Als das Fernrohr erfunden wurde, konnten sich
die Menschen zum ersten Mal andere Planeten genauer anschauen. Einer fiel dabei von Anfang an auf: Saturn mit seinen Ringen.
Aus der Ferne sehen die Ringe aus wie ein festes Band rund um den Planeten. Doch mit Berechnungen und
speziellen Messungen fand man heraus: Die Ringe bestehen aus Milliarden kleiner Staubkörner, Eiskristalle und Gesteinsbrocken. Sie alle kreisen gleichmäßig um den Saturn, und zwar in einer dichten, flachen Wolke, so dass sie im
Fernrohr wie eine Scheibe erscheinen.
So wie hier sah es früher um alle Planeten herum aus. Doch anderswo zogen sich die Brocken in der Staubwolke im Laufe der Zeit zusammen und bildeten Monde. Nur direkt um den Saturn herum war
das nicht möglich: Hier störte die Schwerkraft des nahen Riesenplaneten – so kreist die Staubwolke bis heute. Ein Stück weiter vom Saturn entfernt ist diese Störung schwächer, so dass sich dort Saturnmonde bilden
konnten.
Auch die anderen großen Planeten – Jupiter, Uranus und Neptun – besitzen Ringe. Allerdings bestehen die Saturnringe aus besonders hellem Material und sind daher im Fernrohr am leichtesten zu
sehen.
Was ist unser Sonnensystem und wie ist es entstanden?
Die Erde ist nicht allein im All: Seit langem beobachten die Menschen Sonne, Mond und Sterne am Himmel. Dabei haben sie schon früh entdeckt, dass sich einige Sterne bewegen. Diese wandernden Sterne
wurden beobachtet und ihre Wege verfolgt. Doch lange Zeit verstand man ihre Bewegungen nicht – bis vor etwa fünfhundert Jahren ein Mann mit dem Namen Nikolaus Kopernikus das Rätsel löste: Die Erde und die „wandernden Sterne“
sind in Wirklichkeit Planeten, die alle in verschiedenem Abstand um die Sonne kreisen.
Heute kennen wir acht Planeten. Um sich ihre Namen in der richtigen Reihenfolge zu merken, helfen die Anfangsbuchstaben des Satzes
„Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel.“ – oder kurz: M-V-E-M-J-S-U-N.
Merkur ist der Planet, der am nächsten an der Sonne
kreist. Dann kommen Venus, Erde und Mars. Diese vier inneren Planeten haben eine feste Oberfläche aus Gestein und sind noch verhältnismäßig nah an der Sonne – nur einige hundert Millionen
Kilometer.
Weiter draußen, im Abstand von etwa einem bis 4,5 Milliarden Kilometern von der Sonne entfernt, kreisen die äußeren Planeten: Jupiter, Saturn mit seinen Ringen, Uranus und ganz
außen Neptun. Sie bestehen aus Gas (vor allem Wasserstoff und Helium) und sind viel größer als die inneren Planeten. Jupiter und Saturn sind etwa zehn Mal so groß wie die Erde, deshalb nennt man sie auch die
Gasriesen.
Und schließlich gibt es noch Asteroiden, Kometen und Staubwolken, die auch um die Sonne kreisen. Die Anziehungskraft der Sonne hält alle diese Himmelskörper zusammen und zwingt sie, wie an einer langen
Leine im Kreis zu fliegen. Alles zusammen nennt man das Sonnensystem. Auch die Monde gehören dazu – aber sie werden von der Anziehungskraft der Planeten festgehalten.
Aber warum hat die Sonne überhaupt Planeten? Das
hängt damit zusammen, wie die Sonne entstanden ist: Eine Wolke aus Gas und Staub zog sich durch ihre eigene Schwerkraft zusammen und wurde zu einem Stern. Doch nicht alles Material dieser Wolke wurde im Stern „verbaut“ – etwa ein
Prozent blieb übrig. Und als die Sonne dann zu leuchten begann, drückte die Strahlung die restliche Materie wieder nach außen.
Die leichten Gase wurden dabei weit nach außen geschoben, der schwerere Staub und
Gesteinsbrocken blieben in der Nähe der Sonne. Aus diesen Staub- und Gaswolken entstanden im Laufe der Zeit die Planeten. Daher gibt es im Sonnensystem außen die Gasplaneten, weiter innen die Gesteinsplaneten – darunter unsere
Erde – und ganz in der Mitte die Sonne. Sie enthält 99% der Masse des Sonnensystems und hält mit ihrer Schwerkraft alles zusammen.
Was ist der Mond?
Er ist der hellste Himmelskörper am Nachthimmel: der Mond. In Vollmondnächten scheint er so hell, dass manche Menschen schlecht schlafen können. Er erscheint
so groß wie die Sonne und die Sterne wirken daneben wie winzige Lichtpunkte.
Doch der Eindruck täuscht: In Wirklichkeit ist der Mond (Durchmesser: 3474 km) nur etwa ein Viertel so groß wie die Erde (12742 km)
– und die Sonne (1,39 Millionen km) ist sogar vierhundert Mal größer. Der Mond erscheint uns nur gleich groß, weil er uns so nahe steht – die Sonne (Abstand zur Erde etwa 150 Millionen km) ist nämlich auch etwa vierhundert Mal weiter
entfernt als der Mond. (384400 km, ein Flugzeug benötigt für diese Strecke immerhin 18 Tage!)
Auch das helle Licht täuscht: Anders als die Sonne leuchtet der Mond nicht von selbst, sondern wird von der Sonne angestrahlt. Ein
Teil dieses Lichts wird dann von der Mondoberfläche zurückgeworfen und trifft auf die Erde. Nur weil der Mond uns so nahe steht, kommt auf der Erde genügend Licht an, um uns die Nacht zu erhellen – zumindest, wenn der Mond nicht gerade
spurlos verschwunden zu sein scheint …
Was ist
ein Planet?
Vielleicht ist dem ein oder anderen am Morgen- oder Abendhimmel ein besonders heller Stern aufgefallen: die Venus. Nach der Sonne und dem
Mond ist sie das hellste Objekt am Himmel. Weil sie so hell leuchtet, wird sie auch „Morgenstern“ oder „Abendstern“ genannt – sehr zum Ärger der Astronomen: Denn die Venus ist kein Stern, sondern ein Planet!
Der wichtigste
Unterschied: Ein Stern leuchtet von selbst, ein Planet nicht. Sterne haben in ihrem Inneren eine Energiequelle, so dass sie heiß glühen und Licht ausstrahlen. Ein Planet dagegen ist kalt und leuchtet nicht von alleine. Wir können ihn
nur sehen, wenn er von einem Stern angeleuchtet wird. Dann verteilt die Oberfläche des Planeten das Licht des Sterns in alle Richtungen.
Die meisten Planeten gehören zu einem Stern. Denn Planeten entstehen nicht alleine, sondern zusammen mit einem Stern. Sie gehören dann zu diesem
Stern und umkreisen ihn – wie zum Beispiel Erde und Venus, die um die Sonne kreisen.
Und warum ist die Venus so gut zu sehen, obwohl sie nur das Licht der Sonne weiterleitet? Das liegt an ihrer dichten Wolkendecke, die das
Sonnenlicht besonders gut reflektiert. Außerdem ist die Venus nach dem Mond der Himmelskörper, der der Erde am nächsten kommt: gerade mal 40 Millionen Kilometer – das ist verglichen mit den Entfernungen im Weltall ein
Katzensprung. Weil sie der Erde so nahe kommt und ihre Wolken viel Licht zurückwerfen, können wir sie gut am Himmel erkennen.
Die Venus ist natürlich nicht der einzige Planet. Sie ist – wie die Erde – einer der acht Planeten
in unserem Sonnensystem. Und auch die Sonne ist nicht der einzige Stern mit Planeten. Da es unvorstellbar viele Sterne gibt, muss es im Universum von Planeten nur so wimmeln.
Warum haben Planeten Monde?
Die Erde hat einen, der Mars zwei, Jupiter und Saturn sogar je über sechzig! Nur zwei Planeten im Sonnensystem müssen ohne Monde auskommen: Merkur und Venus, alle
anderen Planeten haben mindestens einen Mond. Aber warum haben die meisten Planeten Monde? Und was ist ein Mond eigentlich?
Für uns ist der Mond zuerst einmal der helle Kreis, der nachts am Himmel steht. Er
sieht zwar klein aus, aber in Wirklichkeit ist er eine große Gesteinskugel mit 3475 km Durchmesser, die um die Erde kreist. Und genau so ist es auch bei den anderen Planeten: Sie werden ebenso von kleineren oder größeren
Himmelskörpern auf regelmäßigen Bahnen umkreist. Auch diese Himmelskörper nennen die Astronomen „Monde“.
Um an einen Mond zu kommen, hat ein Planet normalerweise zwei Möglichkeiten: Entweder der Mond entsteht
zusammen mit seinem Planeten, oder der Planet entsteht zuerst und fängt später einen kleineren Himmelskörper ein.
Diese kleineren Himmelskörper sind Asteroiden, die herrenlos durchs Sonnensystem fliegen. Wenn sie in
die Nähe eines viel größeren Planeten kommen, werden sie von dessen Schwerkraft angezogen. Diese zwingt den Asteroiden auf eine Umlaufbahn um den Planeten – der Planet hat einen Mond bekommen. Dieses „Einfangen“ eines Mondes
klappt umso besser, je schwerer der Planet ist. Deshalb haben die großen und schweren Planeten Jupiter und Saturn auch die meisten Monde im Sonnensystem.
Andere Monde haben sich aus Staubresten geformt, die übrig blieben, als ihre Planeten entstanden: Zu Beginn war das
Sonnensystem nichts als eine große Scheibe aus Staub, Gas und Eis. In der Mitte ballte sich die Materie besonderes stark zusammen – hier entstand die Sonne, umgeben von der restlichen Scheibe aus Staub, Eis und Gas. In dieser Scheibe
wiederholte sich das Gleiche im Kleinen: Wieder bildeten sich kompakte Klumpen – die Planeten – und der restliche Staub sammelte sich in einer Scheibe. Und wenn genügend Materie in dieser Scheibe vorhanden war, entstanden dort
noch kleinere Klumpen: Monde. (Nur wenn die Anziehungskraft des Planeten sehr stark war, wurden die Klumpen gleich wieder zerrissen. Das war zum Beispiel dicht um den Saturn herum der Fall, der bis heute von Staubringen umgeben
ist.)
Sowohl Monde, die aus den Staubresten entstanden, als auch die eingefangenen Monde sind sehr viel kleiner als ihre Planeten.
Die Erde ist die große Ausnahme: Ihr Mond ist viel größer, als er im Vergleich zur Erde
sein dürfte. Deshalb kann er weder aus Staubresten entstanden, noch einfach so eingefangen worden sein. Stattdessen verdankt die Erde ihren Mond einer kosmischen Katastrophe, die beinahe den Planeten zerstört hätte:
Kurz
nachdem die Erde entstanden war, stieß sie mit einem Himmelskörper zusammen, der etwa halb so große war, wie sie selbst. Die Wucht dieses Aufpralls kann man sich nicht vorstellen: Die Explosion war so stark, dass die junge Erde zum
großen Teil wieder schmolz – und der andere Himmelskörper ebenso. Ein Teil der geschmolzenen Masse wurde davongeschleudert und sammelte sich in einer Umlaufbahn zu einer zweiten Kugel. Im Laufe der Zeit kühlten diese beiden
Kugeln ab und wurden wieder fest. Die größere Kugel kreist heute als Erde um die Sonne – und um die Erde kreist die kleinere als Mond.