Das Universum: Sterne, Planeten und Galaxien

Die Erde im Universum

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne in unserem Sonnensystem entfernt. Das Sonnensystem ist wiederum eines von vielen Planetensystemen in der Milchstraße. Diese Galaxie ist Teil eines Clusters von Galaxien, der Lokalen Gruppe genannt wird. Die Lokale Gruppe wird von zwei riesigen Spiralgalaxien dominiert: Andromeda und der Milchstraße. Der Rest der Galaxien, etwa 30, ist kleiner, viele davon sind Satellitengalaxien einer der großen Galaxien.

Was ist das Universum?

Das Universum besteht aus Planeten, Sternen, Galaxien, Galaxienhaufen, interstellarem Gas und Staub sowie aus Objekten wie Kometen, Meteoriten und Schwarzen Löchern. Es besteht aber auch zu einem großen Teil aus leerem Raum.

Modelle des Universums

• Geozentrisches Modell: Die Erde steht im Mittelpunkt des Universums (z. B. das Modell des Ptolemäus).
• Heliozentrisches Modell: Die Erde und andere Planeten drehen sich um die Sonne.

Galaxien

Galaxien sind riesige Ansammlungen von hunderten oder tausenden Millionen von Sternen, die durch Gravitation miteinander wechselwirken und ein gemeinsames Zentrum umkreisen. Alle mit bloßem Auge sichtbaren Sterne gehören zu unserer Galaxie, der Milchstraße. Die Sonne ist nur ein Stern dieser Galaxie. Galaxien enthalten neben Sternen und Planeten auch Sternhaufen, atomaren und molekularen Wasserstoff, komplexe Moleküle aus Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Silizium und anderen Elementen sowie kosmische Strahlen. Sie haben eine charakteristische schwache und diffuse Leuchtkraft.

Arten von Galaxien

• Spiralgalaxien
• Linsenförmige Galaxien
• Elliptische Galaxien
• Balkenspiralgalaxien

Sterne

Ein Stern ist ein großer Himmelskörper aus heißen Gasen, der elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht, als Folge von Kernreaktionen in seinem Inneren aussendet. Sterne erscheinen als funkelnde Lichtpunkte am Himmel. Gruppierungen von Sternen, die nur scheinbar zusammengehören, werden als Sternbilder bezeichnet. Ein Sternbild ist nicht nur eine bestimmte Gruppe von Sternen, sondern eine bestimmte, mehr oder weniger ausgedehnte Region des Himmels.

Planeten und Satelliten

Planeten sind Himmelskörper, die einen Stern umkreisen. Sie leuchten nur, weil sie das Licht des Sterns reflektieren. Im Sonnensystem folgen die Planeten fast kreisförmigen Bahnen, die als Umlaufbahnen bezeichnet werden. Man unterscheidet zwischen äußeren Planeten (die weiter von der Sonne entfernt sind als die Erde) und inneren Planeten (die näher an der Sonne sind als die Erde). Ein Satellit ist ein kleineres Objekt, das einen Planeten auf einer geschlossenen Bahn umkreist. Die Bewegung erfolgt von Westen nach Osten und in die gleiche Richtung wie die Planetenbewegung.

Asteroiden, Kometen und Nebel

Kometen sind zerbrechliche, kleine, unregelmäßig geformte Körper, die aus einer Mischung von harten Stoffen und gefrorenen Gasen bestehen. Asteroiden sind felsige Objekte, die die Sonne umkreisen, aber zu klein sind, um als Planeten zu gelten. Sie werden auch als Kleinplaneten bezeichnet und bewegen sich auf elliptischen Bahnen, hauptsächlich zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter. Nebel sind riesige Wolken aus Staub und Gas, die keine bestimmte Form und eine charakteristische Leuchtkraft haben.

Das Sonnensystem

Das Sonnensystem besteht aus der Sonne, den Planeten und ihren Satelliten, Asteroiden, Kometen, Meteoriten, interplanetarem Staub und Gas.

Die Sonne

Die Sonne ist der Stern des Sonnensystems und wird als mittelgroßer Stern eingestuft. Sie besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Wie die Planeten hat auch die Sonne eine Rotationsbewegung (differentielle Rotation, charakteristisch für Gasplaneten).

Planeten und Monde

Es gibt neun Planeten, die die Sonne auf elliptischen Bahnen umkreisen. Sie haben unterschiedliche Umlauf- und Rotationszeiten (die Rotation erfolgt gegen den Uhrzeigersinn, außer bei Venus, Uranus und Pluto) und unterschiedliche Bahnneigungen. Ein Planet ist ein Himmelskörper, der die Sonne auf elliptischen Bahnen mit unterschiedlicher Exzentrizität umkreist und kein eigenes Licht aussendet, sondern das Licht der Sonne reflektiert. Wenn ein Planet einen anderen Planeten umkreist, wird er als Satellit bezeichnet.

Zwei Gruppen von Planeten

1. Innere Planeten (Merkur, Venus, Erde und Mars): Sie sind relativ klein und sonnennah. Sie bestehen überwiegend aus Gestein, das, außer im Fall von Merkur, von einer dünnen Atmosphärenschicht umgeben ist. Sie haben keine oder nur wenige Satelliten. Sie haben den größten Teil des Wasserstoffs und Heliums verloren, die Teil des ursprünglichen Nebels waren, aus dem das Sonnensystem entstanden ist. Sie drehen sich mit sehr langsamer Geschwindigkeit in direkter Richtung, außer Venus.
2. Äußere Planeten (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun): Sie sind weiter von der Sonne entfernt. Sie bestehen hauptsächlich aus einem felsigen Kern, der von einer dicken Gasschicht umgeben ist, die mit dem Radius des Planeten vergleichbar oder sogar größer ist. Sie zeichnen sich durch eine große Anzahl von Satelliten und Ringen aus.

Keplersche Gesetze

• Die Bahnen der Planeten sind elliptisch. In einem Brennpunkt dieser Ellipsen befindet sich die Sonne.
• Die Planeten bewegen sich schneller, wenn sie sich der Sonne nähern, und langsamer, wenn sie sich von ihr entfernen.
• Je näher ein Planet der Sonne ist, desto kürzer ist seine Umlaufzeit: 365 Tage für die Erde, nur 88 Tage für Merkur und 12 Jahre für Jupiter.