Alle Planeten drehen sich seitwärts. Planeten des Sonnensystems: acht und eins. Ursachen der retrograden Rotation

Der Weltraum hat schon lange die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen. Bereits im Mittelalter begannen Astronomen mit der Erforschung der Planeten des Sonnensystems und untersuchten sie mit primitiven Teleskopen. Eine gründliche Klassifizierung und Beschreibung der Strukturmerkmale und Bewegungen von Himmelskörpern wurde jedoch erst im 20. Jahrhundert möglich. Mit dem Aufkommen leistungsstarker Geräte, hochmoderner Observatorien und Raumfahrzeuge wurden mehrere bisher unbekannte Objekte entdeckt. Jetzt kann jedes Schulkind alle Planeten des Sonnensystems der Reihe nach auflisten. Auf fast allen ist eine Raumsonde gelandet, der Mensch hat bisher nur den Mond besucht.

Was ist das Sonnensystem?

Das Universum ist riesig und umfasst viele Galaxien. Unser Sonnensystem ist Teil einer Galaxie mit mehr als 100 Milliarden Sternen. Aber es gibt nur sehr wenige, die wie die Sonne sind. Im Grunde handelt es sich bei allen um Rote Zwerge, die kleiner sind und nicht so hell leuchten. Wissenschaftler haben vermutet, dass das Sonnensystem nach dem Erscheinen der Sonne entstanden ist. Sein riesiges Anziehungsfeld fing eine Gas-Staub-Wolke ein, aus der sich durch allmähliche Abkühlung Partikel fester Materie bildeten. Im Laufe der Zeit entstanden daraus Himmelskörper. Es wird angenommen, dass sich die Sonne jetzt in der Mitte ihres Lebensweges befindet und daher, wie auch alle von ihr abhängigen Himmelskörper, noch mehrere Milliarden Jahre existieren wird. Der nahe Weltraum wird seit langem von Astronomen untersucht, und jeder weiß, welche Planeten im Sonnensystem existieren. Fotos von ihnen, aufgenommen von Weltraumsatelliten, finden Sie auf den Seiten verschiedener Informationsquellen zu diesem Thema. Alle Himmelskörper werden vom starken Gravitationsfeld der Sonne gehalten, die mehr als 99 % des Volumens des Sonnensystems ausmacht. Große Himmelskörper drehen sich um den Stern und um seine Achse in einer Richtung und in einer Ebene, die Ekliptikebene genannt wird.

Planeten des Sonnensystems in der Reihenfolge

In der modernen Astronomie ist es üblich, Himmelskörper ausgehend von der Sonne zu betrachten. Im 20. Jahrhundert wurde eine Klassifizierung erstellt, die 9 Planeten des Sonnensystems umfasst. Doch die jüngste Erforschung des Weltraums und neue Entdeckungen haben Wissenschaftler dazu veranlasst, viele Bestimmungen der Astronomie zu überarbeiten. Und im Jahr 2006 wurde Pluto auf einem internationalen Kongress aufgrund seiner geringen Größe (ein Zwerg mit einem Durchmesser von nicht mehr als dreitausend Kilometern) aus der Zahl der klassischen Planeten ausgeschlossen, und es waren noch acht übrig. Jetzt hat die Struktur unseres Sonnensystems ein symmetrisches, schlankes Aussehen angenommen. Es umfasst die vier Erdplaneten: Merkur, Venus, Erde und Mars, dann kommt der Asteroidengürtel, gefolgt von den vier Riesenplaneten: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Am Rande des Sonnensystems gibt es auch das, was Wissenschaftler den Kuipergürtel nennen. Hier befindet sich Pluto. Aufgrund ihrer Entfernung von der Sonne sind diese Orte noch wenig erforscht.

Merkmale der terrestrischen Planeten

Was erlaubt es uns, diese Himmelskörper als eine Gruppe zu klassifizieren? Lassen Sie uns die Hauptmerkmale der inneren Planeten auflisten:

• relativ kleine Größe;
• harte Oberfläche, hohe Dichte und ähnliche Zusammensetzung (Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Magnesium und andere schwere Elemente);
• Vorhandensein von Atmosphäre;
• identische Struktur: ein Kern aus Eisen mit Nickelverunreinigungen, ein Mantel aus Silikaten und eine Kruste aus Silikatgesteinen (mit Ausnahme von Quecksilber – es hat keine Kruste);
• eine kleine Anzahl von Satelliten – nur 3 für vier Planeten;
• eher schwaches Magnetfeld.

Merkmale der Riesenplaneten

Die äußeren Planeten oder Gasriesen weisen die folgenden ähnlichen Eigenschaften auf:

• große Größen und Gewichte;
• sie haben keine feste Oberfläche und bestehen aus Gasen, hauptsächlich Helium und Wasserstoff (daher werden sie auch Gasriesen genannt);
• flüssiger Kern bestehend aus metallischem Wasserstoff;
• hohe Rotationsgeschwindigkeit;
• ein starkes Magnetfeld, das die ungewöhnliche Natur vieler auf ihnen ablaufender Prozesse erklärt;
• es gibt 98 Satelliten in dieser Gruppe, von denen die meisten zum Jupiter gehören;
• Das charakteristischste Merkmal von Gasriesen ist das Vorhandensein von Ringen. Alle vier Planeten haben sie, obwohl sie nicht immer sichtbar sind.

Der erste Planet ist Merkur

Es befindet sich am nächsten an der Sonne. Daher erscheint der Stern von seiner Oberfläche aus dreimal größer als von der Erde aus. Dies erklärt auch die starken Temperaturschwankungen: von -180 bis +430 Grad. Merkur bewegt sich auf seiner Umlaufbahn sehr schnell. Vielleicht hat es deshalb diesen Namen bekommen, denn in der griechischen Mythologie ist Merkur der Bote der Götter. Hier herrscht praktisch keine Atmosphäre und der Himmel ist immer schwarz, aber die Sonne scheint sehr hell. Es gibt jedoch Orte an den Polen, die von den Strahlen nie getroffen werden. Dieses Phänomen kann durch die Neigung der Rotationsachse erklärt werden. An der Oberfläche wurde kein Wasser gefunden. Dieser Umstand sowie die ungewöhnlich hohe Tagestemperatur (sowie die niedrige Nachttemperatur) erklären vollständig die Tatsache, dass es auf dem Planeten kein Leben gibt.

Venus

Wenn Sie die Planeten des Sonnensystems der Reihe nach untersuchen, steht Venus an zweiter Stelle. Schon in der Antike konnte man es am Himmel beobachten, aber da es nur morgens und abends zu sehen war, glaubte man, dass es sich um zwei verschiedene Objekte handelte. Unsere slawischen Vorfahren nannten es übrigens Mertsana. Es ist das dritthellste Objekt in unserem Sonnensystem. Früher nannte man ihn Morgen- und Abendstern, weil er vor Sonnenaufgang und Sonnenuntergang am besten sichtbar ist. Venus und Erde sind sich in Struktur, Zusammensetzung, Größe und Schwerkraft sehr ähnlich. Dieser Planet bewegt sich sehr langsam um seine Achse und vollführt in 243,02 Erdentagen eine vollständige Umdrehung. Natürlich sind die Bedingungen auf der Venus ganz anders als auf der Erde. Es ist doppelt so nah an der Sonne, daher ist es dort sehr heiß. Die hohe Temperatur erklärt sich auch dadurch, dass dicke Wolken aus Schwefelsäure und eine Atmosphäre aus Kohlendioxid einen Treibhauseffekt auf dem Planeten erzeugen. Darüber hinaus ist der Druck an der Oberfläche 95-mal höher als auf der Erde. Daher blieb das erste Schiff, das in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts die Venus besuchte, dort nicht länger als eine Stunde. Eine weitere Besonderheit des Planeten besteht darin, dass er sich im Vergleich zu den meisten Planeten in die entgegengesetzte Richtung dreht. Noch wissen Astronomen nichts mehr über dieses Himmelsobjekt.

Dritter Planet von der Sonne aus

Der einzige den Astronomen bekannte Ort im Sonnensystem und im gesamten Universum, an dem Leben existiert, ist die Erde. In der terrestrischen Gruppe hat es die größte Größe. Was sind sie sonst noch?

1. Die höchste Schwerkraft unter den Erdplaneten.
2. Sehr starkes Magnetfeld.
3. Hohe Dichte.
4. Er ist der einzige unter allen Planeten, der über eine Hydrosphäre verfügt, die zur Entstehung von Leben beigetragen hat.
5. Er verfügt im Vergleich zu seiner Größe über den größten Satelliten, der seine Neigung relativ zur Sonne stabilisiert und natürliche Prozesse beeinflusst.

Der Planet Mars

Dies ist einer der kleinsten Planeten unserer Galaxie. Wenn wir die Planeten des Sonnensystems der Reihe nach betrachten, ist der Mars der vierte von der Sonne. Seine Atmosphäre ist sehr dünn und der Druck an der Oberfläche ist fast 200-mal geringer als auf der Erde. Aus dem gleichen Grund werden sehr starke Temperaturänderungen beobachtet. Der Planet Mars ist wenig erforscht, obwohl er seit langem die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich zieht. Laut Wissenschaftlern ist dies der einzige Himmelskörper, auf dem Leben existieren könnte. Schließlich gab es früher Wasser auf der Oberfläche des Planeten. Diese Schlussfolgerung lässt sich aus der Tatsache ziehen, dass es an den Polen große Eiskappen gibt und die Oberfläche mit vielen Rillen bedeckt ist, die ausgetrocknete Flussbetten sein könnten. Darüber hinaus gibt es auf dem Mars einige Mineralien, die nur in Gegenwart von Wasser gebildet werden können. Ein weiteres Merkmal des vierten Planeten ist die Anwesenheit von zwei Satelliten. Das Besondere an ihnen ist, dass Phobos seine Rotation allmählich verlangsamt und sich dem Planeten nähert, während Deimos sich im Gegenteil davon entfernt.

Wofür ist Jupiter berühmt?

Der fünfte Planet ist der größte. Das Volumen des Jupiter würde 1300 Erden umfassen und seine Masse beträgt das 317-fache der Masse der Erde. Wie alle Gasriesen ist seine Struktur Wasserstoff-Helium und erinnert an die Zusammensetzung von Sternen. Jupiter ist der interessanteste Planet, der viele charakteristische Merkmale aufweist:

• es ist der dritthellste Himmelskörper nach Mond und Venus;
• Jupiter hat das stärkste Magnetfeld aller Planeten;
• er vollendet in nur 10 Erdenstunden eine vollständige Umdrehung um seine Achse – schneller als andere Planeten;
• Ein interessantes Merkmal von Jupiter ist der große rote Fleck – so ist ein gegen den Uhrzeigersinn rotierender atmosphärischer Wirbel von der Erde aus sichtbar;
• Wie alle Riesenplaneten hat er Ringe, wenn auch nicht so hell wie die des Saturn;
• Dieser Planet hat die größte Anzahl an Satelliten. Er hat 63 davon. Die bekanntesten sind Europa, wo Wasser gefunden wurde, Ganymed – der größte Satellit des Planeten Jupiter, sowie Io und Calisto;
• Ein weiteres Merkmal des Planeten ist, dass die Oberflächentemperatur im Schatten höher ist als an Orten, die von der Sonne beleuchtet werden.

Planet Saturn

Es handelt sich um den zweitgrößten Gasriesen, der ebenfalls nach dem antiken Gott benannt wurde. Es besteht aus Wasserstoff und Helium, auf seiner Oberfläche wurden jedoch Spuren von Methan, Ammoniak und Wasser gefunden. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Saturn der seltenste Planet ist. Seine Dichte ist geringer als die von Wasser. Dieser Gasriese dreht sich sehr schnell – er macht eine Umdrehung in 10 Erdstunden, wodurch der Planet von den Seiten abgeflacht wird. Riesige Geschwindigkeiten auf dem Saturn und dem Wind – bis zu 2000 Kilometer pro Stunde. Das ist schneller als die Schallgeschwindigkeit. Saturn hat noch eine weitere Besonderheit: Er beherbergt 60 Satelliten in seinem Schwerkraftfeld. Der größte von ihnen, Titan, ist der zweitgrößte im gesamten Sonnensystem. Die Einzigartigkeit dieses Objekts liegt darin, dass Wissenschaftler bei der Untersuchung seiner Oberfläche erstmals einen Himmelskörper entdeckten, dessen Bedingungen denen auf der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren ähneln. Das wichtigste Merkmal des Saturn ist jedoch das Vorhandensein heller Ringe. Sie umkreisen den Planeten um den Äquator und reflektieren mehr Licht als der Planet selbst. Vier ist das erstaunlichste Phänomen im Sonnensystem. Ungewöhnlich ist, dass sich die Innenringe schneller bewegen als die Außenringe.

- Uranus

Wir betrachten also weiterhin die Planeten des Sonnensystems der Reihe nach. Der siebte Planet von der Sonne aus ist Uranus. Es ist am kältesten überhaupt – die Temperatur sinkt auf -224 °C. Darüber hinaus fanden Wissenschaftler in seiner Zusammensetzung keinen metallischen Wasserstoff, sondern modifiziertes Eis. Daher wird Uranus als eigenständige Kategorie der Eisriesen eingestuft. Eine erstaunliche Eigenschaft dieses Himmelskörpers ist, dass er sich dreht, während er auf der Seite liegt. Ungewöhnlich ist auch der Wechsel der Jahreszeiten auf dem Planeten: Bis zu 42 Erdenjahre lang herrscht dort der Winter, und der Sommer dauert 42 Jahre lang überhaupt nicht, und die Sonne geht in dieser Zeit nicht unter. Im Frühling und Herbst erscheint der Stern alle 9 Stunden. Wie alle Riesenplaneten hat Uranus Ringe und viele Satelliten. Bis zu 13 Ringe umkreisen ihn, aber sie sind nicht so hell wie die des Saturn, und der Planet enthält nur 27 Satelliten. Wenn wir Uranus mit der Erde vergleichen, dann ist er viermal größer als er, 14-mal schwerer und schwerer befindet sich in einer Entfernung von der Sonne, die dem 19-fachen des Weges zum Stern von unserem Planeten entspricht.

Neptun: der unsichtbare Planet

Nachdem Pluto aus der Anzahl der Planeten ausgeschlossen wurde, wurde Neptun der letzte von der Sonne im System. Es befindet sich 30-mal weiter vom Stern entfernt als die Erde und ist von unserem Planeten aus selbst mit einem Teleskop nicht sichtbar. Wissenschaftler haben es sozusagen zufällig entdeckt: Als sie die Besonderheiten der Bewegung der ihm am nächsten stehenden Planeten und ihrer Satelliten beobachteten, kamen sie zu dem Schluss, dass es jenseits der Umlaufbahn von Uranus einen weiteren großen Himmelskörper geben muss. Nach Entdeckung und Forschung wurden interessante Merkmale dieses Planeten enthüllt:

• Aufgrund der großen Menge Methan in der Atmosphäre erscheint die Farbe des Planeten aus dem Weltraum blaugrün;
• Neptuns Umlaufbahn ist nahezu vollkommen kreisförmig;
• der Planet dreht sich sehr langsam – er macht alle 165 Jahre einen Kreis;
• Neptun ist viermal größer als die Erde und 17-mal schwerer, aber die Schwerkraft ist fast die gleiche wie auf unserem Planeten;
• Der größte der 13 Satelliten dieses Riesen ist Triton. Es ist immer mit einer Seite dem Planeten zugewandt und nähert sich ihm langsam. Aufgrund dieser Anzeichen vermuteten Wissenschaftler, dass es von der Schwerkraft des Neptun eingefangen wurde.

In der gesamten Milchstraße gibt es etwa hundert Milliarden Planeten. Bisher können Wissenschaftler nicht einmal einige von ihnen untersuchen. Aber die Anzahl der Planeten im Sonnensystem ist fast allen Menschen auf der Erde bekannt. Zwar hat das Interesse an der Astronomie im 21. Jahrhundert etwas nachgelassen, aber selbst Kinder kennen die Namen der Planeten des Sonnensystems.

Venus ist der zweite Planet des Sonnensystems. Seine Nachbarn sind Merkur und Erde. Der Planet wurde nach der römischen Göttin der Liebe und Schönheit – Venus – benannt. Es stellte sich jedoch bald heraus, dass die Oberfläche des Planeten nichts mit Schönheit zu tun hatte.

Das Wissen über diesen Himmelskörper war bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts sehr dürftig, da dichte Wolken die Venus vor der Sicht von Teleskopen verbargen. Mit der Entwicklung technischer Fähigkeiten hat die Menschheit jedoch viele neue und interessante Fakten über diesen erstaunlichen Planeten erfahren. Viele von ihnen warfen eine Reihe von Fragen auf, die noch immer unbeantwortet sind.

Heute werden wir Hypothesen diskutieren, die erklären, warum sich die Venus gegen den Uhrzeigersinn dreht, und interessante Fakten darüber erzählen, die der Planetenwissenschaft heute bekannt sind.

Was wissen wir über Venus?

In den 60er Jahren hatten Wissenschaftler noch die Hoffnung, dass die Bedingungen für lebende Organismen verändert werden könnten. Diese Hoffnungen und Ideen wurden in ihren Werken von Science-Fiction-Autoren verkörpert, die vom Planeten als tropischem Paradies erzählten.

Nachdem jedoch die Raumschiffe, die die ersten Erkenntnisse lieferten, zum Planeten geschickt wurden, kamen Wissenschaftler zu enttäuschenden Schlussfolgerungen.

Die Venus ist nicht nur unbewohnbar, sie hat auch eine sehr aggressive Atmosphäre, die die ersten Raumschiffe zerstörte, die in die Umlaufbahn geschickt wurden. Doch obwohl der Kontakt zu ihnen verloren ging, gelang es den Forschern, sich ein Bild von der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre und der Oberfläche des Planeten zu machen.

Die Forscher interessierten sich auch für die Frage, warum sich die Venus genau wie Uranus gegen den Uhrzeigersinn dreht.

Zwillingsplanet

Heute ist bekannt, dass Venus und Erde sich in ihren physikalischen Eigenschaften sehr ähneln. Beide gehören wie Mars und Merkur zur terrestrischen Planetengruppe. Diese vier Planeten haben wenige oder keine Monde, schwache Magnetfelder und kein Ringsystem.

Venus und Erde haben ähnliche Massen und sind nur geringfügig kleiner als unsere Erde) und rotieren auch auf ähnlichen Umlaufbahnen. Hier enden jedoch die Gemeinsamkeiten. Ansonsten ähnelt der Planet der Erde in keiner Weise.

Die Atmosphäre auf der Venus ist sehr aggressiv und besteht zu 95 % aus Kohlendioxid. Die Temperatur des Planeten ist mit 475 °C absolut ungeeignet für Leben. Darüber hinaus herrscht auf dem Planeten ein sehr hoher Druck (92-mal höher als auf der Erde), der einen Menschen zerquetscht, wenn er sich plötzlich dazu entschließt, auf seiner Oberfläche zu gehen. Auch Schwefeldioxidwolken, die aus Schwefelsäure Niederschläge erzeugen, zerstören alle Lebewesen. Die Schicht dieser Wolken erreicht 20 km. Trotz seines poetischen Namens ist der Planet ein höllischer Ort.

Wie schnell dreht sich die Venus um ihre Achse? Untersuchungen haben ergeben, dass ein Venustag 243 Erdentage entspricht. Der Planet dreht sich mit einer Geschwindigkeit von nur 6,5 km/h (zum Vergleich: Die Rotationsgeschwindigkeit unserer Erde beträgt 1670 km/h). Darüber hinaus beträgt ein Venusjahr 224 Erdentage.

Warum dreht sich die Venus gegen den Uhrzeigersinn?

Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler seit Jahrzehnten. Bisher konnte jedoch niemand darauf antworten. Es gab viele Hypothesen, aber keine davon wurde bisher bestätigt. Wir werden uns jedoch einige der beliebtesten und interessantesten davon ansehen.

Fakt ist: Betrachtet man die Planeten des Sonnensystems von oben, dreht sich die Venus gegen den Uhrzeigersinn, während sich alle anderen Himmelskörper (außer Uranus) im Uhrzeigersinn drehen. Dazu zählen nicht nur Planeten, sondern auch Asteroiden und Kometen.

Vom Nordpol aus gesehen drehen sich Uranus und Venus im Uhrzeigersinn, während sich alle anderen Himmelskörper gegen den Uhrzeigersinn drehen.

Gründe, warum sich die Venus gegen den Uhrzeigersinn dreht

Doch was war der Grund für eine solche Abweichung von der Norm? Warum dreht sich Venus gegen den Uhrzeigersinn? Es gibt mehrere populäre Hypothesen.

1. Es war einmal, zu Beginn der Entstehung unseres Sonnensystems, dass es keine Planeten um die Sonne gab. Es gab nur eine Scheibe aus Gas und Staub, die sich im Uhrzeigersinn drehte und schließlich auf andere Planeten übertragen wurde. Eine ähnliche Rotation wurde bei der Venus beobachtet. Allerdings kollidierte der Planet wahrscheinlich bald mit einem riesigen Körper, der entgegen seiner Rotation gegen ihn prallte. Somit schien das Weltraumobjekt die Bewegung der Venus in die entgegengesetzte Richtung zu „starten“. Vielleicht ist Merkur daran schuld. Dies ist eine der interessantesten Theorien, die mehrere überraschende Fakten erklärt. Merkur war wahrscheinlich einst ein Satellit der Venus. Später kollidierte er jedoch tangential damit und gab der Venus einen Teil seiner Masse. Er selbst flog in eine niedrigere Umlaufbahn um die Sonne. Deshalb hat seine Umlaufbahn eine gekrümmte Linie und Venus dreht sich in die entgegengesetzte Richtung.
2. Venus kann durch ihre Atmosphäre gedreht werden. Die Breite seiner Schicht erreicht 20 km. Gleichzeitig ist seine Masse etwas geringer als die der Erde. Die Dichte der Venusatmosphäre ist sehr hoch und drückt den Planeten buchstäblich zusammen. Vielleicht ist es die dichte Atmosphäre, die den Planeten in eine andere Richtung dreht, was erklärt, warum er sich so langsam dreht – nur 6,5 km/h.
3. Andere Wissenschaftler, die beobachteten, wie sich die Venus um ihre Achse dreht, kamen zu dem Schluss, dass der Planet auf den Kopf gestellt ist. Er bewegt sich weiterhin in die gleiche Richtung wie die anderen Planeten, dreht sich aber aufgrund seiner Lage in die entgegengesetzte Richtung. Wissenschaftler glauben, dass ein solches Phänomen durch den Einfluss der Sonne verursacht werden könnte, die starke Gravitationsströmungen in Kombination mit Reibung zwischen dem Mantel und dem Kern der Venus selbst verursachte.

Abschluss

Venus ist ein terrestrischer Planet, einzigartig in seiner Natur. Der Grund, warum es sich in die entgegengesetzte Richtung dreht, ist für die Menschheit immer noch ein Rätsel. Vielleicht werden wir es eines Tages lösen. Im Moment können wir nur Annahmen und Hypothesen aufstellen.

Schon in der Antike begannen Experten zu verstehen, dass es nicht die Sonne ist, die sich um unseren Planeten dreht, sondern dass genau das Gegenteil passiert. Nikolaus Kopernikus machte dieser für die Menschheit umstrittenen Tatsache ein Ende. Der polnische Astronom schuf sein heliozentrisches System, in dem er überzeugend bewies, dass die Erde nicht das Zentrum des Universums ist und alle Planeten seiner festen Überzeugung nach auf Umlaufbahnen um die Sonne kreisen. Das Werk des polnischen Wissenschaftlers „Über die Rotation der Himmelssphären“ wurde 1543 in Nürnberg veröffentlicht.

Der antike griechische Astronom Ptolemaios äußerte in seiner Abhandlung „Die große mathematische Konstruktion der Astronomie“ als erster Ideen darüber, wie sich die Planeten am Himmel befinden. Er war der erste, der vorschlug, dass sie ihre Bewegungen im Kreis ausführen sollten. Aber Ptolemaios glaubte fälschlicherweise, dass sich alle Planeten sowie der Mond und die Sonne um die Erde bewegen. Vor Kopernikus‘ Werk galt seine Abhandlung sowohl in der arabischen als auch in der westlichen Welt als allgemein anerkannt.

Von Brahe bis Kepler

Nach dem Tod von Kopernikus wurde sein Werk vom Dänen Tycho Brahe fortgeführt. Der Astronom, ein sehr wohlhabender Mann, stattete die Insel, die er besaß, mit beeindruckenden Bronzekreisen aus, auf denen er die Ergebnisse von Beobachtungen von Himmelskörpern anbrachte. Die von Brahe gewonnenen Ergebnisse halfen dem Mathematiker Johannes Kepler bei seiner Forschung. Es war der Deutsche, der die Bewegung der Planeten des Sonnensystems systematisierte und seine drei berühmten Gesetze ableitete.

Von Kepler bis Newton

Kepler bewies als Erster, dass sich alle damals bekannten sechs Planeten nicht kreisförmig, sondern in Ellipsen um die Sonne bewegten. Der Engländer Isaac Newton hat mit der Entdeckung des Gesetzes der universellen Gravitation das Verständnis der Menschheit über die elliptischen Umlaufbahnen von Himmelskörpern erheblich erweitert. Seine Erklärungen, dass Ebbe und Flut auf der Erde vom Mond beeinflusst werden, erwiesen sich für die wissenschaftliche Welt als überzeugend.

Um die Sonne

Vergleichsgrößen der größten Satelliten des Sonnensystems und der Planeten der Erdgruppe.

Die Zeit, die die Planeten benötigen, um einen Umlauf um die Sonne zu vollenden, ist naturgemäß unterschiedlich. Für Merkur, den nächstgelegenen Stern, sind es 88 Erdentage. Unsere Erde durchläuft einen Zyklus in 365 Tagen und 6 Stunden. Der größte Planet im Sonnensystem, Jupiter, vollendet seine Umdrehung in 11,9 Erdenjahren. Nun, Pluto, der am weitesten von der Sonne entfernte Planet, hat eine Umlaufzeit von 247,7 Jahren.

Zu berücksichtigen ist auch, dass sich alle Planeten in unserem Sonnensystem nicht um den Stern, sondern um den sogenannten Massenschwerpunkt bewegen. Gleichzeitig schwankt jeder, der sich um seine Achse dreht, leicht (wie ein Kreisel). Darüber hinaus kann es zu leichten Verschiebungen der Achse selbst kommen.

• Übersetzung

Die Möglichkeiten sind nahezu endlos, aber warum passt alles zusammen?

Hoffnung ist nicht der Glaube, dass alles gut ausgehen wird, sondern die Zuversicht, dass das, was geschieht, unabhängig vom Ausgang einen Sinn hat.
- Vaclav Havel

Mir wurden diese Woche viele tolle Fragen geschickt und ich hatte eine große Auswahl. Aber um zwei aktuelle Fragen zu beantworten, warum sich alle Planeten in die gleiche Richtung drehen und warum unser Sonnensystem ungewöhnlich ist, habe ich eine Frage von Nick Ham ausgewählt, der lautet:

Warum drehen sich alle Planeten ungefähr in derselben Ebene?

Wenn man über alle Möglichkeiten nachdenkt, erscheint es wirklich unwahrscheinlich.

Heute haben wir die Umlaufbahnen aller Planeten mit unglaublicher Präzision kartiert und festgestellt, dass sie alle in derselben zweidimensionalen Ebene mit einem Unterschied von nicht mehr als 7° um die Sonne kreisen.

Und wenn man Merkur, den innersten Planeten mit der am stärksten geneigten Rotationsebene, herausnimmt, erweist sich alles andere als sehr gut ausgerichtet: Die Abweichung von der durchschnittlichen Umlaufebene beträgt etwa zwei Grad.

Außerdem sind sie alle ziemlich gut in Bezug auf die Rotationsachse der Sonne ausgerichtet: So wie die Planeten sich um die Sonne drehen, dreht sich auch die Sonne um ihre Achse. Und wie zu erwarten ist, weicht die Rotationsachse der Sonne nicht mehr als 7° von den Umlaufbahnen der Planeten ab.

Und doch scheint dieser Zustand unwahrscheinlich, es sei denn, eine Kraft komprimiert die Umlaufbahnen der Planeten in einer Ebene. Man würde erwarten, dass die Umlaufbahnen der Planeten zufällig ausgerichtet sind, da die Schwerkraft – die Kraft, die die Planeten auf konstanten Umlaufbahnen hält – in allen drei Dimensionen gleichermaßen wirkt.

Man hätte eine Art Menschenmenge anstelle einer ordentlichen und konsistenten Ansammlung nahezu perfekter Kreise erwarten können. Interessanterweise ist es genau das Bild, das Sie vorfinden, wenn Sie sich weit genug von der Sonne entfernen, über Planeten mit Asteroiden hinaus, über die Umlaufbahnen von Kometen wie Halley und über den Kuipergürtel hinaus.

Was hat also dazu geführt, dass unsere Planeten in derselben Scheibe landeten? In einer Umlaufbahn um die Sonne statt in einem Schwarm um sie herum?

Um dies zu verstehen, gehen wir zurück in die Zeit der Entstehung der Sonne: aus einer molekularen Gaswolke, aus der Materie, aus der alle neuen Sterne im Universum entstehen.

Wenn eine Molekülwolke massereich genug wird und gravitativ gebunden und kalt genug wird, um unter ihrem eigenen Gewicht zu schrumpfen und zu kollabieren, wie der Röhrennebel (oben, links), bildet sie Regionen, die dicht genug sind, in denen sich neue Sternhaufen bilden (oben, rechts). ).

Sie werden feststellen, dass dieser Nebel – und alle anderen ähnlichen Nebel – keine perfekte Kugel sein wird. Es hat eine ungleichmäßige längliche Form. Die Schwerkraft verzeiht keine Unvollkommenheiten, und da die Schwerkraft eine beschleunigende Kraft ist, die sich bei jeder Halbierung des Abstands vervierfacht, nimmt sie selbst kleine Unregelmäßigkeiten in die ursprüngliche Form auf und vergrößert sie sehr schnell.

Das Ergebnis ist ein Sternentstehungsnebel mit einer stark asymmetrischen Form, und Sterne entstehen dort, wo das Gas am dichtesten ist. Wenn Sie ins Innere schauen und die dort vorhandenen einzelnen Sterne betrachten, sind sie nahezu perfekte Kugeln, wie unsere Sonne.

Aber genauso wie der Nebel asymmetrisch wurde, entstanden auch die einzelnen Sterne, die sich innerhalb des Nebels bildeten, aus unvollkommenen, übermäßig dichten, asymmetrischen Materieklumpen innerhalb des Nebels.

Erstens kollabieren sie in einer (von drei) Dimensionen, und da Materie – Sie, ich, Atome aus Kernen und Elektronen – zusammenkommt und interagiert, erhalten Sie, wenn Sie sie auf eine andere Materie werfen, eine längliche Scheibe der Materie. Ja, die Schwerkraft wird den größten Teil der Materie zum Zentrum ziehen, wo sich der Stern bilden wird, aber um ihn herum entsteht eine sogenannte protoplanetare Scheibe. Dank des Teleskops. Hubble, wir haben solche Scheiben direkt gesehen!

Hier ist Ihr erster Hinweis darauf, warum am Ende etwas entsteht, das auf einer Ebene ausgerichtet ist, und nicht auf einer Kugel, in der zufällige Planeten herumschweben. Als nächstes müssen wir uns die Ergebnisse der Simulationen ansehen, da wir nicht lange genug im jungen Sonnensystem präsent waren, um diese Entstehung mit eigenen Augen zu beobachten – es dauert etwa eine Million Jahre.

Und das sagen uns die Simulationen.

Sobald die protoplanetare Scheibe in einer Dimension abgeflacht ist, schrumpft sie weiter, da mehr Gas in Richtung Zentrum gezogen wird. Doch während große Mengen an Material eingezogen werden, landet ein großer Teil davon irgendwo in dieser Scheibe in einer stabilen Umlaufbahn.

Aufgrund der Notwendigkeit, eine physikalische Größe wie den Drehimpuls zu erhalten, der den Rotationsgrad des gesamten Systems angibt – Gas, Staub, Stern und andere. Aufgrund der Funktionsweise des Drehimpulses und seiner ungefähr gleichmäßigen Verteilung auf die verschiedenen Teilchen im Inneren folgt daraus, dass sich alles innerhalb der Scheibe grob gesagt in die gleiche Richtung (im oder gegen den Uhrzeigersinn) bewegen muss. Mit der Zeit erreicht die Scheibe eine stabile Größe und Dicke, und dann beginnen kleine Gravitationsabweichungen, sich zu Planeten zu entwickeln.

Natürlich gibt es kleine Unterschiede im Volumen der Scheibe zwischen ihren Teilen (und in den Gravitationseffekten zwischen interagierenden Planeten), und auch kleine Unterschiede in den Anfangsbedingungen spielen eine Rolle. Der im Zentrum entstehende Stern ist kein mathematischer Punkt, sondern ein großes Objekt mit einem Durchmesser von etwa einer Million Kilometern. Und wenn man das alles zusammennimmt, ergibt sich, dass die Materie nicht in einer perfekten Ebene verteilt ist, sondern in einer Form, die dieser nahe kommt.

Im Allgemeinen haben wir erst vor kurzem das erste Planetensystem im Entstehungsprozess von Planeten entdeckt, und ihre Umlaufbahnen liegen in derselben Ebene.

Der junge Stern oben links am Rande des Nebels – HL Tauri, 450 Lichtjahre entfernt – ist von einer protoplanetaren Scheibe umgeben. Der Stern selbst ist erst eine Million Jahre alt. Dank ALMA, einem Array mit langer Basislinie, das Licht mit ziemlich langen Wellenlängen (Millimeterwellenlängen) einfängt, die mehr als das Tausendfache der Länge des sichtbaren Lichts betragen, haben wir dieses Bild erhalten.

Dies ist eindeutig eine Scheibe, in der sich alle Materie auf einer Ebene befindet und in der sich dunkle Lücken befinden. Diese Lücken entsprechen jungen Planeten, die Materie in der Nähe angesammelt haben! Wir wissen nicht, welche miteinander verschmelzen, welche herausgeschleudert werden und welche sich dem Stern nähern und von ihm verschluckt werden, aber wir erleben eine kritische Phase in der Entstehung eines jungen Sonnensystems.

Warum liegen also alle Planeten in derselben Ebene? Weil sie aus einer asymmetrischen Gaswolke entstehen, die zuerst in der kürzesten Richtung kollabiert; Materie wird abgeflacht und zusammengehalten; es zieht sich nach innen zusammen, dreht sich aber um die Mitte. Planeten entstehen aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Materie der Scheibe, weshalb alle ihre Umlaufbahnen in derselben Ebene liegen und sich maximal um einige Grad voneinander unterscheiden.

Projektname

Saschtschenko O.

Troyanova A.

Gruppenforschungsthema

Warum bewegen sich Planeten um die Sonne?

Problematische Frage (Forschungsfrage)

Wo endet das Universum?

Ziele der Studie

1. Bestimmen Sie die Hauptmerkmale des Universums;

2. Erkunden Sie die Beziehung zwischen Planeten und Sternen im Sonnensystem.

Forschungsergebnisse

Wie entstand das Sonnensystem?

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass das Sonnensystem vor 4,5682 Milliarden Jahren entstanden ist – fast zwei Millionen Jahre früher als bisher angenommen, was es Astronomen ermöglicht, einen neuen Blick auf die Entstehungsmechanismen unseres Planetensystems zu werfen, heißt es in einem in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Artikel.

Insbesondere die zeitliche Verschiebung des Geburtsdatums des Sonnensystems um 0,3 bis 1,9 Millionen Jahre bedeutet, dass die protoplanetare Materiewolke, aus der die Planeten entstanden, die den wachsenden Stern umkreisen, doppelt so viel des seltenen Isotops Eisen enthielt -60, als bisher angenommen wurde.

Единственным источником этого элемента во Вселенной являются сверхновые звезды, а потому у ученых теперь есть все основания утверждать, что Солнечная система зародилась в результате серии взрывов сверхновых звезд в непосредственной близости друг от друга, а не в результате сгущения из изолированного газопылевого облака, как считалось еще vorkurzem.

„Mit dieser Arbeit sind wir in der Lage, ein sehr kohärentes und spannendes Bild einer sehr dynamischen Periode in der Geschichte des Sonnensystems zu zeichnen“, sagte David Kring vom Lunar and Planetary Institute der NASA in Houston, zitiert von Nature News.

Als Beginn der Existenz des Sonnensystems gilt das Erscheinen der ersten festen Teilchen darin, die in einer Gas- und Staubwolke um den entstehenden Stern rotieren. Die Hauptquelle des Wissens über solche Partikel sind Mineraleinschlüsse in einer speziellen Art von Meteoriten, den sogenannten Chondriten. Diese Meteoriten spiegeln nach der vorherrschenden Theorie in der Kosmologie in ihrer chemischen Zusammensetzung die Verteilung von Elementen und Substanzen in der protoplanetaren Gas- und Staubscheibe des frühen Sonnensystems wider.

Die ältesten Mineraleinschlüsse in ihnen sind mit Kalzium und Aluminium angereichert, und das Alter dieser Einschlüsse sollte der Theorie zufolge das Alter des Sonnensystems widerspiegeln.

Die wichtigste Errungenschaft des Autorenteams der neuen Publikation, Audrey Bouvier und ihres Mentors Professor Meenakshi Wadhwa von der University of Arizona, ist die genaue Datierung des Alters eines solchen Einschlusses in einem in der Sahara entdeckten chondritischen Meteoriten.

Dazu nutzten die Wissenschaftler zwei unterschiedliche Techniken, die auf dem Isotopenverhältnis von Blei sowie dem Isotopenverhältnis von Aluminium und Magnesium basierten. Den Autoren des Artikels gelang es nicht nur, das „älteste“ Alter dieses Einschlusses im Vergleich zu allen bisher bekannten Objekten zu ermitteln – 4,5682 Milliarden Jahre –, sondern brachten auch erstmals die chronometrischen Maßstäbe dieser beiden Datierungsmethoden in Einklang.

Tatsache ist, dass die Datierung anhand von Bleiisotopen zwar als zuverlässig gilt, es aber nicht ermöglicht, ein ausreichend genaues Alter eines bestimmten geologischen Objekts zu ermitteln. Mithilfe der Magnesium- und Aluminium-Isotopendatierung lässt sich dieses Alter wesentlich genauer bestimmen, doch bis vor Kurzem ergab diese Art der Datierung immer, dass Objekte eine Million Jahre älter waren als die Blei-Isotopendatierung.

Warum kreisen Planeten um die Sonne?

Es gibt eine unsichtbare Kraft, die die Planeten um die Sonne kreisen lässt. Man nennt sie Schwerkraft.

Der polnische Wissenschaftler Nikolaus Kopernikus entdeckte als erster, dass die Umlaufbahnen der Planeten Kreise um die Sonne bilden.

Galileo Galilei stimmte dieser Hypothese zu und bewies sie durch Beobachtungen.

Im Jahr 1609 berechnete Johannes Kepler, dass die Umlaufbahnen der Planeten nicht kreisförmig, sondern elliptisch sind, wobei sich die Sonne in einem der Brennpunkte der Ellipse befindet. Er stellte auch die Gesetze auf, nach denen diese Rotation erfolgt. Sie wurden später Keplers Gesetze genannt.

Dann entdeckte der englische Physiker Isaac Newton das Gesetz der universellen Gravitation und erklärte auf der Grundlage dieses Gesetzes, wie das Sonnensystem seine Form konstant beibehält.

Jedes Materieteilchen, aus dem die Planeten bestehen, zieht andere an. Dieses Phänomen wird Schwerkraft genannt.

Dank der Schwerkraft dreht sich jeder Planet im Sonnensystem auf seiner Umlaufbahn um die Sonne und kann nicht in den Weltraum fliegen.

Die Umlaufbahnen sind elliptisch, die Planeten nähern sich also der Sonne oder entfernen sich von ihr.

Schlussfolgerungen

Die Planeten, die die Sonne umkreisen, bilden das Sonnensystem. Die Sonne zieht die Planeten an, und diese Anziehungskraft hält die Planeten, als wären sie an einer Schnur befestigt.