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Diamanten mit Ringen: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun

Die fernen Geschwisterplaneten der Erde sehen aus wie Edelsteine oder Schmuckperlen, aufgereiht in der stillen Weite des Weltalls. Entdeckt mit dem Fortschreiten der Teleskoptechnik zwischen 1610 und 1846, befinden sich diese Wandelsterne in mehreren Millionen Kilometer Entfernung zur wärmenden Sonne.

This illustration shows NASA’s Cassini spacecraft in orbit around Saturn
Image Credit: NASA/JPL-Caltech, Link to source: https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA22766

Die äußeren Planeten sind im Vergleich zur Erde riesig und bestehen hauptsächlich aus Gas. Sie rotieren schnell und bewegen sich doch langsam auf weitläufigen Bahnen um die Sonne. Eine Umrundung dauert dabei mehrere Erdenjahre. Im Vergleich zu den Gesteinsplaneten (Merkur, Venus, Erde, Mars) versammeln die Gasplaneten grössere Menge Monde um sich, die sie begleiten. Aktuell bekannt sind 69 Monde für Jupiter, 62 für Saturn, 27 bei Uranus und 14 bei Neptun. Die Temperaturen der Gasplaneten auf der Oberfläche liegen bei ca. -140° Celsius oder mehr. Dank dem Methangas schimmern Uranus und Neptun wunderbar blau. Die Atmosphäre von Uranus zum Beispiel, besteht aus 83% Wasserstoff, 15% Helium und zu 2% Methan.

Jupiter ist nach unserem Mond und der Venus das hellste Objekt am Nachthimmel, heller sogar als der Fixstern Sirius. Er strahlt mehr Energie ab, als er von der Sonne erhält. Ganz allmählich schrumpft er und heizt sich dabei auf. Die nach außen abgeführte Energie ist Quelle der turbulenten Atmosphäre. Wie auf der Erde, können bei Jupiter Polarlichter beobachtet werden. Auch er besitzt einen Ring, der nur bei Gegenlicht sichtbar wird. Dieser wurde erst 1979 dank den Voyager-Raumsonden entdeckt. Der berühmte rote Wolkenwirbel wurde von Giovanni Cassini 1655 erstmals beobachtet.

Saturns gut sichtbare Ringe wurden erst 1659 von Christian Huygens als solche erkannt. In der Antike war Saturn der äusserste bekannte Planet und derjenige mit der grössten (langsamsten) Umlaufbahn. Saturn ist der Gott des Ackerbaus und wird oft mit Chronos, dem Gott der Zeit, in Verbindung gebracht. Saturn wurde bisher von vier Sonden besucht. 1979 von Pioneer 11, 1980 von Voyager I und 1981 von Voyager II. Zuletzt in den Jahren 2004 bis zum Herbst 2017 von Cassini. Cassini benötigte für ihre Reise zu Saturn fast 7 Jahre und musste dabei zweimal an Venus und einmal an der Erde vorbeifliegen, um genügend Schwung für den Weg ins äußere Sonnensystem zu bekommen. Diese Mission beinhaltete waghalsige Flüge durch die Ringebene, Untersuchungen der Wolken, Monde und Atmosphäre. Wie die Ringe genau entstanden sind, ist bis heute nicht vollständig geklärt. Möglicherweise sind Kometen oder Planetoiden Saturn zu nahe gekommen und haben sich dort im Laufe der Zeit in kleinere Teile zerrieben.

Uranus wurde im März 1781 von dem Musiker und Teleskopbauer William Herschel entdeckt. Uranus ist mit bloßem Auge fast nicht mehr zu sehen und wurde lange als Fixstern auf älteren Sternkarten vermerkt. Der zartblaue Uranus ist nach dem griechischen Gott Uranos benannt, der den Himmel und das männliche Element personifiziert. In der Mythologie der Antike ist er der Vater von Saturn (Kronos) und der Großvater von Jupiter (Zeus). Die Voyager 2 sandte im Januar 1986 erste Bilder zur Erde. Diese bestätigten, dass Uranus von mehreren feinen Ringen umgeben ist. Wie die Venus rotiert Uranus von Osten nach Westen. Aber Uranus ist insofern einzigartig, als er sich auf seiner Seite dreht und sozusagen auf seiner Umlaufbahn perlt.

Neptun (Poseidon) benannt nach dem griechisch-römischen Gott des Wassers, wurde im September 1846 von dem Oberlehrer für Mathematik und Physik Johann Gottfried Galle enttdeckt. Neptun ist der einzige Planet in unserem Sonnensystem, der mit dem bloßen Auge nicht sichtbar ist, und der erste, der vor seiner Entdeckung von der Mathematik (Urban Le Verrier) vorhergesagt wurde. Damals ging man davon aus, dass die besondere Umlaufbahn des Uranus möglicherweise von einem weiteren Planeten beeinflusst wurde. Der Mathematiker Le Verrier berechnete dessen Position. Doch niemand wollte seinen Berechnungen Glauben schenken. In einem Brief unterrichtete er den deutschen Astronomen Johann Gottfried Galle über seine Berechnungen. Dieser blickte durch sein Teleskop und fand prompt den neuen Planeten Neptun. Neptun hat fünf dunkle Ringe aus Gestein und Staub und benötigt 165 Jahre, um die Sonne zu umrunden. Auf seiner Oberfläche herrschen klirrende -201° Celsius. Voyager 2 besuchte den Planeten und fand dabei nicht nur die Ringe, sondern auch sechs seiner 14 Monde.

.. und Pluto?

Pluto (nicht der Hund von Mickey Mouse, sondern Hades, dem Gott der Unterwelt) entdeckte im März 1930 der US-Amerikaner Clyde Tombaugh. Pluto galt 75 Jahre lang als Planet, wurde dann 2006 zu einem Zwergplaneten bzw. zu einem von vielen Transneptunobjekten degradiert. Er wird bereits zum Kuipergürtel gerechnet. Er besteht aus Gestein (70% Felsgestein und 30% Wassereis) und ist kleiner als unser Erdenmond. Seine Oberfläche besteht hauptsächlich aus Stickstoff und Kohlenmonoxid und zu 0,5% Methan. Im Speziellen kreuzt Plutos Umlaufbahn die des Neptun, was ihn zeitweise näher zur Sonne bringt als Neptun selbst. Wie es auf der Oberfläche des Pluto aussieht, konnte erst mit der im Januar 2006 gestartete New Horizon Raumsonde geklärt werden. Nach 9 Jahren erreichte sie Pluto und raste in drei Stunden an ihm und seinen 5 Monden vorbei. Auf der Oberfläche von Pluto sind nur wenige Krater zu sehen. Es gibt aber aus Wassereis bestehende Berge mit bis zu 3500 Metern Höhe. Durchschnittstemperatur: erfrischende -230 ° Celsius.

Die Mission der Sonde Cassini im Video … mehr zu den Missionen hier

Die Cassini Sonde und ihre Mission, Dauer: 16 Minuten, Englisch, Quelle: YouTube

Quellen:
Alles über Astronomie, Mark Emmerich, Sven Melchert, Kosmos-Verlag, Seiten 50-65
Freie Universität Berlin /Cassini Mission https://www.fu-berlin.de/presse/informationen/fup/2019/fup_19_073-ringmonde-saturn/index.html
Freie Universität Berlin / Sonnentaler (Naturwissenschaft für Kita und Grundschule) https://www.sonnentaler.net
Kindernachrichten Duda: https://www.duda.news/tag/weltraum
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