Wann wurde erkannt, dass die meisten großen Monde in der Äquatorebene ihrer Mutterplaneten kreisen?

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Inspiriert von der Diskussion über die Monde des Uranus, die in dieser Frage einen Hinweis auf die Rotationsachse des Planeten geben, frage ich mich, wann erkannt wurde, dass sich die Hauptsatelliten typischerweise in der Äquatorebene ihrer Planeten befinden. Unser eigener Mond ist ein Gegenbeispiel zu diesem Trend, daher hätte es vermutlich ein wenig Detektivarbeit gekostet.

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Da die Frage seit Monaten unbeantwortet ist, versuche ich, eine anerkannt unvollständige Antwort zu geben.

Zusammenfassend: Um 1700 wäre es eine vernünftige Schätzung gewesen. Um 1800 wurde es zu einem beobachteten Trend.

TL; DR:

Es ist schwer zu entscheiden, wann der Konsens über die typischen Umlaufbahnen von Satelliten zustande gekommen ist, da es nur wenige Datenpunkte (Planeten mit Satelliten) gibt, aber wir können wissen, wann diese wenigen Datenpunkte bekannt waren.

Offensichtlich war der einzige in der Antike bekannte Datenpunkt der Mond, aber zu dieser Zeit war die Idee von Satelliten weit vom Mainstream entfernt.

Im Jahr 1610 entdeckte Galileo die vier größten Monde des Jupiter und dass sie Jupiter in ungefähr derselben Ebene umkreisen. Es dauerte jedoch bis in die 1660er Jahre, bis Cassini Merkmale des Jupiter entdeckte und somit erkennen konnte, dass seine Monde in der Äquatorebene kreisten.

Bis 1655 hatte Huygens die Saturnringe und den Saturnsatelliten Titan entdeckt, beide in derselben Ebene. Zwischen 1671 und 1684 entdeckte Cassini Tethys, Dione, Rhea und Iapetus, alle mit Ausnahme von Iapetus in der gleichen Ebene der Ringe.

Die Rotation des Saturn ist etwas schwieriger zu erkennen und wurde erst 1794 von Herschel gemessen.

Es gibt einen zusätzlichen Datenpunkt, noch bevor man den Saturn rotieren sehen kann: Sowohl Jupiter als auch Saturn erscheinen in den Teleskopen des 17. Jahrhunderts elliptisch. Obwohl erst Newton einen kausalen Zusammenhang mit der Rotation herstellte, wusste man, sobald die Rotation des Jupiter entdeckt worden war, dass sich der Planet um die kleinste Achse des Ellipsoids drehte.

Lange Zeit wurden keine Datenpunkte mehr hinzugefügt, da die Monde des Mars und die Rotation des Uranus erst viel später entdeckt wurden, obwohl die ersten beiden Monde des Uranus 1787 von Herschel entdeckt worden waren.

Außerdem war aus der Antike bekannt, dass sich alle Planeten in ähnlichen Ebenen befanden, und wenn Sonnenflecken beobachtet wurden (von Galileo) und die Rotation der Sonne gemessen werden konnte, lag die Äquatorebene der Sonne in der Nähe der Bahnen aller Planetenbahnen. Als die Idee von Planeten und Satelliten als "kleine Sonnensysteme" aufkam, wäre daher die Idee, dass sich der Zentralkörper in derselben Ebene des Systems dreht, nicht seltsam erschienen.

Dann können wir zusammenfassen, was ein informierter Beobachter am Ende des 17. Jahrhunderts gewusst hätte:

• Jupiters Rotation, Jupiters Oblation und Jupiters Monde befanden sich in derselben Ebene.
• Saturns Ringe, Saturns Oblation und die meisten Saturnmonde befanden sich in derselben Ebene.
• Von der Regel „alles um denselben Planeten auf derselben Ebene“ gab es nur zwei bekannte Ausnahmen: Erdmond und Iapetus, die sich nicht in der Äquatorebene befinden – obwohl sie nicht sehr weit davon entfernt sind.

Angesichts all dessen würde ich sagen, dass die Annahme, dass die meisten Satelliten in der Äquatorebene ihres Planeten umkreisen, bis 1700 eine vernünftige Schätzung gewesen wäre.

Um 1800 hätten die Beweise zugenommen mit:

• Die Rotation des Saturn war tatsächlich beobachtet worden, was bestätigte, dass die meisten Satelliten und die Ringe auf der Äquatorebene kreisen.
• Uranus hatte zwei Satelliten im selben Flugzeug.

Damit erscheint es noch vernünftiger anzunehmen, dass Uranus-Satelliten auf seiner (unbekannten) Äquatorialebene kreisten.

Wachsen in Richtung des Vollmonds des Jägers

Heute Nacht –. Oktober 2018 – von der ganzen Erde aus gesehen ist der Mond moon Wachsen, oder zeigt uns jeden Abend ein bisschen mehr von seinem leuchtenden Gesicht. Wenn Sie sich auf der nördlichen Hemisphäre befinden, wächst es auf den Vollmond des Jägers und den zweiten Vollmond des Herbstes zu. Wenn Sie sich auf der südlichen Hemisphäre befinden, wächst der zweite Vollmond des Frühlings. Für uns alle steht der Mond am 23. Oktober in der Nähe des Planeten Uranus. Mehr über Uranus weiter unten.

Der Hunter’s Moon ist der Vollmond unmittelbar nach dem Harvest Moon– der dem Herbst-Tagundnachtgleiche am nächsten liegende Vollmond. Der diesjährige Vollmond der Ernte fiel in die Nacht vom 24. auf den 25. September 2018, etwas mehr als zwei Tage nach der Tagundnachtgleiche im September.

Für uns alle wird der Vollmond dieses Monats am 24. Oktober um 16:45 Uhr UTC kommen. Übersetzen Sie UTC in Ihre Zeit. In den Zeitzonen der Vereinigten Staaten erreicht der Mond am 24. Oktober 2018 um 12:45 Uhr den Scheitel seiner Vollphase. EDT, 11:45 Uhr CDT, 10:45 Uhr MDT, 9:45 Uhr PDT, 8:45 Uhr AKDT (Alaskan Daylight Time) und 6:45 Uhr HST (Hawaiian Standard Time).

Die Zeiten sind nicht wirklich wichtig. Egal wo Sie weltweit leben, halten Sie Ausschau nach einem Vollmond im Osten, wenn die Sonne in den nächsten Abenden untergeht. Dieser Voll- oder Vollmond wird die ganze Nacht über unseren Himmel kreuzen, wie er von der ganzen Welt aus gesehen wird.

Für uns auf der nördlichen Hemisphäre wird dieser Hunter’s Moon seine einzigartigen Eigenschaften zeigen, die für diese Jahreszeit charakteristisch sind. Das heißt, die Neigung der Umlaufebene unseres Mondes zum Himmelsäquator wird dazu führen, dass der Mond fast die gesamte kommende Woche jeden Tag weiter nördlich entlang des östlichen Horizonts aufgeht. Für nördliche Breitengrade der nördlichen Hemisphäre reduzieren diese nördlicheren Mondaufgänge die Verzögerungszeit zwischen aufeinanderfolgenden Mondaufgängen, die das Erbe des Jägermonds ist.

Auf der Südhalbkugel geschieht derweil genau das Gegenteil. Die nördlicheren Mondaufgänge entlang des Horizonts bedeuten eine überdurchschnittlich lange Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Mondaufgängen von Nacht zu Nacht in den kommenden Nächten.

Am 23. Oktober 2018 scheint der Mond in der Nähe von Uranus hell auf der Himmelskuppel. Uranus kann theoretisch allein mit dem Auge gesehen werden, aber im grellen Glanz eines so hellen Mondes wird es schwierig.

Der Mond vom 23. Oktober 2018 steht in der Nähe von Uranus. Die obige Grafik zeigt ihre relativen Standorte von Nordamerika aus gesehen. Wir sehen Uranus im Osten (links) des heutigen Mondes, wir sehen sie über den Himmel kreisen. Von anderen Orten aus wird ihre Ausrichtung zueinander und zum Horizont unterschiedlich sein, aber – für den ganzen Globus – steht der Mond in dieser Nacht in der Nähe von Uranus.

Eine Vorsicht: Erwarte nicht, Uranus mit dem Auge zu sehen. Diese blasse Welt wird sich im Schein des fast Vollmonds verlieren.

Selbst in einer dunklen, mondlosen Nacht erscheint Uranus bestenfalls als schwacher Lichtfleck allein für das Auge. Um diese ferne Welt auch unter besten Bedingungen ohne Sehhilfe zu sehen, braucht es ein außergewöhnliches Sehvermögen. Hier ist eine gute Himmelskarte, wenn Sie Uranus sehen möchten.

Seien Sie sich nur bewusst, dass Uranus dort oben ist, in der Nähe dieses fast Vollmonds. Und denken Sie an die Tatsache, dass Uranus insofern eine echte Kuriosität ist, als er die Sonne “seitwärts” umkreist, wobei seine Rotationsachse fast mit ihrer Umlaufbahn übereinstimmt. Im Gegensatz dazu ist die Rotationsachse unseres Planeten Erde um 23,5 Grad aus der Senkrechten zu unserer Bahnebene geneigt.

Die Bahnebenen der großen Monde des Uranus stimmen ziemlich genau mit der Äquatorebene des Planeten überein. Und das trotz der Tatsache, dass die Äquatorebene des Uranus fast senkrecht zu seiner Umlaufbahn um die Sonne steht.

In der Regel umkreisen die großen Monde unseres Sonnensystems ihre Elternplaneten über den Äquatoren ihrer jeweiligen Planeten. Es gibt ein paar Ausnahmen: Saturns Mond Iapetus, Neptuns Mond Triton – und für uns Erdenbewohner vielleicht am wichtigsten: der Erdmond.

Unser Mond umkreist die Erde nicht über dem Äquator unseres Planeten (0 Grad Breite). Vielmehr ist die Bahnebene des Mondes zur Äquatorebene der Erde geneigt. Die Umlaufbahn des Mondes führte den Mond am 15. Oktober von seiner maximalen Deklination von 20,9 Grad südlich des Himmelsäquators, und dann wird der Mond am 30. Oktober auf seine maximale Deklination von 21,3 Grad nördlich des Himmelsäquators schwingen.

Wenn die Umlaufebene des Mondes – wie die der Uranusmonde – mit der Äquatorebene unseres Planeten zusammenfällt, würde unser Mond immer genau nach Osten aufgehen und nach Westen untergehen – also kein Jägermond im Herbst. Der Mond des Jägers wird am 24. Oktober kommen, da der Mond sowohl nach Osten geht als auch nordwärts in seiner Umlaufbahn.

Nahinfrarotaufnahme des Eisriesen Uranus, seiner Ringe und einiger seiner Monde. Bild über Europäische Südsternwarte.

Fazit: Für das Auge erscheint der Mond fast voll, wenn die Sonne am 23. Oktober untergeht. Achten Sie im Osten darauf, sobald die Sonne untergeht. Tatsächlich hat es noch ein bisschen mehr zu tun, und Vollmond ist der 24. Oktober.

12.1 Einführung von Ring- und Mondsystemen

Die Ringe und Monde (siehe die Monde in Abbildung) des äußeren Sonnensystems bestehen nicht aus den gleichen Materialien wie die meist felsigen Objekte im inneren Sonnensystem. Dies ist zu erwarten, da sie sich in Regionen mit niedrigerer Temperatur bildeten, so kühl waren, dass große Mengen Wassereis als Baumaterial zur Verfügung standen. Die meisten dieser Objekte enthalten auch dunkle, organische Verbindungen, die mit ihrem Eis und Gestein vermischt sind. Seien Sie daher nicht überrascht, dass viele Objekte im Ring- und Mondsystem sowohl eisig als auch dunkel sind.

Etwa ein Drittel der Monde im äußeren Sonnensystem sind in Direkte oder regelmäßige Umlaufbahnen, das heißt, sie kreisen um ihren Mutterplaneten in West-Ost-Richtung und in der Ebene des Planetenäquators. Die Mehrheit sind unregelmäßige Monde, die in a or umkreisen retrograde (Ost-West)-Richtung oder haben Bahnen mit hoher Exzentrizität (eher elliptisch als kreisförmig) oder hoher Neigung (Bewegung in und aus der Äquatorebene des Planeten). Diese unregelmäßigen Monde befinden sich meist relativ weit von ihrem Planeten entfernt. Sie wurden wahrscheinlich anderswo gebildet und anschließend von dem Planeten eingefangen, den sie jetzt umkreisen. (Vielleicht entschuldigt die Tatsache, dass sie nicht vor Ort geboren wurden, ihr ungezogenes Verhalten.)

Monde des Sonnensystems.

Abbildung 1. Dieses Bild zeigt einige ausgewählte Monde unseres Sonnensystems und deren Vergleich mit der Größe des Erdmondes und der Erde selbst. (Kredit: Änderung der Arbeit durch die NASA)​

Das Jupiter-System

​Jupiter hat 67 bekannte Monde (das ist die Zahl, wie wir schreiben) und einen schwachen Ring. Dazu gehören vier große Monde –Kallisto, Ganymed, Europa, und Io (siehe [link]) – 1610 von Galileo entdeckt und daher oft als . bezeichnet Galileische Monde. Die kleineren von ihnen, Europa und Io, haben ungefähr die Größe unseres Mondes, während die größeren, Ganymed und Callisto, ungefähr die gleiche Größe wie der Planet Merkur haben. Die meisten Jupitermonde sind viel kleiner. Die meisten befinden sich in retrograden Umlaufbahnen mehr als 20 Millionen Kilometer vom Jupiter entfernt. Dies sind sehr wahrscheinlich kleine eingefangene Asteroiden.

Das Saturn-System

Saturn hat mindestens 62 bekannte Monde zusätzlich zu einer herrlichen Reihe von Ringen. Der größte der Monde, Titan, ist fast so groß wie Ganymed im System des Jupiter, und es ist der einzige Mond mit einer beträchtlichen Atmosphäre und Seen oder Meeren aus flüssigen Kohlenwasserstoffen (wie Methan und Ethan) auf der Oberfläche. Saturn hat sechs weitere große reguläre Monde mit Durchmessern zwischen 400 und 1600 Kilometern, eine Ansammlung kleiner Monde, die in oder in der Nähe der Ringe kreisen, und viele eingefangene Streuner ähnlich denen des Jupiter. Mysteriöserweise einer der kleineren Monde des Saturn, Enceladus, hat aktive Wassergeysire, die in den Weltraum ausgestoßen werden.

Die Saturnringe, eine der beeindruckendsten Sehenswürdigkeiten im Sonnensystem, sind breit und flach, mit einigen großen und vielen kleinen Lücken. Sie sind nicht fest, sondern eine riesige Ansammlung eisiger Fragmente, die alle den Äquator des Saturn in einem Verkehrsmuster umkreisen, das die Rushhour in einer Großstadt im Vergleich einfach aussehen lässt. Einzelne Ringpartikel bestehen hauptsächlich aus Wassereis und haben typischerweise die Größe von Tischtennisbällen, Tennisbällen und Basketbällen.

Das Uranus-System

​Das Ring- und Mondsystem von Uranus ist um 98° geneigt, genau wie der Planet selbst. Es besteht aus 11 Ringen und 27 derzeit bekannten Monden. Die fünf größten Monde sind ähnlich groß wie die sechs regulären Monde des Saturn, mit Durchmessern von 500 bis 1600 Kilometern. Die 1977 entdeckten Ringe des Uranus sind schmale Bänder aus dunklem Material mit breiten Lücken dazwischen. Astronomen vermuten, dass die Ringteilchen durch die Gravitationswirkung zahlreicher kleiner Monde, von denen wir viele noch nicht gesehen haben, auf diese schmalen Bahnen beschränkt sind.

Das Neptun-System

​Neptun hat 14 bekannte Monde. Das interessanteste davon ist Triton, ein relativ großer Mond in einer rückläufigen Umlaufbahn – was ungewöhnlich ist. Triton hat eine sehr dünne Atmosphäre und aktive Eruptionen wurden dort von der Voyager 1989 bei ihrem Vorbeiflug entdeckt. Um seine ungewöhnlichen Eigenschaften zu erklären, haben Astronomen vorgeschlagen, dass Triton möglicherweise außerhalb des Neptun-Systems als Zwergplanet wie Pluto entstanden ist. Die Ringe von Neptun sind schmal und schwach. Sie bestehen wie die von Uranus aus dunklen Materialien und sind daher nicht leicht zu erkennen.

​Schlüsselkonzepte und Zusammenfassung

​Die vier Jupiterplaneten werden von beeindruckenden Mond- und Ringsystemen begleitet. Fast 200 Monde wurden im äußeren Sonnensystem entdeckt. Von den vier Ringsystemen ist Saturns das größte und besteht hauptsächlich aus Wassereis, Uranus und Neptun hingegen haben schmale Ringe aus dunklem Material und Jupiter einen dünnen Staubring.

Inhalt

Es gibt viele Perioden, die sich auf die Umlaufbahnen von Objekten beziehen, von denen jede oft in den verschiedenen Bereichen der Astronomie und Astrophysik verwendet wird, insbesondere dürfen sie nicht mit anderen Umlaufperioden wie Rotationsperioden verwechselt werden. Beispiele für einige der üblichen orbitalen sind die folgenden:

• Das siderische Periode ist die Zeit, die ein Objekt benötigt, um eine volle Umlaufbahn, relativ zu den Sternen, dem Sternjahr zu durchlaufen. Dies ist die Umlaufperiode in einem trägen (nicht rotierenden) Bezugssystem.
• Das synodische Periode ist die Zeit, die es dauert, bis ein Objekt im Verhältnis zu zwei oder mehr anderen Objekten an derselben Stelle wieder auftaucht. Im allgemeinen Sprachgebrauch sind diese beiden Objekte typischerweise die Erde und die Sonne. Die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Oppositionen oder zwei aufeinanderfolgenden Konjunktionen entspricht auch der synodischen Periode. Bei Himmelskörpern im Sonnensystem unterscheidet sich die synodische Periode (bezogen auf Erde und Sonne) aufgrund der Bewegung der Erde um die Sonne von der siderischen Periode. Zum Beispiel beträgt die synodische Periode der Mondumlaufbahn von der Erde aus gesehen relativ zur Sonne 29,5 mittlere Sonnentage, da sich die Mondphase und Position relativ zur Sonne und Erde nach dieser Periode wiederholen. Dies ist länger als die siderische Periode seiner Umlaufbahn um die Erde, die aufgrund der Bewegung der Erde um die Sonne 27,3 mittlere Sonnentage beträgt.
• Das drakonische Periode (ebenfalls drakonische Zeit oder Knotenperiode) ist die Zeit, die zwischen zwei Passagen des Objekts durch seinen aufsteigenden Knoten vergeht, den Punkt seiner Umlaufbahn, an dem es die Ekliptik von der südlichen zur nördlichen Hemisphäre kreuzt. Diese Periode unterscheidet sich von der siderischen Periode, weil sowohl die Bahnebene des Objekts als auch die Ebene der Ekliptik bezüglich der Fixsterne präzedieren, also auch ihr Schnittpunkt, die Knotenlinie, bezüglich der Fixsterne präzediert. Obwohl die Ebene der Ekliptik oft an der Position festgehalten wird, die sie in einer bestimmten Epoche einnahm, präzediert die Orbitalebene des Objekts immer noch, wodurch sich die drakonitische Periode von der siderischen Periode unterscheidet. [1]
• Das anomalistische Periode ist die Zeit, die zwischen zwei Durchgängen eines Objekts an seiner Periapsis (im Fall der Planeten des Sonnensystems Perihel) vergeht, dem Punkt seiner nächsten Annäherung an den anziehenden Körper. Sie unterscheidet sich von der siderischen Periode, weil die Haupthalbachse des Objekts normalerweise langsam vorrückt.
• Auch der tropische Periode der Erde (ein tropisches Jahr) ist das Intervall zwischen zwei Ausrichtungen ihrer Rotationsachse mit der Sonne, auch als zwei Durchgänge des Objekts bei einer Rektaszension von 0 Std. betrachtet. Ein Erdenjahr ist etwas kürzer als die Zeit, in der die Sonne einen Umlauf entlang der Ekliptik (ein Sternjahr) zurücklegt, da die geneigte Achse und die Äquatorialebene langsam präzedieren (in Bezug auf Referenzsterne rotieren) und sich wieder mit der Sonne ausrichten, bevor die Umlaufbahn abgeschlossen ist . Dieser Zyklus der axialen Präzession für die Erde, bekannt als Präzession der Tagundnachtgleichen, tritt etwa alle 25.770 Jahre wieder auf. [Zitat benötigt]

Nach dem dritten Keplerschen Gesetz ist der Umlaufzeit T (in Sekunden) zweier Punktmassen, die sich auf einer kreisförmigen oder elliptischen Bahn umkreisen, ist: [2]

• ein ist die große Halbachse der Umlaufbahn
• μ = GM ist der Standard-Gravitationsparameter
  • G ist die Gravitationskonstante,
  • M ist die Masse des massiveren Körpers.

  Für alle Ellipsen mit einer gegebenen großen Halbachse ist die Umlaufzeit unabhängig von der Exzentrizität gleich.

  Umgekehrt zur Berechnung der Entfernung, die ein Körper umkreisen muss, um eine bestimmte Umlaufzeit zu haben:

  • ein ist die große Halbachse der Umlaufbahn,
  • G ist die Gravitationskonstante,
  • M ist die Masse des massiveren Körpers,
  • T ist die Umlaufzeit.

  Um beispielsweise alle 24 Stunden eine Umlaufbahn um eine Masse von 100 kg zu absolvieren, muss ein kleiner Körper in einem Abstand von 1,08 Metern vom Massenmittelpunkt des Zentralkörpers umkreisen.

  Im Spezialfall perfekt kreisförmiger Bahnen ist die Bahngeschwindigkeit konstant und gleich (in m/s)

  • r ist der Radius der Kreisbahn in Metern,
  • G ist die Gravitationskonstante,
  • M ist die Masse des Zentralkörpers.

  Dies entspricht 1 ⁄ √2 mal (≈ 0,707 mal) der Fluchtgeschwindigkeit.

  Für eine perfekte Kugel mit gleichmäßiger Dichte ist es möglich, die erste Gleichung ohne Messung der Masse wie folgt umzuschreiben:

  • r ist der Radius der Kugel
  • ein ist die große Halbachse der Umlaufbahn in Metern,
  • G ist die Gravitationskonstante,
  • ρ ist die Dichte der Kugel in Kilogramm pro Kubikmeter.

  Zum Beispiel würde sich ein kleiner Körper auf einer kreisförmigen Umlaufbahn 10,5 cm über der Oberfläche einer Wolframkugel mit einem Radius von einem halben Meter mit etwas mehr als 1 mm/s bewegen und jede Stunde eine Umlaufbahn absolvieren.Wenn dieselbe Kugel aus Blei wäre, müsste der kleine Körper nur 6,7 mm über der Oberfläche kreisen, um die gleiche Umlaufzeit aufrechtzuerhalten.

  Wenn sich ein sehr kleiner Körper auf einer Kreisbahn knapp über der Oberfläche einer Kugel mit beliebigem Radius und mittlerer Dichte befindet ρ (in kg/m 3 ) vereinfacht sich die obige Gleichung zu (da M = Vρ = 4 / 3 ein 3 ρ )

  Somit hängt die Umlaufzeit im niedrigen Orbit unabhängig von seiner Größe nur von der Dichte des Zentralkörpers ab.

  Für die Erde als Zentralkörper (oder jeden anderen kugelsymmetrischen Körper mit der gleichen mittleren Dichte, etwa 5.515 kg/m 3 , [3] zB Merkur mit 5.427 kg/m 3 und Venus mit 5.243 kg/m 3 ) erhalten:

  und für einen Körper aus Wasser (ρ ≈ 1.000 kg/m 3 ), [4] oder Körper mit ähnlicher Dichte, z. Saturns Monde Iapetus mit 1.088 kg/m 3 und Tethys mit 984 kg/m 3 erhalten wir:

  Als Alternative für die Verwendung einer sehr kleinen Anzahl wie G, kann die Stärke der universellen Gravitation anhand eines Referenzmaterials wie Wasser beschrieben werden: Die Umlaufzeit für eine Umlaufbahn knapp über der Oberfläche eines kugelförmigen Wasserkörpers beträgt 3 Stunden und 18 Minuten. Umgekehrt kann dies als eine Art "universelle" Zeiteinheit verwendet werden, wenn wir eine Masseneinheit, eine Längeneinheit und eine Dichteeinheit haben.

  Wenn in der Himmelsmechanik die Massen der beiden umlaufenden Körper berücksichtigt werden müssen, Umlaufzeit T lässt sich wie folgt berechnen: [5]

  • ein ist die Summe der großen Halbachsen der Ellipsen, in denen sich die Mittelpunkte der Körper bewegen, oder äquivalent die große Halbachse der Ellipse, in der sich ein Körper bewegt, im Bezugssystem mit dem anderen Körper im Ursprung (was gleich ihrem konstanten Abstand für Kreisbahnen ist),
  • M₁ + M₂ ist die Summe der Massen der beiden Körper,
  • G ist die Gravitationskonstante.

  Beachten Sie, dass die Umlaufzeit unabhängig von der Größe ist: Für ein maßstabsgetreues Modell wäre sie gleich, wenn die Dichten gleich sind (siehe auch Orbit § Skalierung in der Schwerkraft). [ Zitat benötigt ]

  Bei einer parabolischen oder hyperbolischen Trajektorie ist die Bewegung nicht periodisch und die Dauer der vollen Trajektorie ist unendlich.

  Eine der beobachtbaren Eigenschaften zweier Körper, die einen dritten Körper auf unterschiedlichen Bahnen umkreisen und somit unterschiedliche Umlaufzeiten haben, ist ihre synodische Periode, das ist die Zeit zwischen den Konjunktionen.

  Ein Beispiel für diese verwandte Periodenbeschreibung sind die wiederholten Zyklen für Himmelskörper, die von der Erdoberfläche aus beobachtet werden, die synodische Periode, gilt für die verstrichene Zeit, in der Planeten zu derselben Art von Phänomen oder Ort zurückkehren. Zum Beispiel, wenn ein Planet zwischen seinen aufeinanderfolgenden beobachteten Konjunktionen mit oder Oppositionen zur Sonne zurückkehrt. Zum Beispiel hat Jupiter eine synodische Periode von 398,8 Tagen von der Erde entfernt, daher tritt Jupiters Opposition etwa alle 13 Monate einmal auf.

  Nennt man die Umlaufzeiten der beiden Körper um den dritten T₁ und T₂, so dass T₁ < T₂, ihre synodische Periode ist gegeben durch: [6]

  Tabelle der synodischen Perioden im Sonnensystem, relativ zur Erde: [ Zitat benötigt ]

  Objekt	Sternzeit (Jahr)	Synodische Periode
  		(Jahr)	(d) [7]
  Merkur	0,240846 (87,9691 Tage)	0.317	115.88
  Venus	0,615 (225 Tage)	1.599	583.9
  Erde	1 (365.25636 Sonnentage)	—
  Mars	1.881	2.135	779.9
  Jupiter	11.86	1.092	398.9
  Saturn	29.46	1.035	378.1
  Uranus	84.01	1.012	369.7
  Neptun	164.8	1.006	367.5
  134340 Pluto	248.1	1.004	366.7
  Mond	0,0748 (27,32 Tage)	0.0809	29.5306
  99942 Apophis (erdnaher Asteroid)	0.886	7.769	2,837.6
  4 Vestas	3.629	1.380	504.0
  1 Ceres	4.600	1.278	466.7
  10 Hygiene	5.557	1.219	445.4
  2060 Chiron	50.42	1.020	372.6
  50000 Quaoar	287.5	1.003	366.5
  136199 Eris	557	1.002	365.9
  90377 Sedna	12050	1.0001	365.3 [ Zitat benötigt ]

  Im Fall des Mondes eines Planeten bedeutet die synodische Periode normalerweise die sonnensynodische Periode, nämlich die Zeit, die der Mond braucht, um seine Beleuchtungsphasen abzuschließen, was für einen Astronomen auf der Oberfläche des Planeten die Sonnenphasen vervollständigt. Für andere Planeten bestimmt die Erdbewegung diesen Wert nicht, da ein Erdbeobachter nicht von den betreffenden Monden umkreist wird. Zum Beispiel beträgt die synodische Periode von Deimos 1,2648 Tage, 0,18 % länger als die siderische Periode von Deimos von 1,2624 d. [ Zitat benötigt ]

  Synodische Perioden im Verhältnis zu anderen Planeten Bearbeiten

  Das Konzept der synodischen Periode gilt nicht nur für die Erde, sondern auch für andere Planeten, und die Berechnungsformel ist dieselbe wie oben angegeben. Hier ist eine Tabelle, die die synodischen Perioden einiger Planeten relativ zueinander auflistet:

  
  

  Die Solarspaltungstheorie der Planetenentstehung

  Nach dieser Theorie, die hauptsächlich von dem verstorbenen Dr. Tom Van Flandern (Ph.D. Astronomy, Yale University) verfochten wurde, wurden die Planeten tatsächlich gebildet, als die Sonne sie in den frühen Tagen des Sonnensystems von sich selbst abdrehte.

  Nach der Spaltungstheorie entsteht ein Stern, wenn Staub in einer protoplanetaren Scheibe zu einem einzigen großen Klumpen zu kondensieren beginnt und wächst, bis er sich zu drehen beginnt, sich verdichtet und schließlich zu einem Stern entzündet. Diese jungen Sonnen drehen sich so schnell, dass sie schließlich große Klumpen von sich selbst als Planeten abschleudern, die sich dann spiralförmig aus dem Stern herausdrehen, bis sie stabile Umlaufbahnen erreichen und sich abzukühlen beginnen.

  Van Flandern sagt, dass sich die größeren Gasriesenwelten zuerst in relativen Zwillingspaaren abspalten und mehrere kleine Gesteinsmonde erzeugen würden. Die letzten Planeten wären die inneren felsigen „terrestrischen Planeten“ wie Venus und Erde, und sie würden einzelne große Monde aus ihren eigenen geschmolzenen Planetensphären abspalten.

  Die Spaltungstheorie ist viel sinnvoller, weil sie mit den meisten Beobachtungen unseres eigenen Sonnensystems und anderer, die wir kürzlich entdeckt haben, übereinstimmt. Nur die Spaltungstheorie kann erklären, warum sich alle Planeten in der sogenannten „Ekliptikebene“, der Äquatorebene der Sonne, befinden. Wenn das Akkretionsmodell korrekt wäre, würden sich überall Planeten bilden und Bahnen in allen verschiedenen Winkeln zur Sonne haben.

  Es erklärt auch, warum die Planeten 98% der Spinenergie im Sonnensystem haben, aber nur 0,002% der Masse. Die Sonne „verschenkte“ einfach die überwiegende Mehrheit ihrer Spin-Energie an die Planeten in diesem Geburtsprozess, dies ist der Preis für die Stabilität der energetischen Leistung.

  Es würde auch erklären, warum andere Sonnensysteme „heiße Jupiter“ haben, Gasriesenplaneten mit Jupitermasse (oder größer), die ihre Muttersterne noch enger umkreisen als Merkur unsere Sonne umkreist. Allein diese „heißen Jupiter“ gelten nach den Beweismaßstäben des Akkretionsmodells als unmöglich.

  Die Spaltungstheorie bringt auch eine andere fast vergessene wissenschaftliche Kontroverse aus der Vergangenheit zurück und stellt sie in einen neuen Kontext. Diese Kontroverse ist „Bode’s Law“ und der neue Kontext ist die „Exploded Planet Hypothesis“ (EPH).

  1772 zeigte ein Astronom namens Johann Elert Bode, dass die Umlaufbahnen des Planeten in ein bestimmtes, resonantes mathematisches Muster passen sollten. Beim Vergleich der Projektionen mit den tatsächlichen Entfernungen der damals bekannten Planeten stellte Bode fest, dass alle, Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter und Saturn, dem vorhergesagten Muster entsprechen. Die Theorie erhielt 1781 einen enormen Schub, als Uranus genau dort entdeckt wurde, wo Bode es vorhergesagt hatte.

  Das einzige Problem war, dass es nach dem Bodesschen Gesetz einen fünften Planeten in der Lücke zwischen Mars und Jupiter hätte geben müssen. Diese Lücke stimmte jedoch genau mit der Position des Asteroidengürtels überein. 1801 wurde der Zwergplanet Ceres im Gürtel entdeckt, wiederum genau dort, wo Bode es vorhergesagt hatte. Es dauerte nicht lange, bis Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers vorschlug, dass der Asteroidengürtel die explodierten Überreste eines verschwundenen Planeten enthielt, den er „Phaeton“ nannte.

  Die Exploded Planet Hypothesis (EPH) ging wie ein Bleiballon unter die wissenschaftliche Gemeinschaft, die Katastrophenszenarien wie selbstverständlich abzulehnen scheint. Leider führte das EPH dazu, dass auch das Bodesche Gesetz in Ungnade fiel, und es wurde 1846 weiter diskreditiert, als Neptun entdeckt wurde, in einer Umlaufbahn, die um 29% von Bodes Formel abwich. Das Problem wurde jedoch durch die Entdeckung von Pluto noch komplizierter, der fast genau dort gefunden wurde, wo das Bodes Gesetz einen achten Planeten vorhergesagt hätte.

  Obwohl sich Bodes Theorie zu 88,88 % als richtig erwiesen hatte, verschwand sie fast achtzig Jahre lang aus wissenschaftlichen Zeitschriften. Van Flandern integrierte das Bodes Gesetz trotzdem in seine Spaltungstheorie und argumentierte, dass eine uralte Begegnung mit einem wandernden Planeten Neptun aus seiner ursprünglichen Umlaufbahn verdrängt haben könnte. Solche Begegnungen waren in der Frühzeit des Sonnensystems sicherlich weitaus häufiger, so dass dies kaum weit hergeholt ist. Van Flandern behauptete auch, dass Merkur kein Planet, sondern ein entflohener Mond der Venus war und dass der Mars kein Planet, sondern der Restmond des Planeten Maldek war, der explodierte und den Asteroidengürtel bildete.

  Van Flandern fand heraus, dass Kometen mit langer Periode (wie der von Halley) auf langen elliptischen Bahnen, die sie die meiste Zeit außerhalb des Sonnensystems führen, das EPH weiter unterstützten. Van Flandern konnte die Flugbahnen der meisten dieser Kometen auf einen gemeinsamen Ursprungspunkt zurückführen: innerhalb des Asteroidengürtels. Dies wäre sinnvoll, wenn ein Planet zwischen Mars und Jupiter mit ausreichender Wucht explodiert wäre, um Splitter seiner selbst aus dem Sonnensystem zu schleudern.

  Van Flandern hat argumentiert, dass es drei Mechanismen gibt, durch die ein Planet explodieren könnte: Phasenänderungen, natürliche Spaltungsreaktionen und Gravitationswärmeenergie. Alle drei Mechanismen werden von wissenschaftlich begutachteten Fachzeitschriften unterstützt. Im Dunkle Materie, fehlende Planeten und neue Kometen, wies Van Flandern darauf hin, dass es mehr als 100 separate Beweislinien zur Unterstützung des EPH gibt, und nur zwei, die oberflächlich betrachtet dem EPH zu widersprechen scheinen.

  
  

  Das Neptun-System

  Neptun hat 14 bekannte Monde. Der interessanteste davon ist Triton, ein relativ großer Mond in einer rückläufigen Umlaufbahn – was ungewöhnlich ist. Triton hat eine sehr dünne Atmosphäre und aktive Eruptionen wurden dort von der Voyager 1989 bei ihrem Vorbeiflug entdeckt. Um seine ungewöhnlichen Eigenschaften zu erklären, haben Astronomen vorgeschlagen, dass Triton möglicherweise außerhalb des Neptun-Systems als Zwergplanet wie Pluto entstanden ist. Die Ringe von Neptun sind schmal und schwach. Sie bestehen wie die von Uranus aus dunklen Materialien und sind daher nicht leicht zu erkennen.

  
  

  Wann wurde erkannt, dass die meisten großen Monde in der Äquatorebene ihrer Mutterplaneten kreisen? - Astronomie

  

  Vom Aussehen her sieht Neptun sehr aus wie eine blaue Miniaturversion von Jupiter – eine Art "Schlumpf" -Version von Jupiter! (1.6.x) (1.4.1)

  Neptun, der achte und am weitesten von der Sonne entfernte bekannte Hauptplanet, hat seit seiner Entdeckung im Jahr 1846 gerade einmal eine Umlaufbahn absolviert! (1.6.x) (1.4.1)

  Neptuns Mond Triton ist der einzige große Mond des Sonnensystems, der in entgegengesetzter Richtung zur Rotation seines Mutterplaneten kreist!

  Als Gasriese hat Neptun keine feste oder flüssige "Oberfläche". Seine "sichtbare Oberfläche" ist also wirklich die Spitze seines komplexen Cloud-Systems! Da noch keine Raumsonde Bilder aus oder direkt über den beeindruckenden Wolkenschichten des Planeten zurückgeschickt hat, müssen die Darstellungen der Künstler vorerst genügen.

  NASA-Illustration: Cloudtops von Neptun. Laden Sie hier die hochauflösende Version herunter.
  

  Proteus kreist sehr nahe an der Äquatorebene von Neptun, während Triton und Nereid sich weit davon entfernen!

  Das Folgende wird Ihnen helfen, die 1.6.x- und 1.4.1-Links dieser Seite zu genießen, die Events direkt in CELESTIA ausführen. Wenn Sie mit dem Programm noch nicht vertraut sind, helfen Ihnen diese Tipps auch beim Erlernen der Verwendung.

  Sind Ihnen unsere Links 1.6.x und 1.4.1 nicht bekannt? Für eine Erklärung klicken Sie hier.

  • Nachdem Sie die Links oben ausgeführt haben, die Planetenbahnen anzeigen, ziehen Sie mit der rechten Maustaste a, um einen guten Eindruck von ihren dreidimensionalen Aspekten zu erhalten.
  • Wenn die Uhr von CELESTIA (d. h. Datum und Uhrzeit des Programms) oben rechts im Fenster nicht sichtbar ist, drücken Sie die V-Taste, bis Sie sie sehen. Dadurch werden auch Informationstexte in anderen Ecken aktiviert, damit Sie mehrere Aspekte des angezeigten Ereignisses im Auge behalten können. Wenn Sie die Uhr von CELESTIA oben rechts im Auge behalten, können Sie erkennen, wie viel Zeit in jeder Ansicht vergeht.
  • Durch Drücken der "unverschobenen" L- bzw. K-Taste wird der Zeitfluss von CELESTIA in den Versionen 1.6.x und 1.4.1 um den Faktor 10 beschleunigt bzw. verlangsamt.
  • Das Drücken von Umschalt+L bzw. Umschalt+K beschleunigt und verlangsamt den Zeitfluss von CELESTIA nur in Version 1.6.x um den Faktor 2.
  • Das Drücken der J-Taste (entweder verschoben oder „unverschoben“) kehrt den Zeitfluss von CELESTIA in den Versionen 1.6.x und 1.4.1 um.

  Weitere Informationen zu vielen Bedienelementen von CELESTIA finden Sie auf unserer Learning Center-Seite.

  Physikalische Eigenschaften:
  Äquatoriale Größe: Vergleich in 3-D 3-
  Radius: 24.764 km
  Durchmesser: 49.528 km
  Durchmesser (Erde = 1): 3,883
  Rotationsabflachung: 0,0171
  Masse (Erde = 1): 17.147
  Volumen (Erde = 1): 57,74
  Mittlere Dichte (Wasser = 1): 1,64
  Mittlere Dichte (Erde = 1): 0,297
  Schwerkraft an scheinbarer "Oberfläche" (Erde = 1): 1,14
  Axiale Neigung: 28,32°
  Wohin die Pole zeigen

  
  Neptuns "Neigung",
  relativ zu seiner eigenen
  Umlaufbahn, ist ähnlich wie die
  Neigungen der Erde, Mars
  und Saturn, rel.
  in ihre Umlaufbahnen!

  Rotationsdauer:
  Synodisch ("Tag" in Erdstunden): 16.11
  Siderisch (in Erdstunden): 16.11
  Hinweis: Tageslängen der Erde
  Mittlere Sonnenenergie: 24.0000 Stunden (24h00m00s)
  Sternbild: 23.9345 Std. (23h56m4,1s)
  Hinweis: verschiedene Breitengrade auf den Gas Giants
  mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.
  Albedo (geometrisch): 0,41
  Magnetosphäre:
  Magnetfeld (Erde = 1): 26
  Magnetische Polarität: entgegengesetzt zu der der Erde
  Vergleich

  Voyager 2 Raumschiff in 3D:
  #1 #2 #3 Standort

  Neptun-Struktur
  Im Vergleich zu anderen Planetenklassifikationen der äußeren Planeten:
  Äußerer Planet (zusammen mit Jupiter, Saturn und Uranus)
  Eisriese (hauptsächlich Wasserstoff, Helium & Eis)
  Superior Planet (hat eine größere Umlaufbahn als die Erde)

  Neptunbahn: (1.6.x) (1.4.1)
  Zeitraum: 164,79 Erdenjahre
  Entfernung von der Sonne:
  Mittelwert (Erde = 1 AU): 30,047 AU
  Mittelwert: 4.495.060.000 km
  Perihel: 4.444.450.000 km (29.709 AU)
  Aphelion: 4.545.670.000 km (30.386 AE)
  Geschwindigkeit:
  Mittelwert: 19.458 km/h
  Min: 19.332 km/h
  Max: 19.800 km/h
  Exzentrizität: 0,0113
  Neigung zur Ekliptik: 1.769°

  Neptunmonde: mindestens 14 (mehr vermutet)
  Hauptmonde: 3
  Strom-Pos. von Triton & Nereid von der Erde aus gesehen
  Suche Cur. Hauptmond Pos. mit NASA/JPL Orrery
  Öffnet mit Neptun. Scrollen Sie mit
  Mausrad, um große Monde im Orbit zu sehen.

  
  Zwei von Neptuns kleinen Monden,
  Naiad und Thalassa, Ausstellung und
  faszinierende 73:69 Orbitalresonanz!

  ADJEKTIVE BEDEUTUNG
  "in Bezug auf Neptun"
  

  Neptunisch
  Poseidian (vom griechischen Gott Poseidon) dunkel

  

  &Kopie 2007- von Gary M. Winter. Alle Rechte vorbehalten.

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  Obwohl es weiter von der Sonne entfernt ist, ist Neptun wärmer als Uranus!

  Neptun besitzt die heftigsten Winde aller Planeten!

  Tief in Neptun, denken Wissenschaftler, "regnet es Diamanten"!

  Das Magnetfeld von Neptun ist wesentlich von seiner Rotationsachse versetzt! Um ungefähr 47° mehr als auf jedem anderen Planeten!

  Es gibt immer noch Streit darüber, wer Neptun entdeckt hat!

  Die Umlaufzeit von Nereide beträgt fast ein Erdjahr!

  Neptun steht immer dieselbe Seite von Triton gegenüber!

  Die Bahnen von Triton und Proteus sind fast kreisförmig, während die Bahnen von Nereide sehr langgestreckt sind!

  Triton umkreist Neptun in
  eine rückläufige Richtung
  und soll sein
  ein "eingefangener Mond"!

  ELEMENTE VON NEPTUNES WICHTIGSTEN MONDWELLEN

  Orbital Neigungs- ation	Radius (10 3 km)	Exz- Dreiheit
  Proteus	0,04°	117.647	0.0004
  Triton	157,34&Grad	354.76	0.000016
  Nereide	7.23&Grad	5,513.4	0.7512

  Hinweis: Einige Links werden an anderer Stelle auf dieser Seite wiedergegeben und können beschreibenden Text enthalten.

  Links zu interaktiven Funktionen, die die Umlaufbahn von Neptun in 3D zeigen, finden Sie auf unserer Sonnensystem-Seite

  Mit Neptune Viewer können Sie die Neigung von Neptun und seine Ringe für jede Uhrzeit und jedes Datum finden.

  Mit Neptune Moon Tracker können Sie Diagramme der Positionen von Neptuns Monden und seines Adams-Rings über einen bestimmten Zeitraum erstellen und herunterladen.

  
  

  Inhalt

  Den größten Teil der Geschichte hat die Menschheit das Konzept des Sonnensystems weder erkannt noch verstanden. Die meisten Menschen bis zum späten Mittelalter und der Renaissance glaubten, dass die Erde im Zentrum des Universums stationär ist und sich kategorisch von den göttlichen oder ätherischen Objekten unterscheidet, die sich durch den Himmel bewegen. Obwohl der griechische Philosoph Aristarchos von Samos über eine heliozentrische Neuordnung des Kosmos spekuliert hatte, entwickelte Nikolaus Kopernikus als erster ein mathematisch prädiktives heliozentrisches System. [11] [12]

  Im 17. Jahrhundert entdeckte Galileo, dass die Sonne mit Sonnenflecken markiert war und dass Jupiter vier Satelliten umkreiste. [13] Christiaan Huygens folgte Galileis Entdeckungen, indem er den Saturnmond Titan und die Form der Saturnringe entdeckte. [14] Edmond Halley erkannte 1705, dass wiederholte Sichtungen eines Kometen dasselbe Objekt aufzeichneten und regelmäßig alle 75–76 Jahre zurückkehrten. Dies war der erste Beweis dafür, dass etwas anderes als die Planeten die Sonne umkreiste. [15] Um diese Zeit (1704) tauchte erstmals der Begriff "Solar System" im Englischen auf.[16] Im Jahr 1838 maß Friedrich Bessel erfolgreich eine Sternparallaxe, eine scheinbare Verschiebung der Position eines Sterns, die durch die Bewegung der Erde um die Sonne entsteht, und lieferte den ersten direkten experimentellen Beweis des Heliozentrismus. [17] Verbesserungen in der Beobachtungsastronomie und der Einsatz von unbemannten Raumfahrzeugen haben seitdem die detaillierte Untersuchung anderer Himmelskörper ermöglicht, die die Sonne umkreisen.

  Die Hauptkomponente des Sonnensystems ist die Sonne, ein G2-Hauptreihenstern, der 99,86 % der bekannten Masse des Systems enthält und es gravitativ dominiert. [18] Die vier größten umlaufenden Körper der Sonne, die Riesenplaneten, machen 99% der verbleibenden Masse aus, wobei Jupiter und Saturn zusammen mehr als 90% ausmachen. Die übrigen Objekte des Sonnensystems (einschließlich der vier terrestrischen Planeten, der Zwergplaneten, Monde, Asteroiden und Kometen) machen zusammen weniger als 0,002 % der Gesamtmasse des Sonnensystems aus. [G]

  Die meisten großen Objekte im Orbit um die Sonne liegen in der Nähe der Erdbahnebene, der sogenannten Ekliptik. Die Planeten stehen der Ekliptik sehr nahe, wohingegen Kometen und Kuipergürtel-Objekte häufig in deutlich größeren Winkeln dazu stehen. [22] [23] Als Ergebnis der Entstehung des Sonnensystems umkreisen Planeten (und die meisten anderen Objekte) die Sonne in der gleichen Richtung, in der sich die Sonne dreht (entgegen dem Uhrzeigersinn, von über dem Nordpol der Erde aus gesehen). [24] Es gibt Ausnahmen wie den Halleyschen Kometen. Die meisten größeren Monde umkreisen dabei ihre Planeten prograd Richtung (wobei Triton der größte ist rückläufig Ausnahme) und die meisten größeren Objekte drehen sich in die gleiche Richtung (wobei Venus ein bemerkenswertes rückläufig Ausnahme).

  Die Gesamtstruktur der kartierten Regionen des Sonnensystems besteht aus der Sonne, vier relativ kleinen inneren Planeten, die von einem Gürtel aus meist felsigen Asteroiden umgeben sind, und vier Riesenplaneten, die vom Kuiper-Gürtel aus meist eisigen Objekten umgeben sind. Astronomen teilen diese Struktur manchmal informell in separate Regionen auf. Das innere Sonnensystem umfasst die vier terrestrischen Planeten und den Asteroidengürtel. Das äußere Sonnensystem liegt jenseits der Asteroiden, einschließlich der vier Riesenplaneten. [25] Seit der Entdeckung des Kuiper-Gürtels werden die äußersten Teile des Sonnensystems als eigenständige Region betrachtet, die aus den Objekten jenseits von Neptun besteht. [26]

  Die meisten Planeten im Sonnensystem haben eigene Sekundärsysteme, die von planetarischen Objekten umkreist werden, die als natürliche Satelliten oder Monde bezeichnet werden (von denen zwei, Titan und Ganymed, größer sind als der Planet Merkur). Die vier Riesenplaneten haben 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. [27]

  Keplers Gesetze der Planetenbewegung beschreiben die Bahnen von Objekten um die Sonne. Nach den Keplerschen Gesetzen bewegt sich jedes Objekt entlang einer Ellipse mit der Sonne in einem Brennpunkt. Objekte, die näher an der Sonne liegen (mit kleineren großen Halbachsen) bewegen sich schneller, da sie stärker von der Schwerkraft der Sonne beeinflusst werden. Auf einer elliptischen Umlaufbahn variiert die Entfernung eines Körpers von der Sonne im Laufe des Jahres. Die größte Annäherung eines Körpers an die Sonne wird als sein . bezeichnet Perihel, während sein am weitesten von der Sonne entfernter Punkt als sein . bezeichnet wird Aphelion. Die Umlaufbahnen der Planeten sind nahezu kreisförmig, aber viele Kometen, Asteroiden und Kuipergürtel-Objekte folgen stark elliptischen Umlaufbahnen. Die Positionen der Körper im Sonnensystem können mit numerischen Modellen vorhergesagt werden.

  Obwohl die Sonne das System nach Masse dominiert, macht sie nur etwa 2% des Drehimpulses aus. [28] [29] Die Planeten, die von Jupiter dominiert werden, machen aufgrund der Kombination ihrer Masse, Umlaufbahn und Entfernung von der Sonne den größten Teil des restlichen Drehimpulses aus, mit einem möglicherweise signifikanten Beitrag von Kometen. [28]

  Die Sonne, die fast die gesamte Materie des Sonnensystems umfasst, besteht zu etwa 98% aus Wasserstoff und Helium. [30] Jupiter und Saturn, die fast die gesamte übrige Materie ausmachen, bestehen ebenfalls hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. [31] [32] Im Sonnensystem existiert ein Zusammensetzungsgradient, der durch Wärme und Lichtdruck von der Sonne erzeugt wird. Die näher an der Sonne liegenden Objekte, die stärker von Wärme und Lichtdruck beeinflusst werden, bestehen aus Elementen mit hohen Schmelzpunkten. Objekte, die weiter von der Sonne entfernt sind, bestehen größtenteils aus Materialien mit niedrigeren Schmelzpunkten. [33] Die Grenze im Sonnensystem, jenseits derer diese flüchtigen Substanzen kondensieren könnten, ist als Frostlinie bekannt und liegt etwa 5 AE von der Sonne entfernt. [4]

  Die Objekte des inneren Sonnensystems bestehen größtenteils aus Gestein, [34] die Sammelbezeichnung für Verbindungen mit hohen Schmelzpunkten wie Silikate, Eisen oder Nickel, die im protoplanetaren Nebel unter fast allen Bedingungen fest blieben. [35] Jupiter und Saturn bestehen hauptsächlich aus Gasen, der astronomischen Bezeichnung für Materialien mit extrem niedrigen Schmelzpunkten und hohem Dampfdruck, wie Wasserstoff, Helium und Neon, die sich im Nebel immer in der Gasphase befanden. [35] Eis hat wie Wasser, Methan, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid [34] Schmelzpunkte von bis zu einigen hundert Kelvin. [35] Sie können als Eis, Flüssigkeit oder Gas an verschiedenen Stellen im Sonnensystem gefunden werden, während sie im Nebel entweder in fester oder gasförmiger Phase vorkamen. [35] Eisige Substanzen umfassen die Mehrheit der Satelliten der Riesenplaneten sowie die meisten von Uranus und Neptun (die sogenannten "Eisriesen") und die zahlreichen kleinen Objekte, die außerhalb der Umlaufbahn von Neptun liegen. [34] [36] Zusammen werden Gase und Eis bezeichnet als flüchtige Stoffe. [37]

  Entfernungen und Maßstäbe

  Die Entfernung von der Erde zur Sonne beträgt 1 Astronomische Einheit [AE] (150.000.000 km 93.000.000 mi). Zum Vergleich: Der Radius der Sonne beträgt 0,0047 AE (700.000 km). Somit nimmt die Sonne 0,00001 % (10 −5 %) des Volumens einer Kugel mit einem Radius von der Größe der Erdbahn ein, während das Erdvolumen etwa ein Millionstel (10 −6 ) des Sonnenvolumens beträgt. Jupiter, der größte Planet, ist 5,2 astronomische Einheiten (780.000.000 km) von der Sonne entfernt und hat einen Radius von 71.000 km (0.00047 AE), während der am weitesten entfernte Planet, Neptun, 30 AE (4,5 × 10 9 km) von der Sonne entfernt ist .

  Mit wenigen Ausnahmen gilt: Je weiter ein Planet oder Gürtel von der Sonne entfernt ist, desto größer ist der Abstand zwischen seiner Umlaufbahn und der Umlaufbahn des nächstgelegenen Objekts zur Sonne. Zum Beispiel ist Venus etwa 0,33 AE weiter von der Sonne entfernt als Merkur, während Saturn 4,3 AE von Jupiter entfernt ist und Neptun 10,5 AE von Uranus entfernt liegt. Es wurden Versuche unternommen, eine Beziehung zwischen diesen Bahnabständen zu bestimmen (z. B. das Titius-Bode-Gesetz), [38] aber keine solche Theorie wurde akzeptiert.

  Einige Sonnensystemmodelle versuchen, die relativen Skalen des Sonnensystems nach menschlichen Begriffen zu vermitteln. Einige sind klein (und können mechanisch sein – Orreries genannt) – während andere sich über Städte oder regionale Gebiete erstrecken. [39] Das größte Modell dieser Art, das schwedische Sonnensystem, verwendet den 110 Meter (361 ft) großen Ericsson-Globus in Stockholm als seine Ersatzsonne, und der Skala nach ist Jupiter eine 7,5 Meter (25 Fuß) große Kugel am Flughafen Stockholm Arlanda, 40 km (25 Meilen) entfernt, während das am weitesten entfernte aktuelle Objekt, Sedna, eine 10 cm (4 Zoll) große Kugel in Luleå ist, 912 km (567 Meilen) entfernt. [40] [41]

  Wenn die Entfernung zwischen Sonne und Neptun auf 100 Meter skaliert wird, dann hätte die Sonne einen Durchmesser von etwa 3 cm (ungefähr zwei Drittel des Durchmessers eines Golfballs), die Riesenplaneten wären alle kleiner als etwa 3 mm und der Erddurchmesser zusammen mit dem der anderen terrestrischen Planeten wäre in diesem Maßstab kleiner als ein Floh (0,3 mm). [42]

  

  Entfernungen ausgewählter Körper des Sonnensystems von der Sonne. Die linke und rechte Kante jedes Balkens entsprechen dem Perihel bzw. Aphel des Körpers, daher bezeichnen lange Balken eine hohe Orbitalexzentrizität. Der Radius der Sonne beträgt 0,7 Millionen km und der Radius von Jupiter (dem größten Planeten) beträgt 0,07 Millionen km, beides zu klein, um auf diesem Bild aufgelöst zu werden.

  Das Sonnensystem entstand vor 4,568 Milliarden Jahren durch den Gravitationskollaps einer Region innerhalb einer großen Molekülwolke. [h] Diese anfängliche Wolke hatte wahrscheinlich einen Durchmesser von mehreren Lichtjahren und brachte wahrscheinlich mehrere Sterne zur Welt. [44] Wie für Molekülwolken typisch, bestand diese hauptsächlich aus Wasserstoff, mit etwas Helium und kleinen Mengen schwererer Elemente, die von früheren Sternengenerationen verschmolzen wurden. Als die Region, aus der das Sonnensystem werden sollte, der präsolare Nebel [45] 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. [44] Als sich der kontrahierende Nebel schneller drehte, begann er sich zu einer protoplanetaren Scheibe mit einem Durchmesser von ungefähr 200 AE [44] und einem heißen, dichten Protostern im Zentrum abzuflachen. [46] [47] Die durch Akkretion aus dieser Scheibe entstandenen Planeten, [48] in denen sich Staub und Gas gravitativ anziehen und zu immer größeren Körpern verschmelzen. Hunderte von Protoplaneten mögen im frühen Sonnensystem existiert haben, aber sie verschmolzen entweder oder wurden zerstört und hinterließen die Planeten, Zwergplaneten und übrig gebliebenen Kleinkörper. [49]

  Aufgrund ihrer höheren Siedepunkte könnten im warmen inneren Sonnensystem nahe der Sonne nur Metalle und Silikate in fester Form existieren, und diese würden schließlich die Gesteinsplaneten Merkur, Venus, Erde und Mars bilden. Da metallische Elemente nur einen sehr kleinen Teil des Sonnennebels ausmachten, konnten die terrestrischen Planeten nicht sehr groß werden. Die Riesenplaneten (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) bildeten sich weiter außerhalb der Frostlinie, dem Punkt zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter, wo das Material kühl genug ist, damit flüchtige eisige Verbindungen fest bleiben. 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, den leichtesten und am häufigsten vorkommenden Elementen, einzufangen. Überbleibsel, die nie zu Planeten wurden, sammelten sich in Regionen wie dem Asteroidengürtel, dem Kuipergürtel und der Oortschen Wolke. [49] Das Nizza-Modell ist eine Erklärung für die Entstehung dieser Regionen und wie sich die äußeren Planeten an verschiedenen Positionen gebildet und durch verschiedene Gravitationswechselwirkungen auf ihre aktuellen Bahnen gewandert haben könnten. [51]

  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. [52] Temperatur, Reaktionsgeschwindigkeit, Druck und Dichte nahmen zu, bis das hydrostatische Gleichgewicht erreicht war: Der thermische Druck entsprach der Schwerkraft. An diesem Punkt wurde die Sonne zu einem Hauptreihenstern. [53] Die Hauptsequenzphase wird von Anfang bis Ende etwa 10 Milliarden Jahre für die Sonne dauern, verglichen mit etwa zwei Milliarden Jahren für alle anderen Phasen des vorüberrestlichen Lebens der Sonne zusammen. [54] 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 Sonne wird zu Beginn ihres Hauptreihenlebens heller, ihre Helligkeit betrug 70% ihrer heutigen Helligkeit. [55]

  Das Sonnensystem wird ungefähr so ​​bleiben, wie wir es heute kennen, bis der Wasserstoff im Kern der Sonne vollständig in Helium umgewandelt ist, was in etwa 5 Milliarden Jahren der Fall sein wird. Dies wird das Ende des Hauptreihenlebens der Sonne markieren. Zu diesem Zeitpunkt wird sich der Kern der Sonne zusammenziehen, wobei die Wasserstofffusion entlang einer Hülle stattfindet, die das inerte Helium umgibt, und die Energieabgabe wird viel größer sein als derzeit. Die äußeren Schichten der Sonne werden sich auf etwa das 260-fache ihres aktuellen Durchmessers ausdehnen und die Sonne wird zu einem Roten Riesen. Aufgrund ihrer stark vergrößerten Oberfläche wird die Oberfläche der Sonne erheblich kühler sein (2.600 K am kühlsten) als auf der Hauptreihe. [54] Es wird erwartet, dass die expandierende Sonne Merkur verdampft und die Erde unbewohnbar macht. Schließlich wird der Kern heiß genug für die Heliumfusion sein, die Sonne wird Helium für einen Bruchteil der Zeit verbrennen, in der sie Wasserstoff im Kern verbrannt hat. Die Sonne ist nicht massiv genug, um die Verschmelzung schwererer Elemente einzuleiten, und die Kernreaktionen im Kern werden nachlassen. Seine äußeren Schichten werden sich in den Weltraum entfernen und einen Weißen Zwerg hinterlassen, ein außergewöhnlich dichtes Objekt, das die Hälfte der ursprünglichen Masse der Sonne, aber nur die Größe der Erde hat. [56] Die ausgestoßenen äußeren Schichten werden einen sogenannten planetarischen Nebel bilden, der einen Teil des Materials, das die Sonne bildete – jetzt aber mit schwereren Elementen wie Kohlenstoff angereichert ist – in das interstellare Medium zurückführt.

  Die Sonne ist der Stern des Sonnensystems und die mit Abstand massereichste Komponente. Seine große Masse (332.900 Erdmassen), [57] die 99,86 % der gesamten Masse des Sonnensystems ausmacht, [58] erzeugt in seinem Kern Temperaturen und Dichten, die hoch genug sind, um die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium aufrechtzuerhalten, was es zu einem Hauptprodukt macht -Folgestern. [59] Dabei wird eine enorme Energiemenge freigesetzt, die meist als elektromagnetische Strahlung mit sichtbarem Licht in den Weltraum abgestrahlt wird. [60]

  Die Sonne ist ein Hauptreihenstern vom Typ G2. Heißere Hauptreihensterne sind leuchtender. Die Temperatur der Sonne liegt zwischen der der heißesten und der kühlsten Sterne. Sterne, die heller und heißer als die Sonne sind, sind selten, wohingegen wesentlich dunklere und kühlere Sterne, sogenannte Rote Zwerge, 85% der Sterne in der Milchstraße ausmachen. [61] [62]

  Die Sonne ist ein Stern der Population I, sie hat einen höheren Anteil an Elementen, die schwerer sind als Wasserstoff und Helium ("Metalle" im astronomischen Sprachgebrauch) als die älteren Sterne der Population II. [63] Elemente, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind, wurden in den Kernen alter und explodierender Sterne gebildet, sodass die erste Generation von Sternen sterben musste, bevor das Universum mit diesen Atomen angereichert werden konnte. Die ältesten Sterne enthalten wenige Metalle, während später geborene Sterne mehr haben. Es wird angenommen, dass diese hohe Metallizität für die Entwicklung eines Planetensystems durch die Sonne entscheidend war, da die Planeten aus der Anlagerung von "Metallen" entstehen. [64]

  Der überwiegende Teil des Sonnensystems besteht aus einem Beinahe-Vakuum, das als interplanetares Medium bekannt ist. Zusammen mit dem Licht strahlt die Sonne einen kontinuierlichen Strom geladener Teilchen (ein Plasma) aus, der als Sonnenwind bekannt ist. Dieser Partikelstrom breitet sich mit etwa 1,5 Millionen Kilometern pro Stunde nach außen aus und erzeugt eine dünne Atmosphäre, die das interplanetare Medium bis zu mindestens 100 AE . durchdringt (siehe § Heliosphäre). [66] Aktivitäten auf der Sonnenoberfläche, wie Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe, stören die Heliosphäre, erzeugen Weltraumwetter und verursachen geomagnetische Stürme. [67] Die größte Struktur innerhalb der Heliosphäre ist die heliosphärische Stromschicht, eine Spiralform, die durch die Einwirkung des rotierenden Magnetfelds der Sonne auf das interplanetare Medium entsteht. [68] [69]

  Das Magnetfeld der Erde verhindert, dass die Atmosphäre vom Sonnenwind weggerissen wird. [70] Venus und Mars haben keine Magnetfelder und der Sonnenwind bewirkt, dass ihre Atmosphären allmählich in den Weltraum versickern. [71] Koronale Massenauswürfe und ähnliche Ereignisse blasen ein Magnetfeld und riesige Materialmengen von der Sonnenoberfläche. Die Wechselwirkung dieses Magnetfelds und des Materials mit dem Erdmagnetfeld leitet geladene Teilchen in die obere Erdatmosphäre, wo ihre Wechselwirkung Polarlichter erzeugt, die in der Nähe der Magnetpole zu sehen sind.

  Die Heliosphäre und die planetarischen Magnetfelder (für die Planeten, die sie haben) schützen das Sonnensystem teilweise vor hochenergetischen interstellaren Teilchen, die als kosmische Strahlung bezeichnet werden. Die Dichte der kosmischen Strahlung im interstellaren Medium und die Stärke des Magnetfelds der Sonne ändern sich auf sehr langen Zeitskalen, sodass das Ausmaß der Durchdringung der kosmischen Strahlung im Sonnensystem variiert, wobei jedoch unbekannt ist. [72]

  Das interplanetare Medium beherbergt mindestens zwei scheibenförmige Regionen aus kosmischem Staub. Die erste, die Zodiakalstaubwolke, liegt im inneren Sonnensystem und verursacht das Zodiakallicht. Es wurde wahrscheinlich durch Kollisionen innerhalb des Asteroidengürtels gebildet, die durch Gravitationswechselwirkungen mit den Planeten verursacht wurden. [73] Die zweite Staubwolke erstreckt sich von etwa 10 AE bis etwa 40 AE und wurde wahrscheinlich durch ähnliche Kollisionen innerhalb des Kuipergürtels erzeugt. [74] [75]

  Das inneres Sonnensystem ist die Region, die die terrestrischen Planeten und den Asteroidengürtel umfasst. [76] Die Objekte des inneren Sonnensystems bestehen hauptsächlich aus Silikaten und Metallen und sind relativ nahe an der Sonne. Der Radius dieser gesamten Region ist kleiner als der Abstand zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Saturn. Diese Region liegt auch innerhalb der Frostgrenze, die etwas weniger als 5 AE (etwa 700 Millionen km) von der Sonne entfernt ist. [77]

  Innere Planeten

  Die vier irdischen Or innere Planeten haben dichte, felsige Zusammensetzungen, wenige oder keine Monde und keine Ringsysteme. Sie 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 haben Einschlagskrater und tektonische Oberflächenmerkmale wie Rifttäler und Vulkane. Der Begriff innerer Planet nicht zu verwechseln mit minderwertiger Planet, die die Planeten bezeichnet, die der Sonne näher sind als die Erde (d. h. Merkur und Venus).

  Merkur

  Merkur (0,4 AE von der Sonne entfernt) ist der sonnennächste Planet und im Durchschnitt alle sieben anderen Planeten. [78] [79] Der kleinste Planet im Sonnensystem (0,055 M _⊕) hat Merkur keine natürlichen Satelliten. Neben Einschlagskratern sind seine einzigen bekannten geologischen Merkmale gelappte Rücken oder Rupen, die wahrscheinlich durch eine Kontraktionsphase zu Beginn ihrer Geschichte entstanden sind. [80] Die sehr schwache Atmosphäre des Merkur besteht aus Atomen, die vom Sonnenwind von seiner Oberfläche weggeblasen werden. [81] Sein relativ großer Eisenkern und sein dünner Mantel sind noch nicht hinreichend geklärt. Hypothesen beinhalten, dass seine äußeren Schichten durch einen riesigen Einschlag abgestreift wurden oder dass es durch die Energie der jungen Sonne daran gehindert wurde, sich vollständig anzusammeln. [82] [83]

  Venus

  Venus (0,7 AE von der Sonne entfernt) ist erdnah (0,815 M .) _⊕) und hat wie die Erde einen dicken Silikatmantel um einen Eisenkern, eine beträchtliche Atmosphäre und Hinweise auf interne geologische Aktivität. Es ist viel trockener als die Erde und seine Atmosphäre ist neunzigmal so dicht. Venus hat keine natürlichen Satelliten.Es ist der heißeste Planet mit Oberflächentemperaturen von über 400 ° C (752 ° F), wahrscheinlich aufgrund der Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre. [84] Auf der Venus wurden keine definitiven Beweise für die aktuelle geologische Aktivität gefunden, aber sie hat kein Magnetfeld, das eine Erschöpfung ihrer erheblichen Atmosphäre verhindern würde, was darauf hindeutet, dass ihre Atmosphäre durch Vulkanausbrüche wieder aufgefüllt wird. [85]

  Erde

  Die Erde (1 AE von der Sonne entfernt) ist der größte und dichteste der inneren Planeten, der einzige, von dem bekannt ist, dass er aktuelle geologische Aktivität aufweist, und der einzige Ort, an dem bekannt ist, dass Leben existiert. [86] Seine flüssige Hydrosphäre ist einzigartig unter den terrestrischen Planeten, und es ist der einzige Planet, auf dem Plattentektonik beobachtet wurde. Die Atmosphäre der Erde unterscheidet sich radikal von der anderer Planeten, da sie durch das Vorhandensein von Leben so verändert wurde, dass sie 21% freien Sauerstoff enthält. [87] Es hat einen natürlichen Satelliten, den Mond, den einzigen großen Satelliten eines terrestrischen Planeten im Sonnensystem.

  Mars (1,5 AE von der Sonne) ist kleiner als Erde und Venus (0,107 M .) _⊕). Es hat eine Atmosphäre hauptsächlich aus Kohlendioxid mit einem Oberflächendruck von 6,1 Millibar (ungefähr 0,6% des Erdbodens). [88] Seine Oberfläche, gespickt mit riesigen Vulkanen wie dem Olympus Mons und Rift Valleys wie dem Valles Marineris, weist geologische Aktivitäten auf, die möglicherweise bis vor 2 Millionen Jahren andauerten. [89] Seine rote Farbe kommt von Eisenoxid (Rost) in seinem Boden. [90] Der Mars hat zwei winzige natürliche Satelliten (Deimos und Phobos), von denen man annimmt, dass sie entweder eingefangene Asteroiden [91] oder ausgestoßene Trümmer von einem massiven Einschlag zu Beginn der Marsgeschichte sind. [92]

  Asteroidengürtel

  • Sonne
  • Jupiter-Trojaner
  • Planetenbahn
  • Asteroidengürtel
  • Hilda Asteroiden
  • NEOs(Auswahl)

  Asteroiden mit Ausnahme des größten, Ceres, werden als kleine Körper des Sonnensystems klassifiziert [f] und bestehen hauptsächlich aus feuerfesten Gesteins- und Metallmineralien mit etwas Eis. [93] [94] Sie haben eine Größe von wenigen Metern bis zu Hunderten von Kilometern. Asteroiden, die kleiner als ein Meter sind, werden normalerweise Meteoroiden und Mikrometeoroiden (korngroß) genannt, abhängig von verschiedenen, etwas willkürlichen Definitionen.

  Der Asteroidengürtel nimmt die Umlaufbahn zwischen Mars und Jupiter ein, zwischen 2,3 und 3,3 AE von der Sonne entfernt. Es wird angenommen, dass es sich um Überreste der Entstehung des Sonnensystems handelt, die aufgrund der Gravitationsinterferenz von Jupiter nicht zusammengewachsen sind. [95] Der Asteroidengürtel enthält Zehntausende, möglicherweise Millionen von Objekten mit einem Durchmesser von mehr als einem Kilometer. [96] Trotzdem ist es unwahrscheinlich, dass die Gesamtmasse des Asteroidengürtels mehr als ein Tausendstel der Masse der Erde beträgt. [21] Der Asteroidengürtel ist ein sehr dünn besiedeltes Raumfahrzeug, das routinemäßig ohne Zwischenfälle passiert. [97]

  Ceres

  Ceres (2,77 AE) ist der größte Asteroid, ein Protoplanet und ein Zwergplanet. [f] Es hat einen Durchmesser von etwas unter 1000 km und eine Masse, die groß genug ist, um es durch seine eigene Schwerkraft in eine Kugelform zu ziehen. Ceres galt bei seiner Entdeckung im Jahr 1801 als Planet und wurde in den 1850er Jahren als Asteroid neu klassifiziert, als weitere Beobachtungen weitere Asteroiden ergaben. [98] Er wurde 2006 als Zwergplanet klassifiziert, als die Definition eines Planeten erstellt wurde.

  Asteroidengruppen

  Asteroiden im Asteroidengürtel werden aufgrund ihrer Bahneigenschaften in Asteroidengruppen und -familien eingeteilt. Asteroidenmonde sind Asteroiden, die größere Asteroiden umkreisen. Sie unterscheiden sich nicht so deutlich wie planetarische Monde und sind manchmal fast so groß wie ihre Partner. Der Asteroidengürtel enthält auch Kometen des Hauptgürtels, die möglicherweise die Wasserquelle der Erde waren. [99]

  Jupiter-Trojaner befinden sich entweder in Jupiters L₄ oder L₅ Punkte (gravitationsstabile Regionen, die einem Planeten auf seiner Umlaufbahn vor- und nachlaufen) der Begriff Trojaner wird auch für kleine Körper in jedem anderen Planeten- oder Satelliten-Lagrange-Punkt verwendet. Hilda-Asteroiden befinden sich in einer 2:3-Resonanz mit Jupiter, das heißt, sie umkreisen die Sonne dreimal für jeweils zwei Jupiter-Umlaufbahnen. [100]

  Das innere Sonnensystem enthält auch erdnahe Asteroiden, von denen viele die Umlaufbahnen der inneren Planeten kreuzen. [101] Einige von ihnen sind potenziell gefährliche Objekte.

  Die äußere Region des Sonnensystems ist die Heimat der Riesenplaneten und ihrer großen Monde. In dieser Region kreisen auch die Zentauren und viele kurzperiodische Kometen. Aufgrund ihrer größeren Entfernung von der Sonne enthalten die festen Objekte im äußeren Sonnensystem einen höheren Anteil an flüchtigen Stoffen wie Wasser, Ammoniak und Methan als die des inneren Sonnensystems, da diese Verbindungen aufgrund der niedrigeren Temperaturen fest bleiben. [49]

  Äußere Planeten

  Die vier äußeren Planeten oder Riesenplaneten (manchmal auch Jovian-Planeten genannt) machen zusammen 99% der Masse aus, von der bekannt ist, dass sie die Sonne umkreist. [g] Jupiter und Saturn haben zusammen mehr als die 400-fache Masse der Erde und bestehen überwiegend aus den Gasen Wasserstoff und Helium, daher ihre Bezeichnung als Gasriesen. [102] Uranus und Neptun sind weit weniger massiv – weniger als 20 Erdmassen ( M _⊕) jeweils – und bestehen hauptsächlich aus Eis. Aus diesen Gründen schlagen einige Astronomen vor, dass sie in ihre eigene Kategorie, die Eisriesen, gehören. [103] Alle vier Riesenplaneten haben Ringe, obwohl nur das Ringsystem des Saturn von der Erde aus leicht zu beobachten ist. Der Begriff überlegener Planet bezeichnet Planeten außerhalb der Erdumlaufbahn und umfasst somit sowohl die äußeren Planeten als auch den Mars.

  Jupiter

  Jupiter (5,2 AE), bei 318 M _⊕, ist das 2,5-fache der Masse aller anderen Planeten zusammen. Es besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Die starke innere Hitze des Jupiter erzeugt in seiner Atmosphäre semipermanente Merkmale wie Wolkenbänder und den Großen Roten Fleck. Jupiter hat 79 bekannte Satelliten. Die vier größten, Ganymed, Callisto, Io und Europa, zeigen Ähnlichkeiten mit den terrestrischen Planeten, wie Vulkanismus und innere Erwärmung. [104] Ganymed, der größte Satellit im Sonnensystem, ist größer als Merkur.

  Saturn

  Saturn (9,5 AE), der sich durch sein ausgedehntes Ringsystem auszeichnet, hat mehrere Ähnlichkeiten mit Jupiter, wie beispielsweise seine atmosphärische Zusammensetzung und Magnetosphäre. Obwohl Saturn 60% des Jupitervolumens ausmacht, ist er mit 95 M . weniger als ein Drittel so massiv _⊕. Saturn ist der einzige Planet des Sonnensystems, der weniger dicht als Wasser ist. [105] Die Ringe des Saturn bestehen aus kleinen Eis- und Gesteinspartikeln. Saturn hat 82 bestätigte Satelliten, die größtenteils aus Eis bestehen. Zwei davon, Titan und Enceladus, weisen Anzeichen geologischer Aktivität auf. [106] Titan, der zweitgrößte Mond im Sonnensystem, ist größer als Merkur und der einzige Satellit im Sonnensystem mit einer beträchtlichen Atmosphäre.

  Uranus

  Uranus (19,2 AE), bei 14 M _⊕, ist der leichteste der äußeren Planeten. Einzigartig unter den Planeten umkreist er die Sonne auf seiner Seite, seine axiale Neigung beträgt über neunzig Grad zur Ekliptik. Er hat einen viel kälteren Kern als die anderen Riesenplaneten und strahlt sehr wenig Wärme in den Weltraum ab. [107] Uranus hat 27 bekannte Satelliten, von denen die größten Titania, Oberon, Umbriel, Ariel und Miranda sind. [108]

  Neptun

  Neptun ( 30,1 AE ), obwohl etwas kleiner als Uranus, ist massiver (17 M _⊕) und damit dichter. Es strahlt mehr innere Wärme ab, aber nicht so viel wie Jupiter oder Saturn. [109] Neptun hat 14 bekannte Satelliten. Der größte, Triton, ist geologisch aktiv, mit Geysiren aus flüssigem Stickstoff. [110] Triton ist der einzige große Satellit mit einer retrograden Umlaufbahn. Neptun wird auf seiner Umlaufbahn von mehreren Kleinplaneten, sogenannten Neptun-Trojanern, begleitet, die mit ihm in 1:1-Resonanz stehen.

  Zentauren

  Die Zentauren sind eisige kometenartige Körper, deren Umlaufbahnen größere Halbachsen haben als die von Jupiter (5,5 AE) und weniger als die von Neptun (30 AE). Der größte bekannte Zentaur, 10199 Chariklo, hat einen Durchmesser von etwa 250 km. [111] Der erste entdeckte Zentaur, 2060 Chiron, wurde ebenfalls als Komet (95P) klassifiziert, weil er eine Koma entwickelt, genau wie Kometen, wenn sie sich der Sonne nähern. [112]

  Kometen sind kleine Körper des Sonnensystems, [f] typischerweise nur wenige Kilometer groß und bestehen größtenteils aus flüchtigem Eis. Sie haben stark exzentrische Umlaufbahnen, im Allgemeinen ein Perihel innerhalb der Umlaufbahnen der inneren Planeten und ein Aphel weit hinter Pluto. Wenn ein Komet in das innere Sonnensystem eintritt, führt seine Nähe zur Sonne dazu, dass seine eisige Oberfläche sublimiert und ionisiert wird, wodurch ein Koma entsteht: ein langer Schweif aus Gas und Staub, der oft mit bloßem Auge sichtbar ist.

  Kometen mit kurzer Periode haben Umlaufbahnen von weniger als zweihundert Jahren. Kometen mit langer Periode haben Umlaufbahnen von Tausenden von Jahren. Es wird angenommen, dass kurzperiodische Kometen aus dem Kuiper-Gürtel stammen, während langperiodische Kometen wie Hale-Bopp aus der Oort-Wolke stammen. Viele Kometengruppen, wie zum Beispiel die Kreutz Sungrazer, sind aus dem Auseinanderbrechen eines einzelnen Elternteils entstanden. [113] Einige Kometen mit hyperbolischen Umlaufbahnen können ihren Ursprung außerhalb des Sonnensystems haben, aber ihre genaue Umlaufbahn ist schwierig zu bestimmen. [114] Alte Kometen, deren flüchtige Stoffe größtenteils durch die Sonnenerwärmung vertrieben wurden, werden oft als Asteroiden kategorisiert. [115]

  Jenseits der Neptunbahn liegt das Gebiet der "trans-neptunischen Region" mit dem donutförmigen Kuipergürtel, der Heimat von Pluto und mehreren anderen Zwergplaneten, und einer überlappenden Scheibe aus verstreuten Objekten, die zur Ebene des Sonnensystem und reicht viel weiter hinaus als der Kuipergürtel. Die gesamte Region ist noch weitgehend unerforscht. Es scheint überwältigend aus vielen Tausend kleinen Welten zu bestehen – die größte mit einem Durchmesser von nur einem Fünftel des Erddurchmessers und einer viel geringeren Masse als die des Mondes – und besteht hauptsächlich aus Gestein und Eis. Diese Region wird manchmal als "dritte Zone des Sonnensystems" bezeichnet, die das innere und das äußere Sonnensystem umschließt. [116]

  Kuiper Gürtel

  • Sonne
    
  • Jupiter-Trojaner
    
  • Riesenplaneten
  • Kuiper Gürtel
    
  • Streuscheibe
    
  • Neptun-Trojaner

  Der Kuiper-Gürtel ist ein großer Trümmerring ähnlich dem Asteroidengürtel, der jedoch hauptsächlich aus Objekten besteht, die hauptsächlich aus Eis bestehen. [117] Es erstreckt sich zwischen 30 und 50 AE von der Sonne. Obwohl es schätzungsweise Dutzende bis Tausende von Zwergplaneten enthält, besteht es hauptsächlich aus kleinen Körpern des Sonnensystems. Viele der größeren Kuipergürtel-Objekte wie Quaoar, Varuna und Orcus könnten sich mit weiteren Daten als Zwergplaneten erweisen. Es wird geschätzt, dass es über 100.000 Kuipergürtel-Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 50 km gibt, aber die Gesamtmasse des Kuipergürtels wird auf nur ein Zehntel oder sogar ein Hundertstel der Erdmasse geschätzt. [20] Viele Objekte des Kuipergürtels haben mehrere Satelliten, [118] und die meisten haben Umlaufbahnen, die sie außerhalb der Ebene der Ekliptik führen. [119]

  Der Kuipergürtel lässt sich grob in den "klassischen" Gürtel und die Resonanzen unterteilen. [117] Resonanzen sind Bahnen, die mit der von Neptun verbunden sind (z. B. zweimal für alle drei Neptun-Bahnen oder einmal für alle zwei). Die erste Resonanz beginnt innerhalb der Umlaufbahn von Neptun selbst. Der klassische Gürtel besteht aus Objekten, die keine Resonanz mit Neptun haben, und erstreckt sich von ungefähr 39,4 AE bis 47,7 AE. [120] Mitglieder des klassischen Kuipergürtels werden als Cubewanos klassifiziert, nach dem ersten ihrer Art, das entdeckt wurde, 15760 Albion (das zuvor die vorläufige Bezeichnung 1992 QB . hatte₁) und befinden sich immer noch in nahezu ursprünglichen Umlaufbahnen mit geringer Exzentrizität. [121]

  Pluto und Charon

  Der Zwergplanet Pluto (mit einer durchschnittlichen Umlaufbahn von 39 AE) ist das größte bekannte Objekt im Kuipergürtel. Als er 1930 entdeckt wurde, galt er als der neunte Planet, der sich 2006 mit der Annahme einer formalen Definition des Planeten änderte. Pluto hat eine relativ exzentrische Umlaufbahn, die um 17 Grad zur Ekliptikebene geneigt ist und von 29,7 AE von der Sonne im Perihel (innerhalb der Umlaufbahn von Neptun) bis 49,5 AE im Aphel reicht. Pluto hat eine 3:2-Resonanz mit Neptun, was bedeutet, dass Pluto für jeweils drei Neptun-Umläufe zweimal um die Sonne umkreist. Kuipergürtel-Objekte, deren Umlaufbahnen diese Resonanz teilen, werden Plutinos genannt. [122]

  Charon, der größte von Plutos Monden, wird manchmal als Teil eines Doppelsternsystems mit Pluto beschrieben, da die beiden Körper einen Schwerpunkt über ihren Oberflächen umkreisen (dh sie scheinen sich "umkreisen"). Jenseits von Charon kreisen vier viel kleinere Monde, Styx, Nix, Kerberos und Hydra, innerhalb des Systems.

  Makemake und Haumea

  Makemake (45,79 AE durchschnittlich), obwohl kleiner als Pluto, ist das größte bekannte Objekt in der klassisch Kuiper-Gürtel (d. h. ein Kuiper-Gürtel-Objekt, das nicht in einer bestätigten Resonanz mit Neptun ist). Makemake ist nach Pluto das hellste Objekt im Kuipergürtel. In der Erwartung, dass er sich 2008 als Zwergplanet erweisen würde, wurde ihm ein Namenskomitee zugewiesen. [6] Seine Umlaufbahn ist mit 29° viel stärker geneigt als die von Pluto. [123]

  Haumea (43,13 AE Durchschnitt) befindet sich in einer ähnlichen Umlaufbahn wie Makemake, außer dass es sich in einer vorübergehenden 7:12-Umlaufresonanz mit Neptun befindet. [124] Er wurde unter der gleichen Erwartung benannt, dass er sich als Zwergplanet erweisen würde, obwohl spätere Beobachtungen darauf hindeuteten, dass er möglicherweise doch kein Zwergplanet ist. [125]

  Streuscheibe

  Die Streuscheibe, die den Kuiper-Gürtel überlappt, sich aber bis auf etwa 200 AE erstreckt, gilt als Quelle kurzperiodischer Kometen. Es wird angenommen, dass Streuscheibenobjekte durch den Gravitationseinfluss von Neptuns früher Auswanderung in unregelmäßige Bahnen geschleudert wurden. Die meisten Streuscheibenobjekte (SDOs) haben Perihelien innerhalb des Kuiper-Gürtels, aber Aphelie weit darüber hinaus (einige mehr als 150 AE von der Sonne entfernt). Die Bahnen von SDOs sind auch stark zur Ekliptikebene geneigt und stehen oft fast senkrecht dazu. Einige Astronomen betrachten die Streuscheibe lediglich als eine weitere Region des Kuipergürtels und bezeichnen Streuscheibenobjekte als "gestreute Kuipergürtelobjekte". [126] Einige Astronomen klassifizieren Zentauren auch als nach innen gestreute Kuipergürtel-Objekte zusammen mit den nach außen gestreuten Bewohnern der Streuscheibe. [127]

  Eris (mit einer durchschnittlichen Umlaufbahn von 68 AE) ist das größte bekannte Streuscheibenobjekt und löste eine Debatte darüber aus, was einen Planeten ausmacht, da er 25% massereicher als Pluto [128] und ungefähr den gleichen Durchmesser hat. Er ist der massivste der bekannten Zwergplaneten. Es hat einen bekannten Mond, Dysnomia. Wie Pluto ist seine Umlaufbahn stark exzentrisch, mit einem Perihel von 38,2 AE (ungefähr Plutos Abstand von der Sonne) und einem Aphel von 97,6 AE und steil zur Ekliptik geneigt.

  Der Punkt, an dem das Sonnensystem endet und der interstellare Raum beginnt, ist nicht genau definiert, da seine äußeren Grenzen von zwei Kräften geformt werden, dem Sonnenwind und der Schwerkraft der Sonne. Die Grenze des Einflusses des Sonnenwinds beträgt ungefähr das Vierfache der Entfernung des Pluto von der Sonne Heliopause, die äußere Grenze der Heliosphäre, gilt als Beginn des interstellaren Mediums. [66] Es wird angenommen, dass sich die Hügelkugel der Sonne, der effektive Bereich ihrer gravitativen Dominanz, bis zu tausendmal weiter erstreckt und die hypothetische Oortsche Wolke umfasst. [129]

  Heliosphäre

  Die Heliosphäre ist eine stellare Windblase, eine von der Sonne dominierte Raumregion, in die sie ihren Sonnenwind mit etwa 400 km/s, einen Strom geladener Teilchen, abstrahlt, bis sie mit dem Wind des interstellaren Mediums kollidiert.

  Die Kollision erfolgt am Beendigungsschock, die ungefähr 80–100 AE von der Sonne im Wind des interstellaren Mediums und ungefähr 200 AE von der Sonne in Windrichtung entfernt ist. [130] Hier verlangsamt sich der Wind dramatisch, verdichtet sich und wird turbulenter, [130] bildet eine große ovale Struktur, die als bekannt ist heliosheath. Es wird angenommen, dass diese Struktur ähnlich aussieht und sich wie ein Kometenschweif verhält, der sich auf der Gegenwindseite weitere 40 AE nach außen erstreckt, aber ein Vielfaches dieser Entfernung in Windrichtung zeigt Cassini und die Raumsonde Interstellar Boundary Explorer hat vorgeschlagen, dass sie durch die einschränkende Wirkung des interstellaren Magnetfelds in eine Blasenform gezwungen wird. [131]

  Die äußere Grenze der Heliosphäre, die Heliopause, ist der Punkt, an dem der Sonnenwind endgültig endet und der Beginn des interstellaren Raums ist. [66] Voyager 1 und Voyager 2 Berichten zufolge haben sie den Terminationsschock überstanden und sind in die Helioscheide bei 94 bzw. 84 AE von der Sonne eingetreten. [132] [133] Voyager 1 soll im August 2012 die Heliopause überschritten haben. [134]

  Die Form und Form des äußeren Randes der Heliosphäre wird wahrscheinlich durch die Fluiddynamik der Wechselwirkungen mit dem interstellaren Medium sowie durch die im Süden vorherrschenden solaren Magnetfelder beeinflusst, z. es ist stumpf geformt, wobei sich die nördliche Hemisphäre 9 AE weiter erstreckt als die südliche Hemisphäre. [130] Jenseits der Heliopause, bei etwa 230 AE, liegt der Bugschock, ein Plasma-„Wachsturm“, den die Sonne auf ihrem Weg durch die Milchstraße hinterlässt. [135]

  • inneres Sonnensystem und Jupiter
  • äußeres Sonnensystem und Pluto
  • Umlaufbahn von Sedna (abgelöstes Objekt)
  • innerer Teil der Oort Cloud

  Aufgrund fehlender Daten sind die Bedingungen im lokalen interstellaren Raum nicht sicher bekannt. Es wird erwartet, dass die Raumsonde Voyager der NASA, während sie die Heliopause passiert, wertvolle Daten über Strahlungswerte und Sonnenwind zur Erde überträgt. [136] Wie gut die Heliosphäre das Sonnensystem vor kosmischer Strahlung abschirmt, ist kaum bekannt. Ein von der NASA finanziertes Team hat ein Konzept für eine "Vision Mission" entwickelt, die darauf abzielt, eine Sonde in die Heliosphäre zu schicken. [137] [138]

  Freistehende Objekte

  90377 Sedna (mit einer durchschnittlichen Umlaufbahn von 520 AE) ist ein großes, rötliches Objekt mit einer riesigen, stark elliptischen Umlaufbahn, die von etwa 76 AE im Perihel bis 940 AE im Aphel dauert und 11.400 Jahre dauert. Mike Brown, der das Objekt 2003 entdeckte, behauptet, dass es nicht Teil der Streuscheibe oder des Kuiper-Gürtels sein kann, weil sein Perihel zu weit entfernt ist, um von Neptuns Migration betroffen zu sein. Er und andere Astronomen halten es für das erste in einer völlig neuen Population, die manchmal als "Distant Detached Objects" (DDOs) bezeichnet wird, zu der auch das Objekt 2000 CR . gehören kann₁₀₅ , das ein Perihel von 45 AE, ein Aphel von 415 AE und eine Umlaufzeit von 3.420 Jahren hat. [139] Brown bezeichnet diese Population als „innere Oortsche Wolke“, weil sie sich möglicherweise durch einen ähnlichen Prozess gebildet hat, obwohl sie der Sonne viel näher ist. [140] Sedna ist sehr wahrscheinlich ein Zwergplanet, obwohl seine Form noch bestimmt werden muss. Das zweite eindeutig getrennte Objekt, mit einem Perihel weiter als das von Sedna bei ungefähr 81 AE, ist 2012 VP 113 , das 2012 entdeckt wurde. Sein Aphel ist mit 400–500 AE nur halb so groß wie das von Sedna. [141] [142]

  Oort-Wolke

  Die Oortsche Wolke ist eine hypothetische kugelförmige Wolke aus bis zu einer Billion eisigen Objekten, von der angenommen wird, dass sie die Quelle aller langperiodischen Kometen ist und das Sonnensystem bei etwa 50.000 AE (etwa 1 Lichtjahr (ly)) umgibt, und möglicherweise bis zu 100.000 AE (1,87 ly). Es wird angenommen, dass es aus Kometen besteht, die durch Gravitationswechselwirkungen mit den äußeren Planeten aus dem inneren Sonnensystem herausgeschleudert wurden. Oortsche Wolkenobjekte bewegen sich sehr langsam und können durch seltene Ereignisse wie Kollisionen, die Gravitationseffekte eines vorbeiziehenden Sterns oder die galaktische Flut, die von der Milchstraße ausgeübte Gezeitenkraft, gestört werden. [143] [144]

  Grenzen

  Ein Großteil des Sonnensystems ist noch unbekannt. Es wird geschätzt, dass das Gravitationsfeld der Sonne die Gravitationskräfte der umgebenden Sterne bis auf etwa zwei Lichtjahre (125.000 AE) dominiert. Niedrigere Schätzungen für den Radius der Oortschen Wolke gehen dagegen nicht weiter als 50.000 AE. [145] Trotz Entdeckungen wie Sedna ist die Region zwischen dem Kuiper-Gürtel und der Oort-Wolke, ein Gebiet mit einem Radius von mehreren zehntausend AE, immer noch praktisch nicht kartiert. Es gibt auch laufende Studien über die Region zwischen Merkur und Sonne. [146] In den unerforschten Regionen des Sonnensystems könnten noch Objekte entdeckt werden.

  Derzeit haben die am weitesten bekannten Objekte, wie der Komet West, Aphelie in einer Entfernung von 70.000 AE von der Sonne, aber mit der Bekanntheit der Oortschen Wolke kann sich dies ändern.

  Das Sonnensystem befindet sich in der Milchstraße, einer vergitterten Spiralgalaxie mit einem Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren, die mehr als 100 Milliarden Sterne enthält. [147] Die Sonne befindet sich in einem der äußeren Spiralarme der Milchstraße, der als Orion-Cygnus-Arm oder lokaler Sporn bekannt ist. [148] Die Sonne liegt etwa 26.660 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt, [149] und ihre Geschwindigkeit um das Zentrum der Milchstraße beträgt etwa 247 km/s, sodass sie alle 210 Millionen Jahre eine Umdrehung vollzieht. Diese Revolution ist als das galaktische Jahr des Sonnensystems bekannt. [150] Die Sonnenspitze, die Richtung der Sonnenbahn durch den interstellaren Raum, liegt in der Nähe des Sternbildes Herkules in Richtung der aktuellen Position des hellen Sterns Vega. [151] Die Ebene der Ekliptik liegt in einem Winkel von etwa 60° zur galaktischen Ebene. [ich]

  Die Lage des Sonnensystems in der Milchstraße ist ein Faktor in der Evolutionsgeschichte des Lebens auf der Erde. Seine Umlaufbahn ist nahezu kreisförmig, und Umlaufbahnen in der Nähe der Sonne haben ungefähr die gleiche Geschwindigkeit wie die der Spiralarme. [153] [154] Daher geht die Sonne nur selten durch Arme. Da Spiralarme eine viel größere Konzentration von Supernovae, Gravitationsinstabilitäten und Strahlung beherbergen, die das Sonnensystem stören könnten, hat dies der Erde lange Zeiträume der Stabilität gegeben, damit sich Leben entwickeln kann. [153] Die sich ändernde Position des Sonnensystems relativ zu anderen Teilen der Milchstraße könnte jedoch gemäß der Shiva-Hypothese oder verwandten Theorien periodische Auslöschungsereignisse auf der Erde erklären. Das Sonnensystem liegt weit außerhalb der sternenübersäten Umgebung des galaktischen Zentrums. In der Nähe des Zentrums könnten Gravitationsschleppen von nahen Sternen Körper in der Oortschen Wolke stören und viele Kometen in das innere Sonnensystem schicken, was zu Kollisionen mit potenziell katastrophalen Auswirkungen auf das Leben auf der Erde führen könnte. Die intensive Strahlung des galaktischen Zentrums könnte auch die Entwicklung von komplexem Leben stören. [153] Sogar am aktuellen Standort des Sonnensystems haben einige Wissenschaftler spekuliert, dass jüngste Supernovae das Leben in den letzten 35.000 Jahren negativ beeinflusst haben könnten, indem sie Teile des ausgestoßenen Sternkerns in Form von radioaktiven Staubkörnern und größeren, kometenähnlichen auf die Sonne schleuderten Körper. [155]

  Nachbarschaft

  Das Sonnensystem befindet sich in der Local Interstellar Cloud oder Local Fluff. Es wird angenommen, dass es sich in der Nähe der benachbarten G-Cloud befindet, aber es ist nicht bekannt, ob das Sonnensystem in die Local Interstellar Cloud eingebettet ist oder ob es sich in der Region befindet, in der die Local Interstellar Cloud und die G-Cloud interagieren. [156] [157] Die lokale interstellare Wolke ist ein Gebiet dichterer Wolken in einer ansonsten spärlichen Region, die als lokale Blase bekannt ist, ein sanduhrförmiger Hohlraum im interstellaren Medium mit einem Durchmesser von etwa 300 Lichtjahren (ly). Die Blase ist von Hochtemperaturplasma durchdrungen, was darauf hindeutet, dass sie das Produkt mehrerer neuer Supernovae ist. [158]

  Innerhalb von zehn Lichtjahren von der Sonne gibt es relativ wenige Sterne. Das nächste ist das Dreifachsternsystem Alpha Centauri, das etwa 4,4 Lichtjahre entfernt ist. Alpha Centauri A und B sind ein eng verbundenes Paar sonnenähnlicher Sterne, während der kleine Rote Zwerg Proxima Centauri das Paar in einer Entfernung von 0,2 Lichtjahren umkreist. Im Jahr 2016 wurde bestätigt, dass ein potenziell bewohnbarer Exoplanet Proxima Centauri umkreist, genannt Proxima Centauri b, der der Sonne am nächsten bestätigte Exoplanet. [159] Die sonnennächsten Sterne sind die Roten Zwerge Barnards Star (bei 5,9 Lj), Wolf 359 (7,8 Lj) und Lalande 21185 (8,3 Lj).

  Der größte nahe Stern ist Sirius, ein heller Hauptreihenstern, der ungefähr 8,6 Lichtjahre entfernt ist und ungefähr die doppelte Masse der Sonne hat und der von einem Weißen Zwerg, Sirius B, umkreist wird. Die nächsten Braunen Zwerge sind das binäre Luhman-16-System bei 6,6 Licht -Jahre. Andere Systeme innerhalb von zehn Lichtjahren sind das binäre Rote-Zwerg-System Luyten 726-8 (8,7 Lj.) und der einsame Rote Zwerg Ross 154 (9,7 Lj.). [160] Der dem Sonnensystem am nächsten gelegene einsame sonnenähnliche Stern ist Tau Ceti mit 11,9 Lichtjahren. Sie hat etwa 80 % der Sonnenmasse, aber nur 60 % ihrer Leuchtkraft. [161] Das der Sonne am nächsten liegende bekannte frei schwebende planetarische Massenobjekt ist WISE 0855−0714, [162] ein Objekt mit einer Masse von weniger als 10 Jupitermassen, die ungefähr 7 Lichtjahre entfernt sind.

  Vergleich mit extrasolaren Systemen

  Im Vergleich zu vielen anderen Planetensystemen zeichnet sich das Sonnensystem durch das Fehlen von Planeten innerhalb der Merkurbahn aus. [163] [164] Dem bekannten Sonnensystem fehlen auch Supererden (Planet Neun könnte eine Supererde jenseits des bekannten Sonnensystems sein). [163] Ungewöhnlicherweise gibt es nur kleine Gesteinsplaneten und große Gasriesen, anderswo sind Planeten mittlerer Größe typisch – sowohl Gesteins- als auch Gasplaneten – also gibt es keine "Lücke" zwischen der Größe der Erde und des Neptuns (mit einem Radius von 3,8 .). mal so groß). Außerdem haben diese Supererden engere Umlaufbahnen als Merkur. [163] Dies führte zu der Hypothese, dass alle Planetensysteme mit vielen nahen Planeten beginnen und dass typischerweise eine Abfolge ihrer Kollisionen eine Konsolidierung der Masse in wenige größere Planeten verursacht, aber im Fall des Sonnensystems die Kollisionen ihre Zerstörung verursachten und Auswurf. [165] [166]

  Die Umlaufbahnen der Planeten des Sonnensystems sind nahezu kreisförmig. Im Vergleich zu anderen Systemen haben sie eine geringere Umlaufexzentrizität. [163] Obwohl es Versuche gibt, es teilweise mit einem Bias in der Radialgeschwindigkeitsdetektionsmethode und teilweise mit langen Wechselwirkungen einer ziemlich großen Anzahl von Planeten zu erklären, bleiben die genauen Ursachen ungeklärt. [163] [167]

  Dieser Abschnitt ist eine Auswahl von Körpern des Sonnensystems, die nach Größe und Qualität der Bilder ausgewählt und nach Volumen sortiert sind. Einige große Objekte werden hier weggelassen (insbesondere Eris, Haumea, Makemake und Nereid), da sie nicht in hoher Qualität abgebildet wurden.

  1. ^ einb Stand 27.08.2019.
  2. ^Die Großschreibung des Namens variiert. Die Internationale Astronomische Union, das maßgebliche Gremium für die astronomische Nomenklatur, gibt die Namen aller einzelnen astronomischen Objekte in Großbuchstaben an, verwendet jedoch in ihren Benennungsrichtlinien gemischte Strukturen aus "Sonnensystem" und "Sonnensystem". Der Name wird üblicherweise in Kleinbuchstaben wiedergegeben ("Sonnensystem"), wie zum Beispiel in der Oxford Englisch Wörterbuch und Merriam-Websters 11. College-Wörterbuch.
  3. ^ Die natürlichen Satelliten (Monde), die die Planeten des Sonnensystems umkreisen, sind ein Beispiel für letzteres.
  4. ^ Historisch betrachtet galten mehrere andere Körper einst als Planeten, darunter Pluto von seiner Entdeckung 1930 bis 2006. Siehe Ehemalige Planeten.
  5. ^ Die beiden Monde, die größer als Merkur sind, sind Ganymed, der Jupiter umkreist, und Titan, der Saturn umkreist. Obwohl sie größer als Merkur sind, haben beide Monde weniger als die Hälfte ihrer Masse. Darüber hinaus beträgt der Radius von Jupiters Mond Callisto über 98% des von Merkur.
  6. ^ einbcde Gemäß den Definitionen der IAU werden Objekte, die die Sonne umkreisen, dynamisch und physikalisch in drei Kategorien eingeteilt: Planeten, Zwergenplaneten, und kleine Körper des Sonnensystems.
     • Ein Planet ist jeder die Sonne umkreisende Körper, dessen Masse ausreicht, um ihn durch die Schwerkraft in eine (nahezu) sphärische Form zu ziehen, und der seine unmittelbare Umgebung von allen kleineren Objekten befreit hat. Nach dieser Definition hat das Sonnensystem acht Planeten: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Da es seine Umgebung nicht von anderen Kuipergürtelobjekten geräumt hat, passt Pluto nicht zu dieser Definition. [5]
     • Ein Zwergplanet ist ein die Sonne umkreisender Körper, der massiv genug ist, um durch seine eigene Gravitation nahezu kugelförmig gemacht zu werden, der jedoch keine Planetesimalen aus seiner Nachbarschaft entfernt hat und auch kein Satellit ist. [5] Pluto ist ein Zwergplanet und die IAU hat vier weitere Körper im Sonnensystem in der Erwartung erkannt oder benannt, dass sie sich als Zwergplaneten herausstellen werden: Ceres, Haumea, Makemake und Eris. [6] Andere Objekte, von denen allgemein angenommen wird, dass sie Zwergplaneten sind, sind Gonggong, Sedna, Orcus und Quaoar. [7] In Bezug auf Pluto werden andere Zwergplaneten, die in der transneptunischen Region umkreisen, manchmal als "Plutoide" bezeichnet, [8] obwohl dieser Begriff selten verwendet wird.
     • Die restlichen Objekte, die die Sonne umkreisen, werden als kleine Sonnensystemkörper bezeichnet. [5]
  7. ^ einb Die Masse des Sonnensystems ohne Sonne, Jupiter und Saturn kann bestimmt werden, indem man alle berechneten Massen für seine größten Objekte addiert und grobe Berechnungen für die Massen der Oortschen Wolke verwendet (geschätzt auf etwa 3 Erdmassen), [19] der Kuiper-Gürtel (geschätzt auf ungefähr 0,1 Erdmasse) [20] und der Asteroidengürtel (geschätzt auf 0,0005 Erdmasse) [21] für insgesamt, aufgerundet, von

  37 Erdmassen oder 8,1% der Masse im Orbit um die Sonne. Mit den kombinierten Massen von Uranus und Neptun (

  
  

  Wann wurde erkannt, dass die meisten großen Monde in der Äquatorebene ihrer Mutterplaneten kreisen? - Astronomie

  

  Vom Aussehen her sieht Neptun sehr aus wie eine blaue Miniaturversion von Jupiter – eine Art "Schlumpf" -Version von Jupiter! (1.6.x) (1.4.1)

  Neptun, der achte und am weitesten von der Sonne entfernte bekannte Hauptplanet, hat seit seiner Entdeckung im Jahr 1846 gerade einmal eine Umlaufbahn absolviert! (1.6.x) (1.4.1)

  Neptuns Mond Triton ist der einzige große Mond des Sonnensystems, der in entgegengesetzter Richtung zur Rotation seines Mutterplaneten kreist!

  Als Gasriese hat Neptun keine feste oder flüssige "Oberfläche". Seine "sichtbare Oberfläche" ist also wirklich die Spitze seines komplexen Cloud-Systems! Da noch keine Raumsonde Bilder aus oder direkt über den beeindruckenden Wolkenschichten des Planeten zurückgeschickt hat, müssen die Darstellungen der Künstler vorerst genügen.

  NASA-Illustration: Cloudtops von Neptun. Laden Sie hier die hochauflösende Version herunter.
  

  Proteus kreist sehr nahe an der Äquatorebene von Neptun, während Triton und Nereid sich weit davon entfernen!

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  Sind Ihnen unsere Links 1.6.x und 1.4.1 nicht bekannt? Für eine Erklärung klicken Sie hier.

  • Nachdem Sie die Links oben ausgeführt haben, die Planetenbahnen anzeigen, ziehen Sie mit der rechten Maustaste a, um einen guten Eindruck von ihren dreidimensionalen Aspekten zu erhalten.
  • Wenn die Uhr von CELESTIA (d. h. Datum und Uhrzeit des Programms) oben rechts im Fenster nicht sichtbar ist, drücken Sie die V-Taste, bis Sie sie sehen. Dadurch werden auch Informationstexte in anderen Ecken aktiviert, damit Sie mehrere Aspekte des angezeigten Ereignisses im Auge behalten können. Wenn Sie die Uhr von CELESTIA oben rechts im Auge behalten, können Sie erkennen, wie viel Zeit in jeder Ansicht vergeht.
  • Durch Drücken der "unverschobenen" L- bzw. K-Taste wird der Zeitfluss von CELESTIA in den Versionen 1.6.x und 1.4.1 um den Faktor 10 beschleunigt bzw. verlangsamt.
  • Das Drücken von Umschalt+L bzw. Umschalt+K beschleunigt und verlangsamt den Zeitfluss von CELESTIA nur in Version 1.6.x um den Faktor 2.
  • Das Drücken der J-Taste (entweder verschoben oder "unverschoben") kehrt den Zeitfluss von CELESTIA in den Versionen 1.6.x und 1.4.1 um.

  Weitere Informationen zu vielen Bedienelementen von CELESTIA finden Sie auf unserer Learning Center-Seite.

  Physikalische Eigenschaften:
  Äquatoriale Größe: Vergleich in 3-D 3-
  Radius: 24.764 km
  Durchmesser: 49.528 km
  Durchmesser (Erde = 1): 3,883
  Rotationsabflachung: 0,0171
  Masse (Erde = 1): 17.147
  Volumen (Erde = 1): 57,74
  Mittlere Dichte (Wasser = 1): 1,64
  Mittlere Dichte (Erde = 1): 0,297
  Schwerkraft an scheinbarer "Oberfläche" (Erde = 1): 1,14
  Axiale Neigung: 28,32°
  Wohin die Pole zeigen

  
  Neptuns "Neigung",
  relativ zu seiner eigenen
  Umlaufbahn, ist ähnlich wie die
  Neigungen der Erde, Mars
  und Saturn, rel.
  in ihre Umlaufbahnen!

  Rotationsdauer:
  Synodisch ("Tag" in Erdstunden): 16.11
  Siderisch (in Erdstunden): 16.11
  Hinweis: Tageslängen der Erde
  Mittlere Sonnenenergie: 24.0000 Stunden (24h00m00s)
  Sternbild: 23.9345 Std. (23h56m4,1s)
  Hinweis: verschiedene Breitengrade auf den Gas Giants
  mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.
  Albedo (geometrisch): 0,41
  Magnetosphäre:
  Magnetfeld (Erde = 1): 26
  Magnetische Polarität: entgegengesetzt zu der der Erde
  Vergleich

  Voyager 2 Raumschiff in 3D:
  #1 #2 #3 Standort

  Neptun-Struktur
  Im Vergleich zu anderen Planetenklassifikationen der äußeren Planeten:
  Äußerer Planet (zusammen mit Jupiter, Saturn und Uranus)
  Eisriese (hauptsächlich Wasserstoff, Helium und Eis)
  Superior Planet (hat eine größere Umlaufbahn als die Erde)

  Neptunbahn: (1.6.x) (1.4.1)
  Zeitraum: 164,79 Erdenjahre
  Entfernung von der Sonne:
  Mittelwert (Erde = 1 AU): 30,047 AU
  Mittelwert: 4.495.060.000 km
  Perihel: 4.444.450.000 km (29.709 AU)
  Aphelion: 4.545.670.000 km (30.386 AE)
  Geschwindigkeit:
  Mittelwert: 19.458 km/h
  Min: 19.332 km/h
  Max: 19.800 km/h
  Exzentrizität: 0,0113
  Neigung zur Ekliptik: 1.769°

  Neptunmonde: mindestens 14 (mehr vermutet)
  Hauptmonde: 3
  Strom-Pos. von Triton & Nereid von der Erde aus gesehen
  Suche Cur. Hauptmond Pos. mit NASA/JPL Orrery
  Öffnet mit Neptun. Scrollen Sie mit
  Mausrad, um große Monde im Orbit zu sehen.

  
  Zwei von Neptuns kleinen Monden,
  Naiad und Thalassa, Ausstellung und
  faszinierende 73:69 Orbitalresonanz!

  ADJEKTIVE BEDEUTUNG
  "in Bezug auf Neptun"
  

  Neptunisch
  Poseidian (vom griechischen Gott Poseidon) dunkel

  

  &Kopie 2007- von Gary M. Winter. Alle Rechte vorbehalten.

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  Obwohl es weiter von der Sonne entfernt ist, ist Neptun wärmer als Uranus!

  Neptun besitzt die heftigsten Winde aller Planeten!

  Tief in Neptun, denken Wissenschaftler, "regnet es Diamanten"!

  Das Magnetfeld von Neptun ist wesentlich von seiner Rotationsachse versetzt! Um ungefähr 47° mehr als auf jedem anderen Planeten!

  Es gibt immer noch Streit darüber, wer Neptun entdeckt hat!

  Die Umlaufzeit von Nereide beträgt fast ein Erdjahr!

  Neptun steht immer dieselbe Seite von Triton gegenüber!

  Die Bahnen von Triton und Proteus sind fast kreisförmig, während die Bahnen von Nereide sehr langgestreckt sind!

  Triton umkreist Neptun in
  eine rückläufige Richtung
  und soll sein
  ein "eingefangener Mond"!

  ELEMENTE VON NEPTUNES WICHTIGSTEN MONDWELLEN

  Orbital Neigungs- ation	Radius (10 3 km)	Exz- Dreiheit
  Proteus	0,04°	117.647	0.0004
  Triton	157,34&Grad	354.76	0.000016
  Nereide	7.23&Grad	5,513.4	0.7512

  Hinweis: Einige Links werden an anderer Stelle auf dieser Seite wiedergegeben und können beschreibenden Text enthalten.

  Links zu interaktiven Funktionen, die die Umlaufbahn von Neptun in 3D zeigen, finden Sie auf unserer Sonnensystem-Seite

  Mit Neptune Viewer können Sie die Neigung von Neptun und seine Ringe für jede Uhrzeit und jedes Datum finden.

  Mit Neptune Moon Tracker können Sie Diagramme der Positionen von Neptuns Monden und seines Adams-Rings über einen bestimmten Zeitraum erstellen und herunterladen.

  
  

  Uranus’ Unregelmäßige Monde:

  Ab 2005 ist auch bekannt, dass Uranus neun unregelmäßige Monde hat, die ihn in einer viel größeren Entfernung umkreisen als die von Oberon. Alle unregelmäßigen Monde sind wahrscheinlich eingefangene Objekte, die von Uranus kurz nach seiner Entstehung gefangen wurden. Sie sind in der Reihenfolge der Entfernung von Uranus: Francisco, Caliban, Stephano, Trincutio, Sycorax, Margaret, Prospero, Setebos und Ferdinard (wiederum nach Figuren in Shakespeare-Stücken benannt).

  Die unregelmäßigen Monde von Uranus haben eine Größe von etwa 150 km (Sycorax) bis 18 km (Trinculo). Mit Ausnahme von Margaret umkreisen alle Uranus in rückläufigen Bahnen (d.h. sie umkreisen den Planeten in der entgegengesetzten Richtung seiner Drehung).

  Ähnlich wie die Inneren Monde unterliegen Uranus’-Irreguläre chaotischer Instabilität. Es wird angenommen, dass einige mit Inneren Monden kollidieren und in den nächsten 10 Millionen bis einer Milliarde Jahren sogar ausgestoßen werden.

  Das meiste, was über Uranus’-Monde bekannt ist, ist den Voyager 2 Raumsonde, die nach wie vor die einzige Raumsonde ist, die die Uran-Satelliten aus nächster Nähe fotografiert hat.Nichtsdestotrotz war das Beobachtete genug, um Astronomen und Planetenwissenschaftler interessiert und rätseln zu lassen. Bis der Tag kommt, an dem wir die Uranier genauer untersuchen können, werden sie weiterhin ihre Geheimnisse bewahren.

  Hier ist ein Link zum NASA-Leitfaden zur Erkundung des Sonnensystems auf den Uranusmonden und hier ein Artikel über eine Hubble-Entdeckung neuer Ringe und Monde um Uranus.

  Wir haben eine Episode von Astronomy Cast nur über Uranus aufgenommen. Sie können hier darauf zugreifen: Episode 62: Uranus.