Auf diesem "flachsten" Planeten dauert der Sommer 42 Jahre

Rezensent: Zhao Liangyu

Außerordentlicher Professor, Abteilung Flugsteuerung, Schule für Luft- und Raumfahrt, Beijing Institute of Technology

Das weite Universum weckt schon immer die Neugier und den Forschungsdrang der Menschen. Gibt es Leben auf diesem fernen Planeten? Wie entstehen und entwickeln sich Himmelskörper? Lassen Sie uns dieses Mal in das Sonnensystem eintauchen und einen Blick auf die seltsamen Sehenswürdigkeiten auf den Planeten werfen. Wie viel wissen Sie über andere Planeten als unsere vertraute Heimat Erde?

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Klassifizierung der Planeten

Im Universum sind unzählige Sternenstaubpartikel verstreut, darunter Meteore, Kometen und Planeten. Welche davon können also als Planeten bezeichnet werden? Nach den Standards der internationalen astronomischen Gemeinschaft muss ein Planet drei Bedingungen erfüllen: Er muss groß genug sein, um auf seine eigene Schwerkraft angewiesen zu sein und annähernd kugelförmig zu erscheinen; es muss einen Stern umkreisen; und es darf sich kein größerer Himmelskörper in oder in der Nähe seiner Umlaufbahn befinden. Nach dieser Definition wurden im Sonnensystem acht Planeten entdeckt: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.

Die acht Planeten des Sonnensystems, dargestellt im Verhältnis

Quelle: Wikipedia

Aufgrund der unterschiedlichen Entfernung der Planeten von der Sonne unterscheiden sich auch ihre Entstehungsarten und man kann die Planeten in zwei Hauptkategorien unterteilen. Ein Typ ist ein fester Planet , dessen Kern aus miteinander verbundenen festen Staubpartikeln besteht, die hauptsächlich Elemente wie Silizium, Eisen und Magnesium enthalten. Der Kern hat einen Schmelz- und Kondensationsprozess durchlaufen. Zu dieser Kategorie gehören Merkur, Venus, Erde und Mars, auch als terrestrische Planeten bekannt. Sie sind klein und weisen eine hohe Dichte auf, rotieren langsam und haben nur wenige Satelliten.

Der andere Typ ist der Gasplanet , dessen Kern aus einer Mischung von Elementarteilchen und Gas besteht. Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun sind allesamt Gasplaneten, auch als Jupiterplaneten bekannt. Diese Planeten sind groß und haben eine geringe Dichte, rotieren schnell und haben viele Satelliten.

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Planeten mit unterschiedlichen Persönlichkeiten - Merkur - Planet ohne Wasser

Merkur hat viele „Bestleistungen“: Er ist der Sonne am nächsten, hat den kleinsten Durchmesser und das kleinste Volumen, die geringste Masse und die schnellste Umlaufgeschwindigkeit. Obwohl er der kleinste Planet im Sonnensystem ist, hat er nach der Erde die zweitgrößte Dichte. Das Aussehen des Merkur ähnelt stark dem des Mondes; seine Oberfläche ist mit Kratern bedeckt, die durch Einschläge von Kometen oder Meteoren entstanden sind. Merkur und Venus sind die einzigen Planeten im Sonnensystem ohne Satelliten.

Quelle: Wikipedia

Obwohl der Name Merkur „Wasser“ enthält, gibt es auf ihm kein Wasser. Da es sehr leicht ist und nur eine geringe Schwerkraft besitzt, kann es die umgebende Atmosphäre nicht fest absorbieren, enthält also keinen Wasserdampf und besitzt nicht die Voraussetzung für die Bildung von Wasser. Darüber hinaus liegt er zu nahe an der Sonne, sodass die Temperatur auf der der Sonne zugewandten Seite etwa 430 °C erreicht. Bei der hohen Temperatur verdunstet Wasser, selbst wenn es sich auf der Oberfläche befindet. Aufgrund seiner dünnen Atmosphäre erwärmt sich Merkur tagsüber schnell und kühlt nachts rasch ab, sodass der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht etwa 600 °C beträgt. Dies ist der dramatischste Temperaturunterschied im Sonnensystem.

Venus - der hellste Stern am Nachthimmel

Wenn Sie neben dem Mond einen sehr hellen Stern sehen, dann sehen Sie höchstwahrscheinlich die astronomische Schönheit der „Venus, die den Mond begleitet“, und dieser Stern ist die Venus. Die Venus ist neben Sonne und Mond der hellste Stern, den wir mit bloßem Auge sehen können. In der Antike wurde er „Taibai-Stern“ genannt.

Quelle: Wikipedia

Die Venus ist der „gute Bruder“ der Erde: Sie ist der Erde am nächsten, ihr Radius ist nur etwa 300 Kilometer kleiner als der der Erde, ihre Masse beträgt das 0,8-fache der Erdmasse und ihre Dichte ist 5 % geringer als die der Erde. Die beiden haben auch ähnliche innere Strukturen und atmosphärische Zusammensetzungen. Vielleicht aufgrund dieser Oberflächenähnlichkeiten war die Venus der erste Planet im Sonnensystem, der von Menschen erforscht wurde.

Allerdings enthüllte die Sonde eine ganz andere Seite der Venus als die Erde. Er rotiert von Ost nach West, ist ein „Ausreißer“ unter den Planeten und hat eine Rotationsperiode von etwa 243 Erdentagen, sodass der Sonnenaufgang nur etwa alle zweihundert Tage zu sehen ist. Die Umlaufzeit der Venus beträgt 225 Erdentage, das heißt, ein Tag auf der Venus ist länger als ein Jahr!

Da die Tausende Meter dicke Atmosphäre der Venus hauptsächlich aus Kohlendioxid (97 %) besteht, ist der Treibhauseffekt der Venus besonders deutlich. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur beträgt etwa 480 °C, was ihn zum heißesten Planeten im Sonnensystem macht. Einige Wissenschaftler glauben, dass es auf der Venus einst große Wassermengen gab, die jedoch aufgrund der Verdunstung aufgrund der hohen Temperaturen verschwanden. Auf der Venus gibt es außerdem viele große Vulkane und der größte Teil der Oberfläche ist von Lavaströmen bedeckt.

Computersimulation der Entstehung von Vulkanen auf der Venus | Wikipedia

Die Sonde beobachtete auch das Phänomen der „Magnetfeld-Rekonnexion“. Als der Sonnenwind (ein Überschall-Plasmastrom geladener Teilchen, der aus der oberen Atmosphäre der Sonne ausgestoßen wird) in die Magnetosphäre der Venus eindrang, veränderte sich das elektromagnetische Feld und das Magnetfeld erfuhr einen Prozess der vorübergehenden Trennung und anschließenden Wiederherstellung. Ohne den Schutz ihres Magnetfelds entwich die wasserhaltige Atmosphäre der Venus weiter.

Schematische Darstellung der planetaren Magnetfelder, die dem Sonnenwind widerstehen. Quelle: Internet

Mars – Der Rote Planet

Der Mars ist der zweitnächste Planet der Erde. Die Rotationsperioden und Achsenneigungen der beiden Planeten sind sehr ähnlich. Daher setzen die Menschen große Hoffnungen in den Mars und hoffen, dort Hinweise auf Leben zu finden.

Mars Rover Quelle: NASA

Wie sein Name schon andeutet, scheint auf dem Mars ein loderndes Feuer zu brennen, was ihn zu einem roten Feuerball macht. Wie entsteht das rote Licht? Nach der Analyse der vom Marsrover mitgebrachten Materialien stellten Wissenschaftler fest, dass die Gesteine ​​auf der Marsoberfläche durch Verwitterung leicht zersetzt werden, wodurch das darin enthaltene Eisen der Luft ausgesetzt wird und zu rötlich-braunem Eisenoxid oxidiert. Unter dem Einfluss des Windes flogen Sand und Staub auf dem Mars überall hin und entwickelten sich sogar zu Staubstürmen, die den gesamten Planeten bedeckten. Wenn der Wind nachlässt, lagern sich diese eisenoxidhaltigen Staubpartikel auf der Marsoberfläche ab. Im Sonnenlicht erscheinen sie rot, daher scheint der Mars rot zu leuchten.

Quelle: Wikipedia

Der Mars verfügt über ein komplexes und abwechslungsreiches Gelände mit Schluchten und Bergen. Der größte Berg heißt Olympus Mons und ist dreimal höher als der Mount Everest. Wissenschaftler suchen aktiv nach verborgenen Wasserquellen auf dem Mars. Einige glauben, dass es in der Vergangenheit auf dem Mars Ozeane und Seen gab, das Wasser jedoch später verschwand und der Mars zu dem trockenen und öden Zustand wurde, der er heute ist.

Uralter See auf dem Mars entdeckt (links) Quelle: NASA

Jupiter – Big Boss unter den Planeten

Wenn Sie Jupiter mit einem Wort beschreiben müssten, wäre es „groß“! Er hat den größten Durchmesser , etwa elfmal so groß wie der der Erde. das größte Volumen , das mehr als 1.300 Erden entspricht; und die größte Masse , 2,5-mal so groß wie die Summe der Massen anderer Planeten im Sonnensystem. Jupiter verfügt außerdem über die stärkste planetare Magnetosphäre im Sonnensystem und wird in einem Umkreis von 1,4 bis 7 Millionen Kilometern um Jupiter beeinflusst. Daher wird Jupiter im Sonnensystem als „König der Planeten“ bezeichnet.

Größenvergleich von Sonne, Jupiter und Erde

Quelle: NASA

Aufgrund seiner großen Masse verfügt Jupiter über eine starke Gravitationskraft, die viele Satelliten anzieht. Bisher hat der Mensch 79 Satelliten entdeckt. Bereits 1610 entdeckte Galilei die vier Monde des Jupiters, nämlich Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Sogar diese vier Satelliten sind „große Kerle“, und der größte, Ganymed, ist größer als Merkur.

Von links nach rechts: Io bis Callisto

Quelle: NASA

Auch das Aussehen des Jupiters ist ein echter Blickfang: Seine Oberfläche ist von Kreisen bunter Streifen umgeben , die an ein Ölgemälde erinnern. Was sind das für Streifen? Die Antwort ist die Cloud. Jupiter ist ein Gasplanet mit der größten Planetenatmosphäre im Sonnensystem. Wolken in unterschiedlichen Breitengraden interagieren miteinander und bilden Zirkulationen, die zu Strudeln, Stürmen und Blitzen führen. Man geht davon aus, dass die Windrichtung in der Atmosphäre des Jupiters parallel zum Äquator verläuft und so parallel zum Äquator zwölf gürtelförmige Wolken bildet. Die Wolken enthalten große Mengen Ammoniak und erscheinen aufgrund von Temperatur- und Höhenunterschieden rot, braun, gelb, weiß und in anderen Farben.

Quelle: Wikipedia

Jupiter hat auch ein bemerkenswertes Merkmal – den Großen Roten Fleck . Der Große Rote Fleck befindet sich auf der Südhalbkugel des Jupiters. Es handelt sich um einen heftigen Aufwind aus Gas, das hauptsächlich aus Ammoniak und Methan besteht und sich gegen den Uhrzeigersinn dreht. Es ist von Ost nach West etwa 40.000 Kilometer lang und von Nord nach Süd etwa 13.000 Kilometer breit und damit viel größer als die Erde.

Saturn - Schöne Ringe

Ringe sind ein häufiges Merkmal von Gasplaneten. Die Ringe des Saturn sind die größten und spektakulärsten . Der Durchmesser der Ringe beträgt das 300-fache des Saturns, die Breite beträgt etwa 11,9 Millionen Kilometer und der innere Rand ist etwa 5,95 Millionen Kilometer von der Saturnoberfläche entfernt.

Saturn sieht aus, als würde er einen Strohhut tragen, deshalb wird er auch „Strohhutplanet“ genannt.

Quelle: Wikipedia

Wie entsteht der Halo? Astronomen haben herausgefunden, dass der Halo hauptsächlich aus Kometen, Asteroiden, zerbrochenem Eis, einer kleinen Menge Gestein, Staub und Partikeln besteht. Das zerbrochene Eis stammte höchstwahrscheinlich von einem „Eisschalensatelliten“. Nach der Kollision mit Saturn bildeten die äußeren Eisblöcke unter dem Einfluss der Schwerkraft einen Ring und bewegten sich um Saturn. Der Staub, aus dem die Ringe bestehen, hat eine sehr niedrige Temperatur (etwa -193 °C), gibt jedoch Wärmestrahlung ab, und diese Wärmestrahlung ermöglicht die Entdeckung der Ringe.

Das Material, aus dem der Heiligenschein besteht

Quelle: ineplanets.org

Im Sonnensystem hat Saturn die größte Anzahl an Satelliten, nämlich 82, und kann als „König der Satelliten“ bezeichnet werden . Der erste entdeckte Satellit war Titan, der größte Satellit des Saturn und nach Ganymed der zweitgrößte Satellit im Sonnensystem. Titan ist fast 50 % größer als der Mond und hat die 1,8-fache Masse des Mondes. Unter der Kruste des Titans befindet sich ein Ozean. In diesem Ozean könnte es eine Umgebung geben, die für das Überleben von Mikroorganismen geeignet ist, daher werden Menschen in Zukunft detaillierte Forschungen auf Titan durchführen.

Titan (unten links) im Vergleich zu Mond und Erde

Quelle: NASA

Uranus und Neptun – Blaue Schwestern

Aufgrund ihrer extrem niedrigen Oberflächentemperaturen sind Uranus und Neptun „Eisriesen“ und beide blau, was mit der Zusammensetzung ihrer Atmosphären zusammenhängt. Ihre Atmosphären enthalten neben Wasserstoff und Helium auch Methan und Ammoniak. Methan kann einen Teil des roten Spektrums des Sonnenlichts absorbieren und dadurch blaugrüne Farben reflektieren.

Uranus

Quelle: NASA

Neptun

Quelle: Wikipedia

Obwohl Uranus nicht der am weitesten von der Sonne entfernte Planet ist, ist er mit einer durchschnittlichen Oberflächentemperatur von nur -220 °C der kälteste. Wie die Venus rotiert Uranus von Ost nach West. Uranus ist der flachste Planet im Sonnensystem . Da seine Obliquität (der Winkel zwischen der Ekliptikebene und der Äquatorebene) etwa 98° beträgt, umkreist er den Planeten nahezu liegend. Daher können die Sonnenstrahlen den Pol fast direkt treffen, und wenn die Sonne direkt über dem Südpol steht, ist auf der Südhalbkugel Sommer und es ist immer Tag. Die Umlaufzeit beträgt 84 Jahre, die Jahreszeiten wechseln also alle 42 Jahre.

Die Rotationsachse des Uranus verläuft ungefähr parallel zur Ekliptikebene

Quelle: ineplanets.org

Neptun ist der am weitesten von der Sonne entfernte Planet und der einzige Planet, der durch mathematische Vorhersagen entdeckt wurde. Neptun hat mit etwa 165 Jahren die längste Umlaufzeit. Auf Neptun herrscht extrem aktives, stürmisches Wetter und die schnellsten Winde im Sonnensystem.

Nun, unsere heutige „Sternenjagdreise“ endet hier, aber unsere Erkundung des Weltraums wird nicht enden und wir freuen uns darauf, wenn jeder noch mehr Geheimnisse der Sterne entdeckt.