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Unser Sonnensystem mit den Planeten
Wie gross ist unser Sonnensystem und wo endet es?
Sonne
Diese Frage ist nicht so einfach zu beantworten. Nimmt man den gravitativen Einflussbereich der Sonne, das ist der Raum wo sie andere Himmelskörper an sich binden kann, dann endet unser Sonnensystem am Rand der Oortschen Wolke, was einer Entfernung von 1,5 Lichtjahren entspricht. Die Distanzen im Sonnensystem werden oft auch mit astronomischen Einheiten beschrieben. Eine astronomische Einheit-AE gleicht dem mittleren Abstand zwischen der Sonne und der Erde, dieser beträgt 150 Millionen Kilometer. 63.241 astronomische Einheiten-AE, sind ein Lichtjahr.
In den vergangenen 100 Jahren hat sich das Bild des äusseren Sonnensystems grundlegend und mehrmals geändert. Unsere Planeten werden mit dem immer grösser werdenden Abstand zur Sonne aufgezählt. Nach den Gesteinsplaneten Merkur Venus Erde und Mars, folgen die vier Gasplaneten Jupiter Saturn Uranus und Neptun. Der Planet Pluto wurde im Jahr 2006 zum Zwergplanet degradiert. Seitdem ist er nicht mehr der neunte und äusserste Planet unseres Sonnensystems. Die neuen Entdeckungen jenseits des Planeten Neptun der etwa 30 AE von der Sonne entfernt ist, waren der Grund für diese Änderung. Hinter der Neptunbahn nach ungefähr 39 AE beginnt der Kuipergürtel. Er bewegt sich flach verlaufend und in der Ebne der Planeten. Der Planet Pluto ist heute Teil von diesem Kuipergürtel. Mittlerweile wurden dort über 1600 solcher Körper gefunden. Man geht davon aus, dass auch Kometen aus dem Kuipergürtel stammen. Dabei handelt es sich um die Mitglieder der Jupiter-Familie. Die Entdeckung solcher Objekte ist nicht einfach, der Grund dafür sind ihre besonders langen Umlaufzeiten um die Sonne. Selbst Pluto der sich am Anfang des Kuipergürtels befindet, braucht für die Umlaufzeit um die Sonne bereits 248 Jahre. Er wurde 1930 entdeckt und braucht immer noch 158 Jahre bis er wieder an derselben Stelle ist, wo er entdeckt wurde. Solche Objekte lassen sich am besten mit sehr grossen Teleskopen finden. Selbst die Objekte, die einige hundert Kilometer gross sind, reflektieren im Vergleich zu ähnlich grossen Asteroiden die sich im Asteroidengürtel zwischen dem Mars und Jupiter befinden, viele tausendmal schwächeres Sonnenlicht zu uns. Die Menge des reflektierten Sonnenlichts hängt auch von der Grösse des Körpers ab. Selbst mit den grössten Teleskopen kann man dort nur die grössten Objekte mit einem Radius von 100 Kilometer beobachten. Den Berechnungen zu Folge wird es im Kuipergürtel Millionen solcher Körper geben. Nur mit neuen und lichtstärkeren Teleskopen wird man in Zukunft mehr Informationen aus dem Kuipergürtel bekommen.
Aber selbst das Ende vom Kuipergürtel, ist noch lange nicht das Ende unseres Sonnensystems.
Quelle NASA
Die Heliosphäre, das Schutzschild auch für uns
Die Heliosphäre oder auch Sonnenatmosphäre genannt, erstreckt sich über den Kuipergürtel hinaus. Sie reicht etwa bis 100 AE weit in den interplanetaren Raum und hat den Ursprung in der Sonnenkorona. Dort wird der Sonnenwind erzeugt und ist unser Magnetfeld verankert. Die Heliosphäre wirkt wie ein Schutzschild und bewahrt die Erde aber auch die anderen Planeten vor der kosmischen Strahlung. Diese Abschirmung ist jedoch nicht konstant, sondern unterliegt langfristigen Veränderungen. Grund dafür sind der Sonnenzyklus mit den verbundenen Änderungen vom Magnetfeld. Der Sonnenwind wird je nach Widerstand vom interstellaren Medium das sich durch unser Sonnensystem bewegt beeinflusst. Die Wechselwirkung des Sonnenwindes und die Umgebung der Sonne haben einen starken Einfluss auf diese Schutzwirkung. Die Sonne schleudert pro Sekunde ca. eine Million Tonnen Elektronen, Protonen und Ionen in den Weltraum. Das ganze Sonnensystem umkreist mit fast 900.000 Kilometern pro Stunde in knapp 230 Millionen Jahren, einmal das Zentrum unserer Heimatgalaxie.
Das Magnetfeld der Sonne
Quelle NASA
Unser Sonnensystem in der Milchstrasse
Quelle NASA
Oortsche Wolke das Ende des Sonnensytems unvorstellbare Dimension
Diese riesige Wolke aus eisigen Klumpen umgibt unser Sonnensystem, und an ihrem Rand endet auch der gravitative Einflussbereich der Sonne. Die Oortsche Wolke erstreckt sich in einem Abstand von 300 bis 100.000 astronomischen Einheiten von der Sonne entfernt. Alle langperiodischen Kometen, deren Umlaufperioden länger als 200 Jahre dauern, kommen aus der Oortschen Wolke. Der Unterschied zum flach verlaufenden Kuipergürtel der sich in der Ebene der Planeten bewegt, umschliesst diese Wolke wie eine Hülle das Sonnensystem. Aus der beobachteten Häufigkeit der langperiodischen Kometen schätzt man, dass es dort Billionen solcher Körper gibt. Damit wäre sie die bedeutendste Klasse von diesen Körpern im Sonnensystem. Die Kometen in dieser Wolke sind noch gravitativ schwach an die Sonne gebunden, sodass aber bereits ein zufällig in der Nähe vorbeiziehender Stern ihre Bahnen grundlegend ändern kann. Dadurch können Kometen in den interstellaren Raum hinaus oder aber auf langgestreckten Ellipsen in das innere Sonnensystem hineingeschleudert werden. Die Distanz von der Sonne bis zum nächst gelegenen Stern Proxima Centauri beträgt 4,2 Lichtjahre. Vom Rand der Oortschen Wolke sind das immer noch 2,7 Lichtjahre. Die Raumsonde Voyager 1 wurde am 5. September 1977 auf Cape Canaveral auf ihre Reise geschickt. Im September 2017 war ihre Entfernung zur Sonne 21 Mrd. Kilometer, das sind 140 AE. Ihre derzeitige Geschwindigkeit beträgt immerhin 62.140 km/h. Das sind pro Tag fast 1.500.000 km die sie zurücklegt und in einem Jahr sind das 544.346.400 km, diese entsprechen ungefähr 3,6 AE. Der innere Rand der Oortschen Wolke beginnt bei 300 AE. Diesen zu erreichen wird sie noch weitere 45 Jahre benötigen. Nehmen wir mal an, Voyager 1 würde im Schnitt immer 3,6 Astronomische Einheiten pro Jahr zurücklegen, dann wäre sie vom Start auf der Erde bis zum Rand der Oortschen Wolke theoretische 27.778 Jahre unterwegs. Das wären dann 100.000 AE, oder die Distanz Sonne-Erde 100.000-mal. Die Batterien der Voyager werden aber in den nächsten Jahren zu Ende gehen, aber die Reise wird dann auch ohne Funkkontakt trotzdem weiter gehen. Spätestens jetzt wird jedem bewusst, sollten wir es in den nächsten Jahren auch zum Mars schaffen, dass wir dann in Wirklichkeit nicht einmal vor der eigenen Türe stehen. Der mittlere Abstand Mars-Sonne, ist gerade mal 1,52 AE. Unsere Heimatgalaxie die Milchstrasse hat einen Durchmesser von über 100.000 Lichtjahren. Diese Dimensionen, sind für uns nicht mehr fassbar.