Unser Sonnensystem

Unser Sonnensystem…

Autor/in: KARL RAMETSTEINER (Chemotechniker, Entwicklungsleiter, Erfinder und Dozent,
Linz, A)

Ausgabe: April/2018 - Sonne

«MEIN VATER ERKLÄRT MIR JEDEN SONNTAG UNSERE NEUN PLANETEN»
M,V,E,M,J,S,U,N,P

… eine bekannte Eselsbrücke über die Abfolge der Plane­ten in unserem Sonnensystem, die heute nicht mehr gilt; 2006 hat Pluto seinen Planetensta­tus verloren, er ist nur noch ein Zwergplanet im Kuipergürtel. Seitdem gilt: …UNSERE NATÜR­LICHE KOSMISCHE ORDNUNG, wobei K für Kuipergürtel und O für Oortsche Wolke steht, die äußersten Teile «unseres» Son­nensystems.

«Unser» können nur ver­nunftbegabte Wesen, also Men­schen, ausdrücken, anderen Le­bewesen ist diese Sichtweise versagt. Und selbst uns ist es schwergefallen, die Systematik zu durchschauen.

Die Sonne und der Mond …

Sie gehen auf und un­ter und rücken die Erde augen­scheinlich ins Zentrum des Ge­s­chehens. Ptolemäus (100–160 n.Ch.) beschrieb im Detail die­ses Weltbild, und es sollte für die nächsten 1500 Jahre gültig bleiben. Dann äußern Giordano Bruno, Galilei, Kopernikus, Kep­ler, später Newton berechtigte Zweifel und postulieren, ja be­le­gen mit Rechenmodellen unser noch heute gültiges Weltbild:

Die Sonne im Zentrum, um sie herum kreisen die be­kannten Planeten als Wandel­sterne. Auch unsere Erde gehört dazu. Nicht in Kreisbahnen, son­dern in Ellipsen erfolgen diese, der Sonne in einem der beiden Brennpunkte mit­liegendem Mittelpunkt. Der Mond umkreist die Erde – auch bei anderen Planeten wurden Monde entdeckt: Zwei um den Mars, 69 um Jupiter und 62 um Sa­turn. Die nicht mehr vorhandene Vollkommenheit des Kreises und die Abkehr von der Idee als Zen­trum des Universums bereiten der Kirche es des Mittelalters erhebliche Probleme. Dabei offen­baren sich im Laufe der nun einsetzenden naturwissenschaftli­chen Erforschung des Sonnensys­tems die wahren Wunder!
Versuchen wir, einiges da­von zu verstehen:

Die SONNE

Die Sonne ist ein mittelgro­ßer Stern. Sterne sind masserei­che, selbstleuchtende Himmels­körper, vornehmlich aus Gas/Plasma. Sie werden durch die ei­gene Schwerkraft zusammenge­halten und sind dadurch annä­hernd kugelförmig.

Obwohl etwa 70 % der uns bekannten Sterne Teil eines Doppel- oder Mehrfachsystems sind, ist unsere Sonne ein Ein­zelgänger. Welch ein Glück für uns! Sie ist nicht zu heiß, zu ak­tiv und leuchtet bemerkenswert gleichförmig. Ohne die Wärme­strahlung wäre auf der Erde kein Leben möglich. Schon im Mittel­alter ahnte man, dass sie eher als ein glühender Stein» sein muss.

Die Sonne ist der einzige Stern, «auf dem» – von der Erde aus – deutliche Strukturen zu erkennen sind (Sonnenflecken, Eruptionen …) Alle anderen, mit freiem Auge erkennbaren Sterne sind Teil der Milchstraße und so weit entfernt, dass sie nur als Lichtpunkte wahrgenommen werden, die, bedingt durch unse­re Atmosphäre, flackern. Da­gegen sind am gesamten Himmel 2000–6000, in Stadtnähe nur 1000 erkennbar.

Der Anblick des Sternenhim­mels täuscht über die Variationsbreite von Temperaturen hinweg, ebenso über Dichten und Entfer­nungen. Wetterbereiche, die man wahrlich als astronomisch be­zeichnen kann:

Allein in unserem bescheidenen Sonnensystem sind die Größenverhältnisse gigantisch.
Wer kann sich wirk­lich vorstellen, dass die Sonne von der Erde 150 000 000 km entfernt ist? Erst Vergleiche machen dies einigermaßen begreifbar. Stellen wir uns folgendes Modell vor:
Die Sonne ist die glühende Kugel von 1 Meter Durchmesser. Das gesamte Sonnen­system würde so aussehen wie in der Grafik unten.

Die Entfernungen der Plane­ten vom Zentralgestirn sind also riesig, ebenso die Größenver­hältnisse: Die Sonne beansprucht für sich etwa 99 % der Sonnensystem-Gesamtmasse, obwohl sie nur aus Gas, vor­nehmlich Wasserstoff und Helium, besteht.

Die gewaltige Gravitation bewirkt eine Kerntemperatur von über 15 Millionen Grad, die ausreicht, um eine beständi­ge thermonukleare Reaktion in Gang zu halten:
Pro Sekunde werden ca. 700 Tonnen Wasserstoff in Helium umgewandelt, wobei es sich um eine Fusionsreaktion, ver­gleichbar einer gezähmten Was­serstoffbombe, handelt.

Mond

Unser «Erdmond» ist mit ¼ Erd­durchmesser unverhältnismäßig groß und übt dementsprechend massiven Einfluss auf die Erde aus:

1. Gezielt: Zwei Drittel der dazu benö­tigten Energie stammen vom Mond, der Rest von der Sonne. Sogenann­te Tidehöhe (Unterschied zwischen Hochwasserstand und unterstem Pegelstand, bis zu 12 m!) bringen die nötigen Turbulenzen zum stetigen Mine­raltransport in die Weltmeere.

2. Stabilisation: Neigungswinkel von 23,5 Grad wird aufrechterhalten. Erde könnte ins Trudeln kommen. Die Ro­tationsgeschwindigkeit wird auf den 24h-Zyklus gebremst. Eine schnelle­re Rotation würde Dauerstürme mit 300–500 km/h hervorrufen. Die Plan­tentektonik, also die Bewegung der Kontinentalplatten auf dem flüssigen Magma, wird weitgehend stabilisiert.

3. Ein Einfluss auf Lebewesen (Pflanzen­wachstum …) wird diskutiert, viel­leicht esoterisch überbetont, ist aber sehr wahrscheinlich.

4. Ein optisch: Am Himmel erscheinen uns Sonne und Mond etwa gleich groß, sodass wir Sonnenfinsternisse in ge­wohnter Form beobachten können.
   Quelle: Küffner Sternwarte

Damit steht Energie, vor­nehmlich in Form von Licht und Wärme, zur Verfügung, die auch auf die Planeten, in Re­lation zu deren Sonnenab­stand, gestrahlt wird. Zu uns braucht diese Energie ca. 8 Minuten, obwohl sie mit Lichtgeschwindigkeit (300.000km/s) unterwegs ist.

Die damit entstehenden Effekte werden noch durch die Planetenrotation (Tag/Nacht-Zyklen) und die Nei­gung der Planetenachsen in Re­lation zur Umkreisebene modifiziert.

Auch bei anderen Planeten wurden Monde entdeckt: Zwei um den Mars, 69 um Jupiter und 62 um Saturn.

Merkur

Ein Jahr auf dem Merkur dauert 88 Tage, die Sonne er­scheint 3 Mal so groß wie auf der Erde.
Infolge der langsamen Um­drehung schwanken die Ober­flächentemperaturen zwischen +450 Grad/Tag und –173 Grad/ Nacht.

Venus

Ein Venusjahr dauert 225 Tage, die Rotation ist so lang­sam, dass es nur 2 Tage pro Jahr gibt.
Die mittlere Oberflächen­temperatur von +460 Grad übertrumpft in Vergleich zum Merkur, da die Venus so viel weiter von der Sonne entfernt ist. Das ist dem hohen CO₂-Ge­halt der Venusatmosphäre ge­schuldet, 96 % ermöglichen ei­nen maximalen Treibhauseffekt!
Weiße Wolken aus Schwefelsäu­re machen den Planeten zusätz­lich undurchsichtig, lassen ihn aber für uns Beobachter besonders beeindruckend erscheinen.(Morgen/ Abendstern)
Da die Venus als einziger Planet retrograd rotiert (die Sonne geht im Westen auf und im Osten unter), dient dies wohl als Begründung für die Me­tapher «Schöner, heller Abend­stern» als Bezeichnung für Sa­tan/Luzifer. Er ist es, der «ge­ganfällig» agiert. Bemerkens­wert ist diese Erkenntnis aus dem Alten Testament (Jesaja, 700 v.Chr), obwohl deren Bestä­tigung erst 1962 durch die Son­de «Mariner 2» erfolgte.

Erde

Die Erde ist wenig größer als die Venus. 1/40 000 000 ih­res Umfangs ist unser Meter. Sie ist der einzige Planet unseres Sonnensystems, auf dem nach­weislich Leben existieren kann. Die großen Unterschiede sind: Ozeane, die 70 % der Oberflä­che bedecken, eine Atmosphä­re, die uns Atemluft bietet, und die besondere Positionierung im Gesamtsystem (siehe unten).
Eine Sonnenumrundung (Jahr) dauert 365 Tage, 6 Stunden, 9 Minuten und 9,76 Sekunden. Gleichzeitig gibt es eine Drehung um die eigene Achse von 24h Dauer. Durch die Bremswir­kung des Mondes werden die Tage unmerklich, aber messbar länger, gleichzeitig entfernt sich dieser pro Jahr um 4cm.

Die Jahreszeiten entstehen NICHT durch die elliptischen Bahnen, die unterschiedliche Entfernung von der Sonne. Sonnenächster Punkt: Anfang Jänner. Entfern­tester Anfang Juli. Beides eine Heizbetrachtung. Ein Jahreszei­ten entstehen, weil die Erdachse um 23,5 Grad zur Bahnebene ge­kippt ist: Diese Schrägstellung der Nord-Süd-Halbkugel un vier Jahreszeiten. Jeweils entwe­der nur niedrige (Nord/Süd-) Halbkugel zur Sonne hin oder von ihr weg. In der einen Halb­kugel entsteht das genaue Gegenteil. Dies ist gleichzeitig die Ursache für die unterschiedli­che Länge der Tage. Gäbe es diese Schrägstel­lung nicht, wären Tag und Nacht immer gleich lang. Am Äquator tritt dieser Effekt auch tatsächlich auf. Im Gegensatz dazu ist es zur Zeit der Sonnenwende, nördlich des Polarkreises, 24h Tag (hell), am Südpol natürlich gegenteilsinnig dunkel.

Die Temperaturen auf der Erde sind moderat: max. +58 Grad in äquatornahen Wüstengegenden, min.: –88 Grad in der Antarktis. Durchschnitts-Lufttemperatur: +15 Grad.

Durch solche Verhältnisse wird gewährleistet, dass ein zig auf unserer Erde Wasser vor allem flüssig vorkommt. Neben Licht, Wärme und richtiger Atmosphäre ist die Erde nur dadurch bewohnbar.

Mars

Der Mars ist halb so klein wie die Erde. Er ist wegen des Fehlens von Wasser und sauerstoffhaltiger Luft und Durchschnittstemperaturen von –60 Grad unbewohnbar. Ein Mars-Jahr dauert 687 Tage, ein Tag 24,5 Stunden. Uns blieb für ferne Zeiten, der Mars als Erd-Alternative schmackhaft gemacht, aber Wunsch und Wirklichkeit scheinen unvereinbar.

Mit dem Mars ist der innere Kreis der Steinplaneten abgeschlossen. Es folgen die Gasriesen Jupiter und Saturn, die jedoch in unserem Sonnensystem besondere Aufgaben zu erfüllen haben. Davon später.

Das Leben auf unserer Erde

Die bisher aufgezeigten Fakten machen es höchst unwahrscheinlich, dass es Zufall ist, dass unser “blauer Planet” der Träger des Lebens innerhalb des Sonnensystems dasteht. In der Tat haben solche Überlegungen zur Postulierung einer sogenannten «Habitablen Zone» geführt.

Man versteht darunter jene enge Zone um einen Stern, in der Leben möglich ist, die einen Planeten also bewohnbar macht.

In unserem Sonnensystem liegt nur die Erde im Bereich. Venus und Mars nicht.
Neben den allgemeinen Besonderheiten unserer Erden-Eigenschaften, die der bewohnbaren Zone zusätzliche Aspekte eröffnen:

1. Ein Ozonschirm (Nobelpreis 1995) schützt in einer Höhe von 15 bis 30 km unsere Oberfläche und damit Lebewesen vor einer feindlichen UV-Strahlung.

2. Der Van Allen-Gürtel (entdeckt 1958) ist ein Ring energiereicher Teilchen aus dem Weltraum, die durch die magnetischen Eigenschaften unserer Erde eingefangen und festgehalten werden. Dieser Gürtel befindet sich in einer Höhe von 700–20.000 km. Wird er überladen (erhöhte Sonnenwinde…), streift er die Erd­atmosphäre, wodurch die Polarlichter entstehen.

3. Die angesprochene Magnetosphere beruht auf Strömungsvorgängen im flüssigen Eisenkern des Erdmantels.

4. Die Zusammensetzung der Luft ist einzigartig: Stickstoff (78 %) als neutraler Hauptbestandteil, Sauerstoff (21 %) im ständigen Kreislauf mit Kohlendioxid (Assimilation der Pflanzen), der Rest sind Edelgase und Spurengase, davon zwei wesentliche, CO₂: 0,03 bis 0,04 %, verantwortlich für den gesamten Kohlenstoffkreislauf der all­l­ebenwesen, aber auch bei höherer Konzentration für einen ver­größerten Treibhauseffekt.

5. H₂O-Dampf: 0,25 %, verantwortlich für alle Wasserkreisläufe (Verdunstung, Regen, stift Wasser…). also einen Duttell des Wettergeschehens.

6. Die großen Gasplaneten Jupiter und Saturn, aber auch die Eisriesen Uranus und Neptun schirmen durch ihre enorme Anziehungskraft die Umlaufbahnen der terrestrischen Planeten weitgehend vor gefährlichen Meteoriten ab.

7. Die Sonderrolle des Mondes wurde bereits oben behandelt.

Es scheint also gewiss, dass die Erde für das Leben im Allgemeinen und für das menschliche Leben im Besonderen maßgeschneidert ist.

Anmerkungen:

1. Der Mond würde in diesem Modell die Erde als 2 mm große Kugel in einer Entfernung von 20 cm umkreisen.

2. Im Kuipergürtel, jenseits des Neptun, befinden sich die Zwergplane­ten (auch Pluto), aber auch geschätzte 70–100.000 kleinere Objekte, die immer wieder einmal einen Moment in unseren Sichtbereich entsenden.

3. In der O-Wolke vermutet man 100 Milliarden bis 1 Billion Objekte, die gewissermaßen dort «geparkt» sind. Da sie aber die Sonne um­kreisen, gehören sie noch zum Sonnensystem.

„Eine Sonnen-umrundung (Jahr) dauert 365 Tage, 6 Stunden,9 Minuten und 9,76 Sekunden.“