/s) Bahnneigung zur Umlaufe-bene der Erde Umdrehungszeit um die eigene Achse (in Erdzeit) Winkel zwischen Äquatorebene und Umlaufebene mittl. Entfer-nung von der Sonne (in AE1) mittl. Temp-eratur an der Oberfläche mittl. Dichte (in g/cm3) Äquatordurch-messer (rel. Zum Erddurchmesser)2 Masse (rel zur Erde)3 Fluchtge-schwindigkeit (in km/s) Anzahl der Monde Anzahl der Ringe Zeitpunkt der Entdeckung Symbol
Merkur
0,241 47,8 7,00° 58d15h
36min 0°? 0,39 +350°C (Tag) -170°C (Nacht) 5,44 0,38 0,05 4,25 0 0 Diese Planeten
Venus
0,615 35,0 3,39° 243d
3h50min 178° 0,72 +475°C 5,24 0,95 0,815 10,36 0 0 sind
Erde
1 29,8 0° 23h
56min4,1s 23°27' 1 +22°C 5,52 1 1 11,18 1 0 mit dem
Mars
1,881 24,1 1,85° 24h37min
22,6s 24° 1,52 -23°C 3,93 0,53 0,107 5,02 2 0 bloßem
Jupiter
11,869 13,0 1,31° 9h55min
30s 3°4' 5,20 -123°C (oberer Wolkenrand) 1,33 11,19 317,9 59,64 16 1 Auge zu
Saturn
29,628 9,6 2,49° 10h40min
24s 26°44' 9,54 -18°C (oberer Wolkenrand) 0,69 9,48 95,2 35,41 21 ausgedehntes Ringsystem erkennen
Uranus
84,665 6,8 0,77° 15h
26min 98° 19,20 -218°C (oberer Wolkenrand) 1,27 4,06 14,5 21,41 17 10 1781
Neptun
165,5 5,4 1,77° 16h3min 29° 30,06 -228°C (oberer Wolkenrand) 1,66 3,81 17,2 23,52 8 3 1846
Pluto 251,9 4,7 17,2° 6d9h22min 50°? 39,6 -230°C? 1,1 0,23 0,003 1,0 1 0 1930
1 1 A.E. (1 Astronomische Einheit) = 149.600.000 km
2 Erddurchmesser: 12.756 km
3 Erdmasse: 5,97x1024 kg
Die scheinbaren Bewegungen :
innere Planeten
Abb.6: Scheinbare Bewegungen der inneren Planeten
- der Planet scheint um die Sonne zu pendeln
- Sichtbarkeit: . als Morgen- oder Abendstern sichtbar
. niemals um Mitternacht
. zeigen Phasengestalten
Abb.7: Phasengestalten der Venus
äußere Planeten
Abb.8: Scheinbare Bewegungen der äußeren Planeten
- Überholt der innere (schnellere) Planet Erde den äußeren (langsameren) Planeten, so scheint sich dieser zeitweilig entgegengesetzt zu bewegen, er ist "rückläufig". Anschließend bewegt er sich wieder in der ursprünglichen Richtung wie die Sonne, nämlich von West nach Ost, er ist wieder "rechtläufig". Durch diesen Bewegungswechsel bildet die Bahn des Planeten eine Schleife.
Abb.9: Schleifenbewegung eines äußeren Planeten
- Sichtbarkeit: Äußere Planeten können auch auf der sonnenabgewandten Seite (Nachtseite) der Erde stehen und wären dann die ganze Nacht sichtbar.
Merkur :
Abb. 10: Merkur
Wegen seiner großen Sonnennähe ist Merkur nur in der Abend- oder Morgendämmerung beobachtbar. Sein Abstand von der Erde schwankt zwischen 80 und 220 Millionen Kilometern. Seine größte scheinbare visuelle Helligkeit beträgt -0m,2, die Rotationsperiode beträgt 58,65 Tage und seine siderische Umlaufzeit beträgt 87,97 Tage. Da der Planet keine nennenswerte Atmosphäre besitzt, herrschen große Temperaturgegensätze zwischen Tag- (585°K) und Nachtseite (150°K). Die Oberfläche besitzt erdmondähnliche Formationen.
- gehört zu den inneren (erdähnlichen) Planeten
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 57,9x106 km
kleinster Abstand: 46 x106 km
größter Abstand : 70 x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 7,00°
- Äquatordurchmesser: 4878 km
- mittlerer Dichte: 5,43 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 278 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 2°
- Albedo: 0,096
- Merkur besitzt keinen Mond
Venus
Abb.11: Venus
Venus gehört zu den inneren (erdähnlichen) Planeten. Bezüglich Masse, Dichte und Radius ist die Venus der Erde sehr ähnlich. In den anderen physikalischen Parametern treten jedoch kaum Gemeinsamkeiten auf. Eine Besonderheit gegenüber allen anderen Planeten ist die langsame Venusrotation von 243 Erdtagen, die entgegengesetzt (retrograd) zur Bahnbewegung um die Sonne gerichtet ist. Die Länge eines Sonnentages auf der Venus entspricht 117 Erdtagen. Die Atmosphäre der Venus ist völlig anders aufgebaut, als die der Erde. Sie besteht in 24 km Höhe (Druck 17,7 bar) aus 96,4% CO2; 3,4% N2; 0,135% H2O-Dampf; alle anderen Bestandteile liegen im ppm-Bereich (1 auf 1 Million): 200 ppm SO2; 70 ppm O2; 200 ppm He; 20 ppm Ar; 5 ppm Ne. Die Venus wird von einer Wolkenhülle umgeben, deren oberste und mit max. 14 km Dicke stärkste Schicht sich zwischen 56 und 79 km Höhe erstreckt. Die durchschnittliche Temperatur dieser Schicht betrtägt etwa -20°C; in ihr wurde ein großer Anteil von Schwefelsäurepartikel nachgewiesen. Das Kohlendioxid, der atmosphärische Wasserdampf sowie die nachgewiesenen festen und flüssigen Schwefelpartikel bewirken die Aufheizung der Venusoberfläche (Treibhauseffekt), so daß Temperaturen bis zu 450°C erreicht werden. Der Druck am Boden beträgt um 90 bar (=9x106 Pa). Die Oberfläche der Venus macht nach Radarmessungen von Bord amerikanischer Venussonden aus einen weitestgehend flachen bis hügelligen Eindruck. Auf der Nordhalbkugel wurde jedoch ein Hochplateau von 3200km Länge und 1600km Breite entdeckt, das fast 5km höher als die Umgebung ist und an dessen Rändern sich drei große Berggruppen mit bis zu 12.000m über das Grundniveau der Venus erheben. Ferner wurde ein 250km breites und mindestens 1500km langes Kluftsystem aufgefunden, in dem sich eine etwa 6,5 km tiefe und etwa 400 km lange Spalte befindet.
- Abstand von Sonne:
mittlerer Abstand: 108,2x106 km
kleinster Abstand: 107,5x106 km
größter Abstand : 108,9x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 3,39°
- Äquatordurchmesser: 12.104 km
- mittlere Dichte: 5,24 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 860 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 3°
- Albedo: 0,6
- Venus besitzt keine Monde
Erde
Abb.12: Die Erde - der blaue Planet
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 149,6x106 km
kleinster Abstand: 147 x106 km
größter Abstand : 152 x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 0°
- Äquatordurchmesser: 12.756 km
- mittlerer Dichte: 5,515 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 978 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 23°27'
- Albedo: 0,37
- die Erde besitzt 1 Mond
Mars
Abb. 13: Mars
Der Mars gehört zu den inneren (erdähnlichen) Planeten. Außer der Erde ist der Mars der einzige Planet, bei dem es möglich ist, durch seine Atmosphäre auf die feste Oberfläche zu blicken. Seine Entfernung zur Erde schwankt je nach Stellung der beiden Planeten auf ihren Bahnen zwischen rund 400 Mio km und 56 Mio km. Der Marstag ist nur wenig länger als ein Erdentag (24h37min). Die Neigung der Äquatorebene (23°59') führt wie bei der Erde zu einem Wechsel des Einfallswinkels der Sonnenstrahlen und damit zu Jahreszeiten. Messungen der amerikanischen Raumflugkörper ergaben, daß die Marsatmosphäre bis in 230 km Höhe reicht (Temperatur 200°K = -73°C). Die Marsatmosphäre besteht in Bodennähe aus Kohlendioxid (95%), Stickstoff (weniger als 0,4%), Wasserdampf (zwischen 0,01 und 0,1%, stark variabel), Kohlenmonoxid (weniger als 0,16%) und Spuren der Edelgase Krypton und Xenon. Der Atmosphärendruck an der Oberfläche des Planeten beträgt rund 8mbar. Temperaturmessungen amerikanischer Raumsonden ergaben durchschnittliche Tagestemperaturen zwischen +13°C und -53°C und Nachttemperaturen zwischen -53°C und -100°C. Die tiefste gemessene Temperatur betrug 134°K (-139°C), unmittelbar am Südpol, der zum Zeitpunkt der Messung in der lokalen Winterperiode war. Die gefundene tiefste Temperatur bedeutet, daß in der Winterperiode über dem Polgebiet atmosphärisches Kohlendioxid ausfriert und als Eis deponiert wird. Die Sommertemperatur ergab gleichzeitig 205°K (-68°C); demnach dürfte die permanente Polkappe im Sommer aus normalem Wassereis bestehen. Als charakteristische Oberflächenformen kommen neben Vulkanen und durch Meteoriteneinschlag entstandene Krater auch Sanddünenfelder, Risse, Spalten u.a. Bruchsysteme sowie 1000km lange und bis zu 250km breite flußähnliche Vertiefungen vor.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 227,9x106 km
kleinster Abstand: 206,7x106 km
größter Abstand : 249,2x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 1,85°
- Äquatordurchmesser: 6794 km
- mittlere Dichte: 3,93 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 372 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: 23°59'
- Albedo 0,154
- Mars besitzt 2 Monde (Phobos und Deimos)
Jupiter
Abb. 14: Jupiter
Der Planet Jupiter ist der größte und massereichste Planet des Sonnensystems; er gehört zu den hellsten Objekten des Himmels. Je nach der Stellung von Jupiter und Erde ändert sich der Abstand des Planeten von der Erde zwischen588 Mio und 967 Mio km. Schon bei Betrachtung des Jupiters mit kleinen Fernrohren fällt seine starke Abplattung auf, die er infolge seiner schnellen Rotation besitzt. Jupiter rotiert in weniger als 10 h um seine Achse, die fast senkrecht auf seiner Bahnebene steht. Ferner kann man auf der Oberfläche parallel zum Planetenäquator mehrere dunkle und helle wolkenartige Streifen und den seit 1878 ständig beobachteten "Großen Roten Fleck" sehen. Jupiter übertrifft die Erde im Durchmesser um das Elffache und besitzt eine Masse von 318 Erdmassen. In der Atmosphäre konnten bisher Wasserstoff, Deuterium, Helium, Methan und Ammoniak nachgewiesen werden. Die Temperatur an der Wolkenobergrenze liegt bei -145°C (128°K). Außer einem Ring, der maximal 30 km "dick" und 8000 km breit ist und sich in einer Entfernung von etwa 128.300 km vom Planeten erstreckt, besitzt Jupiter 16 Monde, deren vier größte (von Galilei entdeckt) bereits in einem guten Feldstecher zu sehen sind.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 779x106 km
kleinster Abstand: 740x106 km
größter Abstand : 815x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 1,31°
- Äquatordurchmesser: 142.984 km
- mittlerer Dichte: 1,33 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 2288 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 3°04'
- Albedo: 0,52
- größte scheinbare Helligkeit: -2m,5
- Jupiter besitzt 16 Monde
Saturn
Saturn ist der griechischen Sage nach ein alter Bauerngott. Er ist der zweitgrößte Planet in unserem Sonnensystem und gehört zu den Jupiterähnlichen. Er unterscheidet sich in seiner Größe nur wenig von Jupiter. Auch seine Atmosphäre ist der des Jupiter ähnlich und besteht v.a. aus Wasserstoff und Helium mit Beimischungen von Ammoniak und Methan; ferner beobachtet man streifige Wolkenstruktur. Ein vollständiger Umlauf um die Sonne dauert bei einem Abstand von 9,54 A.E. 29,46 Jahre. Durch seine schnelle Rotationsgeschwindigkeit (1 Umdrehung um die eigene Achse dauert 10h40min24s) kommt es zu einer starken Abplattung des Globusses. In seiner Atmosphäre toben Stürme zehnmal so schnell wie bei uns auf der Erde. Die Auffälligkeit des Saturns ist sein ausgeprägtes Ringsystem. Die Auswertung der von den amerikanischen Raumsonden "Voyager 1" und "Voyager 2" beim Vorbeiflug am Saturn (November 1980 bzw. August 1981) gelieferten Daten ergab, daß Saturn ein kompliziertes, aus mehreren Einzelringen bestehendes Ringsystem besitzt. Die Einzelringe wiederum bestehen aus Eisbrocken und eisbedeckten Gesteinsbrocken. Desweiteren besitzt Saturn mindestens 21 Monde, deren größter, Titan, eine Atmosphäre besitzt, die v.a. aus Wasserstoff und Methan besteht. Die durchschnittliche Temperatur auf der Titanoberfläche liegt bei etwa -160°C (113°K).
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 1432x106 km
kleinster Abstand: 1343x106 km
größter Abstand : 1509x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 2,49°
- Äquatordurchmesser: 120.536 km
- mittlerer Dichte: 0,70 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 905 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 26°44'
- Albedo: 0,76
- größte scheinbare Helligkeit: +0m,7
- Saturn besitzt 21 Monde und ein ausgedehntes Ringsystem
Abb.16: Ringsystem des Saturns
- mittlere Dichte des Saturns: 0,69 g/cm3 (kleiner als Dichte von H2O)
- Oberflächentemperatur: -150°C
Abb. 17: Aufbau des Saturns
Saturn besitzt 21 Monde (u.a. Tethys, Dione, Rhea, Titan, Japetus)
Titan: Saturns größter Trabant
(einzigster Mond mit dichter Atmosphäre)
- Titanen griechisches Göttergeschlecht, das von Uranus und Gäa abstammt
- Durchmesser: 5150 km
- gleicht den inneren, erdähnlichen Planeten
- Gesteinskern / Atmosphäre (1,5x Erdatmosphärendruck; besteht aus N2; kein Treibhauseffekt)
- Oberfläche: Orangefarbene Wolken, welche an den Rändern blaue Dunstschleier aufweisen
Abb. 18: Die Monde des Saturns
Uranus
Abb. 19: Uranus
Dieser von F. W. Herschel am 13. März 1781 entdeckte Planet unterscheidet sich durch die Lage der Rotationsachse, die fast genau in seiner Bahnebene liegt, von allen anderen Planeten. Aus den beim Vorbeiflug der Raumsonde "Voyager 2 im Januar 1986 gewonnenen Daten geht hervor, daß Uranus eine Atmosphäre (Temperatur um -200°C) aus über 80% Wasserstoff und 10 bis 15% Helium besitzt; wolkenartige Gebilde konnten ein Methaneisnebel identifiziert werden. Uranus besitzt ein aus 11 dünnen Ringen bestehendes Ringsystem sowie 5 größere, 10 kleinere und 2 1997 entdeckte Monde.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 2884x106 km
kleinster Abstand: 2735x106 km
größter Abstand : 3005x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 0,77°
- Äquatordurchmesser: 51.120 km
- mittlerer Dichte: 1,27 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 777 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 98°
- Albedo: 0,51
- größte scheinbare Helligkeit: +5m,5
- Uranus besitzt 17 Monde
Neptun
Abb. 20: Neptun
Entdeckt wurde Neptun 1846, nachdem seine Existenz auf Grund der Störungen, die er auf die Bahn von Uranus ausübt, vorhergesagt worden war. Durch Vorbeiflug der Raumsonde "Voyager 2" im August 1989 konnten bessere Daten über Neptun gewonnen werden. Neptun besitzt eine hauptsächlich aus Methan bestehende Atmosphäre. Die Oberflächentemperatur beträgt 37°K (= -236°C). Neptun besitzt ein Ringsystem aus zwei schmalen (10 bis 15 km) und sehr viel breiteren Ringen. Acht Monde umkreisen den Planeten.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 4509x106 km
kleinster Abstand: 4456x106 km
größter Abstand : 4537x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 1,77°
- Äquatordurchmesser: 49.526 km
- mittlerer Dichte: 1,71 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 1100 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 29°
- Albedo: 0,35
- größte scheinbare Helligkeit: +7m,8
- Neptun besitzt 8 Monde
Pluto
Abb. 21: Pluto
Der erst 1930 entdeckte Planet besitzt die größte mittlere Entfernung aller Planeten von der Sonne. Zwischen 1970 und 2008 allerdings ist Neptun sonnenfernster Planet, innerhalb dessen fast kreisförmiger Bahn die stark elliptische Bahn von Pluto in diesem Zeitraum verläuft. Pluto besitzt einen Mond mit dem Namen "Charon", welcher 1978 entdeckt wurde und eine Umlaufzeit von 6,4 Tagen aufweist.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 5966x106 km
kleinster Abstand: 4425x106 km
größter Abstand : 7375x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 17,2°
- Äquatordurchmesser: 2.300 km
- mittlerer Dichte: 2,03 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 0,4 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 122°
- Albedo: 0,4
- größte scheinbare Helligkeit: +14m,9
- Pluto besitzt 1 Mond (Charon)
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