Inhalt

Die Wahl zum Universum mit ihren Galaxien und Planeten ist das Thema von Aaron Moritz Roedel,
9- jährig, als Universum-Fan.
Sein junges Herz schlägt für das Weltall. In seiner Sammlung hat er unzählige Bücher und Weltall-Quartette. Seine Exkursionen führten ihn mehrmals in das Kennedy Space Center, Cape Canaverale, USA.
Mit seinem Werk möchte er seine Begeisterung mit dem besonderen Enthusiasmus der irdischen Welt weitergeben.
Junge Menschen wie er, die von dem Geist des Universums getragen, begeistert und bewegt werden, geben diese Kraft weiter. Wir sind alle bestimmt zu leuchten, wie es Kinder tun. Und wenn wir unser eigenes Licht scheinen lassen, begeben wir uns in das unendliche Universum, befreit von unserer Gegenwart und ziehen in die Zukunft.

Mikroskopisch, klein und kostbar erscheint den 3 jungen Erdenbürger, d.h. Aaron und seine zwei Freunde, die Erde aus dem Weltall. Die Aufnahme der Astronauten-Rassel-Bande zeigt das Gebiet zwischen Mittelmeer und Antarktis. Die erkalteten vulkanischen Ausbruchsmassen, die sich durch unendliche Erosion in Sand und Staub verwandelten stellten die Voraussetzung mit dem Element Wasser für ein Leben auf der Erde dar. Die Evolution der Atmosphäre, mit der uns der Sauerstoff als Elixier und zugleich als schützender UV-Filter zuerkannt wurde, ist eine weitere Voraussetzung für unser Leben auf diesem Planeten. Ohne die Gunst der Elemente Feuer, Wasser, Luft, Erde – wären wir heute noch ein durch und durch steriler Himmelskörper der um die Sonne kreist. Die Elemente lassen uns immer wieder mit grenzenloser Wut ihre Macht spüren. Es liegt in Menschen Hand, mit atomaren Blitzen die Ozeane zum Kochen, die Gebirge zum Schmelzen zu bringen. Das Ende allen Lebens ist keine Utopie. Das weiter Leben auf dem Blauen Planeten ist nur im Einklang mit der Natur und im Bündnis mit anderen Planeten zu erreichen. Wie unsere Nachbarn leben und sich im All drehen, das entdecken die 3- Jung-Astronauten.
Ich bin auch gespannt. Erstmals entscheidet ein 3- köpfiges Team, im Alter von 9 - 10 Jahren, durch ihre Forschungsarbeit und Entwicklung über die Reichweite der neuen Rakete. Kein Tag vergeht mit der Losung: Höher, Schneller, Weiter.

Opadi Becker Salentin

Die Reise zum Mittelpunkt des Universums

Die drei Abendteurer Aaron,Felix und Maxi machten sich am 21.06.09 auf den Weg zum Mittelpunkt des Universums.

Am 21.06.09 machte sich die Saturn V-6 mit den drei Abenteurern auf den Weg ins Universum. Es läuft alles wie nach Plan. Aaron und seine Freunde stehen schon um 6.00 Uhr auf. Sie frühstückten und fuhren ins Kennedy Space Center. Jetzt gehen sie in das Zimmer wo sie ihre Raumanzüge anziehen müssen. Danach müssen sie in einen Bus steigen der sie dann zu der Rakete bringt. Wenn sie angekommen sind steigen sie in den Fahrstuhl.

Der Countdown läuft 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, die Rakete startet mit einer Startkraft von 1033 t. Jetzt dauert es 9 Tage bis sie auf dem Mars landen. Jetzt ist Aaron schwerelos. Auf einmal fällt der Bordcomputer aus. Maxi steuert die Rakete von Hand und Aaron versucht den Bordcomputer zu reparieren und Felix berichtet der Bodenstation alles über Funk. Da auf einmal gelingt es Aaron den Bordcomputer zu reparieren. Auf der Bodenstation sind sie froh, dass nichts passiert ist. Jetzt sind Aaron, Felix und Maxi 5 Tage im All.

Da sieht Aaron ein Meteoritenschwarm auf sie zukommen. Aber die Abenteurer bleiben locker. Schließlich ist das eine Spezial- Rakete. Aaron drückt einfach einen Knopf und schon fängt die Rakete alle Meteoriten ein. Jetzt müssen sie noch 2 Tage aushalten. Auf einmal sieht Aaron, dass sie bald an der ISS andocken. 2 Stunden später ist es soweit. Die Rakete dockt an der ISS an. Da empfangen die russischen Kosmonauten die drei Abenteurer. Sie machen Experimente und erforschen den Adlernebel.

Am 28.06.09 machen sich die drei Abenteurer wieder auf den Weg zum Mars. Da bemerkt Felix, dass sie genau auf den Sternhaufen 45 zu fliegen. Plötzlich hat Maxi eine Idee. Sie könnten doch einfach auf einem der Sterne landen. Das war eine gute Idee. Allerdings ist es ein bisschen schwierig auf dem Stern zu landen, sagte Aaron zu Maxi. Aber Maxi ist ein guter Pilot. Jetzt steuert er genau auf einen Stern zu.

Jetzt landen sie auf einer der Sterne. Der Treibstoff wird knapp aber sie schaffen es. Als sie gelandet waren stiegen sie aus. Aaron, Felix und Maxi hatten ein wenig Angst weil es so kruselig auf dem Stern aussah. Sie gingen in eine Höhle. Dort nahmen sie 125 kg Sterngestein und luden es ein. Danach holten sie ihr Weltraumauto aus der Rakete. Später stellten sie noch Messgeräte auf. Jetzt gehen die drei wieder in die Rakete. Als sie ihre Raumanzüge ausgezogen hatten machten sie sich wieder auf den Weg zum Mars. Jetzt schweben sie wieder in der Raumkapsel. 1 Tag später schwingen sie in die Umlaufbahn von dem Mars ein. Als sie ihre Landegeräte gecheckt hatten landeten sie auf dem Mars. Heute war ein sonniger Tag auf dem Mars, das war für die drei Abendteurer gut, weil sie noch viel arbeiten mussten. Aaron, Maxi und Felix machten ihre Arbeit.

Danach machten sie sich an die Arbeit ihr speziell konstruiertes Haus aufzubauen. Dazu steckten sie einen Schlauch in eine Maschine die mit Luft aufgefüllt war. Diese Maschine pumpte die Luft in das Haus. In diesem Haus übernachteten sie eine Nacht. Am nächsten Morgen wollten sie ihre Reise zum Jupiter starten, aber ihre Rakete war weg. Da sah Aaron einen grünen Strahl der plötzlich aus dem Mars raus geschossen kam. Die drei liefen hin um nach zu sehen was das ist. Aaron wagte sich den Strahl anzufassen. Auf einmal tat sich ein Loch auf. Plötzlich kamen mindestens 500. 000 Aliens aus dem Loch heraus. Die drei Abenteurer erschraken und liefen weg. Dabei dachte Aaron wieder an ihre Rakete, er glaubte das sie in dem Loch steht. Er lief noch mal schnell zurück, und was sah er, ihre Rakete, sie stand mitten in der Mitte des Lochs. Als er sich wieder umtrete erwischte ihn ein Alien mit der Faust am Kopf. Als der Alien Aaron

niedergeschlagen hatte, rief er alle Aliens zusammen und sagte: Kommt Leute wir tragen ihn zum Lager. Danach packten alle Aliens Aaron an den Händen sowie Füßen und brachten ihren Gefangenen zum Space-Lager der Aliens. Das alles sahen Felix und Maxi und überlegten wie sie Aaron befreien könnten.
Da hatte Felix wieder eine tolle Idee: Zuerst müssen wir in das Lager kommen von den Aliens und dann schauen wir wo sie ihn gefangen halten. Aber Maxi hatte was dagegen: Die Station der Aliens ist in dem Loch und um in das Loch zu gelangen brauchen wir ein Seil. Das ist doch kein Problem, ein Seil können wir doch aus unserer Rakete nehmen. Maxi sprang sofort auf und wollte das lange Seil aus der Rakete holen. Doch Felix hielt ihn gerade noch ab und sagte, was ist wenn uns die Aliens entdecken. Maxi meinte: Darauf müssen wir gefasst sein und werden uns im Zickzack heranschleichen. Das stimmt, gib mir zuerst ein mal das Infrarotfernglas, damit wir die Lage noch prüfen.

Informationen und Beobachtungen für Weltraum-Fans:
Schwarzes Loch
Cygnus X1 wurde 1962 als Röntgenquelle mit Hilfe einer Forschungsrakete entdeckt. Zehn Jahre später erkannte man, dass es sich um ein Schwarzes Loch in einem Doppelstern handelt. Schwarze Löcher können das Endstadium sehr massereicher Sterne sein. Alles, was sich innerhalb des Ereignishorizonts eines Schwarzen Loches befindet, bleibt gefangen – selbst das Licht. Das Schwarze Loch bleibt unsichtbar und fällt nur noch durch seine Schwerkraftwirkung oder energiereiche Röntgenstrahlung ausserhalb des Ereignishorizonts auf.

Planmässige Reise der "ATLANTIS"

Die Raumfähre "Atlantis" hob am 17.11.2009 zu einem ihrer letzten Flüge zur Internationalen Space-Shuttle ab.
Nach dem problemlosen Start ist die US-Raumfähre mit sechs Astronauten und zwölf Tonnen Ersatzteilen auf dem Weg zur ISS. Das Space-Shuttle startete pünktlich auf die Minute um 20.28 Uhr MEZ vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida. Hauptaufgabe während der zwölftägigen Mission ist es, Ersatzteile und Instrumente zur ISS zu bringen. Bereits ein Tag später dockte "Atlantis" an der ISS.
Die Reise ist einer der letzten Flüge in der mehr als 25- jährigen Shuttle-Ära, bevor die betagten Weltraum-Vehikel eingemottet werden. Nach Planungen der NASA soll es nur noch fünf weitere

Einsätze der drei verbliebenen Shuttles geben. Dann ist die ISS für mehrere Jahre nur noch mit russischen Sojus-Kapseln zu erreichen.
Die "Atlantis" dient ein weiteres Mal als "Packesel". Mit die wichtigste Aufgabe ist es, zwei jeweils 20 Quadratmeter grosse, mit Ersatzteilen und wichtigen Instrumenten vollgepackte Paletten zur ISS zu bringen. Darunter ist auch ein Gerät, das die Station auf der exakt richtigen Höhe hält. Laut NASA sind bei der Mission lediglich drei Ausseneinsätze der Astronauten geplant. Sie müssen unter anderem eine neue Antenne anbringen sowie ein Überwachungsmodul für den Schiffsverkehr und ein Messgerät für die elektrische Aufladung der Station. Ausserdem steht die Installation eins Gastanks auf dem Programm. Die Atlantis wird planmäßig auf der Erde zurückerwartet.
Die in die Jahre gekommenen Space-Shuttles will die NASA ab 2010 nicht mehr einsetzen.

Planet Mars:
Unsere Nähe zum Mars, seine mythologische Bedeutung und sein orange Farbton haben ihn zum beliebten Planeten von Maxi, Felix und Aaron gemacht. Zahllose Werke der Science Fiction und wissenschaftliche Untersuchungen haben sich mit der Möglichkeit von Leben auf dem Mars befasst. In letzter Zeit haben mehrere Ereignisse den Mars ins öffentliche Rampenlicht zurückgeführt. Sowohl ein Team vom NASA Johnson Space Center und der Standford-Universität, als auch das junge Weltraum-Team vom Black Forest verkünden, dass ungewöhn-liche Merkmale eines Meteoriten, dessen Ursprung vom Mars bekannt war, am ehesten als Spuren von frühem bakteriellem Leben auf dem Mars zu deuten seien. Im Sommer 2009 untersuchten die Mars Pathfinder und ihr kleines Fahrzeug Sojourner einzelne Felsen auf dem Mars sowie Boden und Atmosphäre. Die drei Universum-Fans folgerten, dass eine grosse Flut vor mindestens zwei Milliarden Jahren viele der Felsen dorthin geschwemmt hat und einige davon einer Sorte irdischen Gesteins ähneln, die als Andesit bekannt ist. Der Mars -Meteorit ALH 84001 enthält segmentierte Objekte von etwa 380 Nanometer Länge, die die Weltraum-Pfadfinder für fossile Überreste bakteriellen Lebens halten, das vor über 1,3 Milliarden Jahren mit dem Stein in Berührung kam. Die Oberfläche des Mars mit gewundenen Rücken sind als "Oser" bekannt und entstanden aus den Ablagerungen von Schmelzwasser-Strömen, die unter Eisschichten entlang flossen. Sie sind am Boden des Argyre-Beckens zu finden und lassen vermuten, dass einst schmelzende Gletscher diese Region bedeckten. Wie viel Wasser sowie Feuchtperioden es gibt und wie lange diese andauern, will das junge Dreier-Team auf ihrer Weltall-Reise erkunden. Sie sind skeptisch und haben in ihrer Rakete schon so manches Abenteuer überstehen müssen.
Planet Venus:
Obwohl sie nach der Liebesgötting benannt ist, könnte die Venus eher eine hässliche Schwester der Erde sein. Die beiden Planeten bildeten sich im gleichen Bereich des solaren Urnebels, womit ihre Zusammensetzung im wesentlichen ähnlich sein sollte. Sie haben etwa die gleiche Grösse, Masse, und Dichte, wowei die Venus die Sonne in einem mittleren Abstand umkreist, der bei etwa 70 % des Erdbahnradius liegt.
Mittlerer Abstand von der Sonne : 108,2 Millionen
Äquatordurchmesser (Kilometer): 12100
Masse (Kilogramm): 4,9 x 1024
Dichte (Gramm pro Kubikzentimeter): 5,25
Tageslänge ( Erde = 1) : 243,0 Tage
Jahreslänge ( Erde = 1) : 224,7 Tage
Anzahl bekannter Monde: 0
Atmosphärische Zusammensetzung: 96 Prozent Kohlendioxid, 3,5 Prozent Stickstoff.
Während auf der Erde aber lebendsfreundliche Temperaturen und Bedingungen zu finden sind sowie eine Brandbreite verschiedener Lebensräume und ein stabiles Magnetfeld, ist die Venus ein trockener, höllischer Hochruckofen, dessen Magnetfeld nicht einmal ausreicht, um den Sonnenwind davon abzuhalten, die obere Atmosphäre fortzublasen. Unter beständigen Schwefeldioxin-Wolken und unter dichter Kohlendioxid-Atmosphäre erreicht die Venus-Oberfläche Temperaturen bis zu 450 Grad Celsius. Eine der grundlegenden Rätsel der Venus ist ihre relative Armut an Kratern. Sie legt nahe, dass die Venus-Oberfläche erst 600 Millionen Jahre alt ist. Die dichte Kohlendioxid-Atmosphäre der Venus ist für Infrarotstrahlung undurchlässig, wodurch die Wärmestrahlung an der Oberfläche gefangen bleibt. Drei verschiedene Wolkenschichten entstehen als Nebenprodukt eines komplexen, meteorologischen Zyklus.

Planet Merkur:
Der Planet Merkur steht der Sonne am nächsten und umkreist diese in 87 Tagen. Da seine Umlaufbahn innerhalb der Umlaufbahn der Erde um die Sonne liegt, erscheint er uns aus der Sicht der Erde immer in nächster Nähe der Sonne.
Merkur symbolisiert den Bereich unserer Persönlichkeit, der mit Denken, Information und Kommunikation in Zusammenhang steht. Die Stellung des Merkur in einem Geburtsbild gibt Aufschluß über die Denkweise des Betreffenden, über bevorzugte Interessen und Lernmethoden sowie über sprachliche und rhetorische Fähigkeiten.
Unser Merkurteil erlaubt uns, zwischen verschiedenen Ebenen zu vermitteln und zu übersetzen. Merkur schafft die Verbindung in der Kommunikation zwischen zwei Menschen. Als Symbol für logische Denkfähigkeit ist er ein Vermittler zwischen der Natur als Vorbild und ihrer konkreten Nutzung. Er steht somit in Zusammenhang mit Technik, Medizin und vielen anderen Errungenschaften unseres Jahrhunderts.
Seine brückenbauende Funktion zeigt sich auch in der griechischen Mythologie, wo der Merkur die Stellung des Götterboten inne hat.
Ein positiv gelebter Merkur-Persönlichkeitsteil lässt uns unvoreingenommen auf die Umwelt zugehen, diese mit unseren analytischen Fähigkeiten erkennen und begreifen, Neues lernen, die Informationen nach logischen Kriterien ordnen und weitergeben.
Übertriebene Sachlichkeit kann sehr unpersönlich, wenn nicht gar unmenschlich sein. Dies ist die dunkle Seite des Merkur-Persönlichkeitsteils.

Die Zeichen Zwillinge und Jungfrau sowie das dritte Haus und das sechste Haus werden dem Merkur zugeordnet.

Planet Saturn:
Saturn ist der sechste Planet von der Sonne aus und der zweitgrößte:
Umlaufbahn: 1.429.400.000 km (9,54 AE) von der Sonne entfernt
Durchmesser: 120.536 km (äquatorial)
Masse: 5,68 ·1026 kg
In der römischen Mythologie ist Saturn der Gott des Ackerbaus. Der entsprechende griechische Gott, Chronos, war Sohn von Uranos und Gaia und Vater des Zeus (röm. Jupiter).
Saturn ist seit prähistorischen Zeiten bekannt. Galileo war 1610 der erste, der ihn durch ein Teleskop beobachtete; er bemerkte seine seltsame Erscheinung, war davon aber verwirrt. Frühe Beobachtungen des Saturn waren kompliziert, weil die Erde die Ebene der Saturnringe alle paar Jahre schneidet. Es dauerte bis 1659, dass Christiaan Huygens die korrekte Geometrie der Ringe entdeckte. Die Saturnringe blieben einmalig im bekannten Sonnensystem, bis 1977 sehr feine Ringe um Uranus entdeckt wurden (und kurz darauf auch um Jupiter und Neptun). Saturn wurde zum ersten Mal 1979 von Pioneer 11 und später von Voyager 1 und Voyager 2 besucht. Cassini (ein gemeinsames Projekt von NASA und ESA) erreichte ihn am 1. Juli 2004 und wird ihn wenigstens vier Jahre lang umkreisen. Saturn ist sichtlich abgeflacht, wenn man ihn durch ein kleines Teleskop betrachtet; sein äquatorialer und sein polarer Durchmesser unterscheiden sich um fast 10% (120.536 km zu 108.728 km). Dies ist das Resultat seiner rapiden Rotation und seines fließenden Zustands. Auch die anderen Gasplaneten sind abgeflacht, aber nicht derartig stark.
Saturn ist der am wenigsten dichte Planet; sein spezifisches Gewicht (0,7) ist geringer als das von Wasser.
Wie Jupiter besteht Saturn aus ungefähr 75% Wasserstoff und 25% Helium mit Spuren von Wasser, Methan, Ammoniak und „Felsen“, ähnlich der Zusammensetzung des ursprünglichen Sonnennebels, aus dem das Sonnensystem entstand.
Saturns Inneres ist dem des Jupiter, bestehend aus einem felsigen Kern, einer Schicht flüssig metallischen Wasserstoffs und einer Schicht aus molekularem Wasserstoff, sehr ähnlich. Spuren verschiedener Eisarten sind ebenfalls vorhanden.
Saturn ist innen heiß (12.000 K im Kern) und strahlt mehr Energie in das Weltall als er von der Sonne empfängt. Der Großteil dieser zusätzlichen Energie entsteht durch den Kelvin-Helmholtz-Mechanismus wie auf Jupiter. Dies dürfte aber nicht ausreichen, um hinreichend Saturns Helligkeit zu erklären; manch zusätzlicher Mechanismus muß am Werk sein, vielleicht das „Abregnen“ von Helium tief in Saturns Innerem.
Die Streifen, die auf Jupiter so deutlich hervortreten, sind auf Saturn viel feiner. Sie sind außerdem in der Nähe des Äquators viel breiter. Details in den obersten Wolkenschichten sind von der Erde aus unsichtbar, so daß es bis zur Annäherung durch Voyager unmöglich war, Studien über die Zirkulationen in Saturns Atmosphäre anzustellen. Auch Saturn zeigt langlebige Ovale sowie andere Merkmale, wie sie von Jupiter bekannt sind. 1990 beobachtete das Hubble-Teleskop eine gewaltige weiße Wolke in der Nähe von Saturns Äquator, die nicht da war, als sich Voyager angenähert hatte; 1994 wurde ein anderer, kleiner Sturm beobachtet.
Zwei deutliche Ringe (A und B) sowie ein feinerer (C) sind von der Erde aus sichtbar. Die Lücke zwischen dem A- und dem B-Ring ist als Cassini-Teilung bekannt. Die viel feinere Lücke am äußeren Rand des A-Rings nennt man die Encke-Teilung (aber das ist wohl eine Fehlbenennung, weil sie höchstwahrscheinlich von Encke nie gesehen wurde). Die Voyagerbilder zeigen vier weitere feine Ringe. Die Saturnringe sind, im Gegensatz zu den Ringen der anderen Planeten, sehr hell (Albedo 0,2 - 0,6).
Obwohl sie von der Erde aus massiv aussehen bestehen die Ringe tatsächlich aus unzähligen kleinen Partikeln, jedes in einer unabhängigen Umlaufbahn. Ihre Größe reicht von ungefähr einem Zentimeter bis zu mehreren Metern. Ein paar kilometergroße Objekte kommen wahrscheinlich auch vor.
Saturns Ringe sind außerordentlich dünn: obwohl sie 250.000 km oder noch mehr Durchmesser haben, sind sie weniger als einen Kilometer dick. Trotz ihrer eindrucksvollen Erscheinung bestehen sie doch nur aus wenig Material -- wären die Ringe auf einen einzelnen Körper verdichtet, hätte dieser einen Durchmesser von höchstens 100 km. Die Ringpartikel scheinen hauptsächlich aus Wassereis zu bestehen, es könnte sich aber auch um Felsenstückchen handeln, die mit einer Eisschicht überzogen sind. Voyager bestätigte die Existenz von verblüffenden radialen Unregelmäßigkeiten innerhalb der Ringe, genannt „Spokes“ (Speichen), von denen zunächst Amateurastronomen berichteten. Ihre Natur bleibt mysteriös, aber es könnte etwas mit Saturns Magnetfeld zu tun haben. Saturns äußerster Ring, der F-Ring, ist eine komplexe Struktur aus mehreren kleineren Ringen, deren „Knoten“ sichtbar sind. Wissenschaftler spekulieren, daß diese Knoten Klumpen des Ringmaterials sein könnten, oder einfach Minimonde. Es gibt komplexe gezeitliche Kopplungen zwischen manchen der Saturnmonde und dem Ringsystem: manche der Monde, die sogenannten „hütenden Monde“ (auch „Schäfermonde“genannt) (das sind Atlas, Prometheus und Pandora), sind evident wichtig, um die Ringe in ihrer Position zu halten; Mimas scheint die Verantwortung für das Fehlen von Material in der Cassini-Teilung zu tragen, die wiederum den Kirkwoodlücken im Planetoiden- oder Asteroidenhauptgürtel sehr ähnelt; Pan befindet sich innerhalb der Encke-Teilung und S/2005 S1/ befindet sich in der Mitte der Keeler-Lücke . Das ganze System ist sehr komplex und kaum verstanden. Der Ursprung der Ringe des Saturn (und anderer Gasplaneten) ist unbekannt. Obwohl sie ihre Ringe vielleicht schon seit ihrer Entstehung besitzen, sind die Ringsysteme keineswegs stabil und müssen daher ständig von andauernden Prozesse regeneriert werden, möglicherweise durch den Zusammenbruch größerer Satelliten. Die aktuellen Ringe sind möglicherweise erst wenige hundert Millionen Jahre alt. Wie die anderen jovianischen Planeten besitzt auch Saturn ein signifikantes Magnetfeld.

Planet Jupiter:
Jupiter ist der fünfte Planet von der Sonne aus und bei weitem der größte. Jupiter besitzt mehr als doppelt soviel Masse als alle anderen Planeten zusammen (318-mal soviel wie die Erde).
Umlaufbahn: 778.330.000 km (5,20 AE) von der Sonne entfernt
Durchmesser: 142.984 km (äquatorial)
Masse: 1,900·1027 kg
Jupiter (auch bekannt als Jove, weil im Lateinische manche Beugeformen von Jupiter den Wortstamm Jov aufweisen; Griechisch Zeus) war in der römischen Mythologie der König der Götter, Herrscher über den Olymp und Patron des römischen Staates. Zeus war Sohn des Chronos (Saturn).
Jupiter ist das vierthellste Objekt am Himmel. Er ist seit prähistorischer Zeit als “Wanderstern“ (die altmodische Bezeichnung für Planeten – das Wort stammt aus dem Altgriechischen und bedeutet “Wanderer“) bekannt. Galileis Entdeckung der vier großen Jupitermonde Io, Europa, Ganymed und Kallisto 1610 (heute bekannt als die Galileischen Monde) war die erste Entdeckung eines Zentrums einer Bewegung, deren scheinbarer Mittelpunkt nicht die Erde war. Dies war einer der Hauptpunkte für die heliozentrische Theorie über die Bewegung der Planeten von Kopernikus (zusammen mit anderen Beweisen, die er mit seinem Teleskop erlangte: Die Venus-Phasen und die Gebirge auf dem Mond); Galileos offen ausgesprochene Unterstützung der Kopernikanischen Theorie brachte ihn durch die Inquisition hinter Gittern. Er wurde gezwungen zu widerrufen und blieb für den Rest seines Lebens inhaftiert (das gerne Galilei zugesprochene Zitat “Und sie dreht sich doch“, pathetisch vom brennenden Scheiterhaufen geschrien, stammt tatsächlich von Giordano Bruno. Jupiter wurde zum ersten Mal 1973 von Pioneer 10 und später von Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 und Ulysses besucht. Die Sonde Galileo umkreiste Jupiter acht Jahre lang. Er wird heute regelmäßig vom Hubble Space Telescope (HST) aus beobachtet. Die Gasplaneten haben keine feste Oberfläche, ihr gasförmiges Material wird lediglich mit zunehmender Tiefe immer dichter (die Radien und Durchmesser, die für diese Planeten angegeben werden, beziehen sich auf eine Höhe, in der ein Druck von einer Atmosphäre herrscht). Was wir bei einem Blick auf diese Planeten sehen, ist nur die Oberseite der Wolken hoch in ihren Atmosphären. Jupiter besteht aus 90% Wasserstoff und 10% Helium (nach der Anzahl der Atome, 75 bzw. 25% nach der Masse) mit Spuren von Methan, Wasser, Ammoniak und „Felsen“. Dies ist sehr nahe der Zusammen-setzung des ursprünglichen Sonnennebels, aus dem das gesamte Sonnensystem entstand. Saturn besitzt eine ähnliche Zusammensetzung, aber Uranus und Neptun enthalten viel weniger Wasserstoff und Helium. Unser Wissen über das Innere des Jupiter (sowie der anderen Gasplaneten) ist hochgradig indirekt und das wird wohl noch eine ganze Zeit so bleiben (die Daten von Galileos atmosphärischer Sonde geht in eine Tiefe von lediglich 150 km unterhalb der Wolkenoberseite).
Jupiter hat wahrscheinlich einen Kern aus felsigem Material in einer Größenordnung von ungefähr 10 bis 15 Erdmassen.
Oberhalb des Kerns liegt der Hauptmasseanteil des Planeten in Form von flüssigem metallischen Wasserstoff. Diese exotische Form des gewöhnlichsten aller Elemente kann nur bestehen, wenn der Druck über vier Millionen Bar liegt, wie es im Inneren des Jupiter der Fall ist. Flüssig metallischer Wasserstoff besteht aus ionisierten Protonen und Elektronen (wie im Inneren der Sonne, hier aber bei einer weit geringeren Temperatur). Bei der Temperatur und dem Druck im Inneren des Jupiter ist Wasserstoff flüssig, nicht gasförmig. Es ist ein elektrischer Leiter und damit die Quelle für das Magnetfeld des Jupiter. Diese Schicht enthält wahrscheinlich auch etwas Helium und Spuren verschiedener „Eisarten“. Die äußerste Schicht setzt sich aus gewöhnlichem, molekularen Wasserstoff und Helium zusammen, wobei letzteres im Inneren flüssig und weiter außen gasförmig vorliegt. Die Atmosphäre, die wir sehen können, ist der alleroberste Teil dieser tiefen Schicht. Wasser, Kohlendioxid, Methan und andere einfache Moleküle finden sich ebenfalls, in winzigen Mengen. Kürzlich durchgeführte Experimente bewiesen, dass Wasserstoff seine Aggregatzustände nicht plötzlich ändert. Aus diesem Grunde gibt es sehr wahrscheinlich keine deutlichen Grenzen zwischen den verschiedenen Schichten im Inneren der Gasplaneten. Drei getrennte Wolkenschichten aus Ammoniak-Eis, Ammoniumhydrosulfid und einer Mischung aus Eis und Wasser werden darunter vermutet. Wie auch immer, die vorläufigen Ergebnisse aus den Untersuchungen der Galileo-Proben zeigen nur schwache Anzeichen für Wolken. Aber der Eintrittspunkt der Probe war ungewöhnlich – erdbasierte teleskopische Beobachtungen und erst kürzlich gemachte Beobachtungen durch den Galileo-Orbiter legen nahe, dass dieser Eintrittspunkt eine der wärmsten und wolkenärmsten Gegenden auf Jupiter zu diesem Zeitpunkt gewesen ist. Daten, die von der Atmosphärensonde der Galileo stammen, deuten an, dass wesentlich weniger Wasser vorhanden ist als erwartet. Die Erwartung war, dass Jupiters Atmosphäre in etwa doppelt soviel Sauerstoff (gebunden an den üppigen Wasserstoff in Form von Wasser) enthält wie die Sonne. Aber nun sieht es so aus, als sei die tatsächliche Konzentration viel geringer als auf der Sonne. Ebenso überraschend waren die hohe Temperatur und die Dichte der obersten Schichten der Atmosphäre. Jupiter und die anderen Gasplaneten haben Winde mit hoher Geschwindigkeit, die in breiten Streifen eingeschlossen sind. Die Winde wehen in angrenzenden Streifen entgegengesetzt. Geringfügige chemische und thermische Abweichungen zwischen diesen Streifen sind verantwortlich für die Farbbänder, die das Aussehen des Planeten beherrschen. Die hellen farbigen Streifen nennt man Zonen, die dunklen Gürtel. Diese Bänder auf Jupiter waren seit einiger Zeit bekannt, aber die komplizierten Wirbel in den Grenzbereichen zwischen den Streifen wurden zuerst von Voyager gesichtet. Daten von der Galileo-Sonde zeigen, dass die Windgeschwindigkeiten noch schneller sind als erwartet (mehr als 600 km/h) und sich so tief ausdehnen, wie die Sonde nur beobachten konnte; sie könnten tausende Kilometer in das Innere reichen. Es wurde auch festgestellt, dass Jupiters Atmosphäre ausgesprochen turbulent ist. Dies zeigt, dass die Winde in erster Linie von innerer Hitze hervorgerufen werden, weniger von der Sonneneinstrahlung wie auf der Erde. Die lebendigen Farben in Jupiters Wolken sind wahrscheinlich das Resultat feiner chemischer Reaktionen der Spurenelemente, möglicherweise in Zusammenhang mit Schwefel, dessen Verbindungen eine große Vielfalt an Farben besitzen, aber Details sind unbekannt.
Die Farben korrespondieren mit der Höhe der Wolken; die niedrigsten sind blau, gefolgt von braunen und weißen, die höchsten sind rot. Manchmal sind niedrigere Schichten durch Löcher in den höheren sichtbar. Der Große Rote Fleck (GRS) wurde von irdischen Beobachtern vor 300 Jahren entdeckt (die Entdeckung wird üblicherweise Cassini zugeschrieben, oder Robert Hooke im siebzehnten Jahrhundert). Der GRS ist ein Oval mit ungefähr 12.000 mal 25.000 Kilometern, groß genug, um zwei Erdbälle darin unterzubringen. Seit Jahrzehnten sind kleinere ähnliche Flecken bekannt. Infrarotbeobachtungen und die Richtung der Rotation zeigen an, daß der GRS ein Hochdruckgebiet ist, dessen Wolkenobergrenze deutlich höher und kühler ist als die Umgebung. Ähnliche Strukturen wurden auf Saturn und Neptun entdeckt. Es ist unbekannt, wie sich solche Strukturen so lange erhalten können. Jupiter strahlt mehr Energie in den Weltraum ab als von der Sonne einstrahlt. Das Innere des Jupiter ist heiß: der Kern hat wahrscheinlich circa 20.000 °K. Die Hitze wird vom Kelvin-Helmholtz-Mechanismus hervorgerufen, der langsamen gravitationellen Kompression des Planeten (Jupiter produziert keine Energie durch Kernfusion wie die Sonne; er ist viel zu klein und damit ist sein Inneres zu kühl, um Kernreaktionen zu zünden). Diese innere Hitze verursacht wahrscheinlich eine Konvektion tief in Jupiters flüssigen Schichten und ist wahrscheinlich verantwortlich für die komplizierten Bewegungen, die wir an der Wolkenobergrenze sehen. Saturn und Neptun sind in dieser Hinsicht dem Jupiter ganz ähnlich, Uranus ist es komischerweise nicht. Jupiter ist genau so groß im Durchmesser, wie ein Gasplanet es sein kann. Würde mehr Material dazukommen, würde es von der Schwerkraft zusammengedrückt werden, so dass sich der gesamte Radius nur geringfügig vergrößern würde. Ein Stern kann nur wegen seiner inneren Hitzequelle größer sein (aber Jupiter müßte 80 mal soviel Masse besitzen, um zum Stern zu werden).
Jupiter besitzt ein riesiges Magnetfeld, viel stärker als das der Erde. Seine Magnetosphäre dehnt sich über 650 Millionen km aus (hinter die Umlaufbahn des Saturn!) (Die Form von Jupiters Magnetosphäre ist weit entfernt von kugelförmig – sie dehnt sich “lediglich“ ein paar Millionen Kilometer in direkter Richtung zur Sonne aus). Jupiters Monde liegen daher innerhalb dieses Magnetfelds, ein Umstand, der teilweise manche Vorgänge auf Io erklären könnte. Zum Unglück zukünftiger Weltraumreisender und als echte Anforderung für die Entwickler der Voyager- und Galileosonden enthält die Umgebung in der Nähe von Jupiter energiereiche Partikel, die in Jupiters Magnetfeld eingefangen sind. Diese “Strahlung“ ist zwar so ähnlich, aber viel intensiver als die, die innerhalb des irdischen Van Allen Gürtels entdeckt wurde. Sie wäre sofort tödlich für einen ungeschützten Menschen. Die Galileo-Atmosphärenprobe entdeckte einen neuen Strahlungsgürtel zwischen Jupiters Ring und den obersten Atmosphären-Schichten. Dieser neue Gürtel ist circa 10 mal so stark wie der Van-Allen-Strahlungsgürtel auf der Erde. Überraschenderweise wurde entdeckt, dass dieser Gürtel Heliumionen mit hoher Energie unbekannter Herkunft enthält. Jupiter besitzt wie Saturn Ringe, aber viel feinere und kleinere. Sie waren völlig unerwartet und wurden nur entdeckt, weil zwei Wissenschaftler der Voyager 1 Mission darauf bestanden, dass nach einer Reise von einer Milliarde Kilometern es wenigstens einen kurzen Blick wert war, ob es Ringe gibt. Jeder andere dachte, dass die Wahrscheinlichkeit, welche zu entdecken, verschwindend klein war, aber da waren sie. Das war ein Donnerschlag. Seitdem wurden sie im Infrarot-Bereich von der Erde aus mit Teleskopen aufgenommen wie auch durch die Galileosonde. Im Gegensatz zu denen des Saturn sind Jupiters Ringe dunkel (Albedo ungefähr 0,05). Wahrscheinlich bestehen sie aus kleinen Felsbrocken. Im weiteren Gegensatz zu den Saturnringen scheinen sie kein Eis zu enthalten. Partikel in Jupiters Ringen bleiben dort wahrscheinlich nicht sehr lange. Die Galileo-Sonde fand klare Beweise dafür, dass die Ringe ständig von Einschlägen von Mikrometeoren auf den vier inneren Monden gespeist werden, die wegen Jupiters großem Gravitationsfeld sehr energiereich sind. Der innere Halo-Ring wird durch Wechselwirkungen mit Jupiters Magnetfeld verbreitert. Im Juli 1994 kollidierte der Komet.
Die Effekte konnten sogar mit Amateurteleskopen beobachtet werden. Der Schutt aus dieser Kollision war hinterher fast ein Jahr lang für das Hubble Space Telescope sichtbar.

Planet Uranus:
Uranus wurde 1781 vom britischen Astronomen William Herschel entdeckt. Er ist einer der vier großen Gasplaneten des Sonnensystems und besteht fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium. Fachleute gehen allerdings davon aus, dass der Planet einen kleinen, festen Kern besitzt. Von der Erde aus erscheint Uranus normalerweise selbst in großen Teleskopen als blasse, grünliche Scheibe. Sogar auf den Nahaufnahmen der Raumsonde Voyager 2, die 1986 an den Monden des Planeten vorbei flog, erscheint er nahezu strukturlos. Insgesamt zehn Monde wurden von der Sonde entdeckt. Uranus läuft auf einer annähernd kreisförmigen Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von 0,0457 zwischen Saturn und Neptun um die Sonne. Sein sonnennächster Punkt, das Perihel, liegt bei 18,324 AE und sein sonnenfernster Punkt, das Aphel, bei 20,078 AE. Mit fast 3 Mrd. km Abstand hat er etwa die doppelte Entfernung zur Sonne wie der nächstinnere Planet Saturn. Dieser Bahnradius passt genau zur 1766 formulierten Titius-Bode-Reihe, sodass die Entdeckung des Uranus als Bestätigung der damaligen, von Kepler begründeten Sicht einer „Weltharmonie“ galt. Die Bahnebene ist mit 0,772° nur wenig gegen die Erdbahnebene geneigt und hat damit im Vergleich mit den anderen Planeten die geringste Inklination. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt Uranus etwa 84 Jahre. Bei einer mittleren Bahngeschwindigkeit von 6,81 km/s braucht er rund zwei Stunden, um seinen eigenen Durchmesser zurückzulegen (die Erde braucht etwa sieben Minuten). Uranus rotiert in 17 Stunden 14 Minuten und 24 Sekunden einmal um seine Achse. Wie bei allen Gasplaneten wehen in der Hochatmosphäre starke Winde in Rotationsrichtung. In südlichen Breiten (etwa 60°) bewegt sich die sichtbare Atmosphäre viel schneller und die Rotationsdauer ist dort mit 14 Stunden entsprechend kürzer. Als Besonderheit liegt die Rotationsachse des Planeten annähernd in seiner Bahnebene, er „wälzt“ sich gewissermaßen in ihr voran, wenn die Achse in Richtung Sonne zeigt. Die Achsenneigung gegen das Bahnebenenlot beträgt 97,77°, so dass Uranus rückläufig rotiert. Als Folge dieser Neigung ist nach jedem halben Umlauf einmal die Nordhalbkugel und einmal die Südhalbkugel der Sonne zugewandt. Mit Ausnahme einer schmalen Äquatorregion herrscht dann auf den jeweiligen Halbkugeln ständig Tag bzw. Nacht (vergleichbar mit Polartag und Polarnacht auf der Erde). In der Nähe der Pole kann ein Sonnentag daher bis zu einem halben Uranusjahr dauern. Als Voyager 2 am 24. Januar 1986 an Uranus vorbeiflog, stand die Sonne annähernd über dessen Südpol. 2007 lag sie zur Tag-und-Nacht-Gleichen kurz in seiner Äquatorebene. Die Ursache der starken Achsneigung ist unbekannt. Die verbreitetste Hypothese nimmt eine Kollision mit einem großen Protoplaneten während der Entstehungsphase an. Uranus hat eine für Gasplaneten typisch niedrige Dichte von 1,27 g/cm³. Der Äquatordurchmesser beträgt 51.118 km. Dies entspricht etwa dem vierfachen Erddurchmesser. Aufgrund der relativ schnellen Rotation, verstärkt durch die geringe Dichte, weist Uranus mit einem Poldurchmesser von 49.946 km eine deutliche Abplattung von 1:44 auf. Er ist nach Jupiter und Saturn der drittgrößte Planet des Sonnensystems, jedoch auf Grund seiner geringen Dichte weniger massereich als Neptun. Im Strukturmodell wird Uranus als flüssiger Planet mit einer gasförmigen oberen Schicht oder Atmosphäre betrachtet, die nicht klar nach unten begrenzt ist. Da sich der Druck mit zunehmender Tiefe über den kritischen Punkt erhöht, geht die Gashülle ohne Phasenübergang vom gasförmigen in einen flüssigen Zustand über. Als Oberfläche wurde derjenige Bereich definiert, bei dem der Druck 1 bar groß ist. Die Schwerkraft macht auf der 1-bar-Ebene nur rund 90 % der Erdschwere aus. Obwohl Uranus' Dichte etwas geringer als die des Jupiter ist, hat er anteilmäßig mehr schwerere Elemente (schwerer als Wasserstoff und Helium) als dieser. Würde Uranus aus den gleichen Elementen wie Jupiter bestehen, würde er eine noch viel geringere Dichte aufweisen.
Uranus mit Wolken, Ringen und Monden im nahen Infrarot. Eine Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops von 1998 in Falschfarben-Darstellung. Die Hauptbestandteile der oberen Schichten der Gashülle sind molekularer Wasserstoff mit 82,5 ± 3,3 Vol-%, atomares Helium mit 15,2 ± 3,3 Vol-% und etwa 2,3 Vol-% Methan. Das Massenverhältnis Helium:Wasserstoff ist mit 0,26 sehr nahe dem ursprünglichen Massenverhältnis in der Sonne von 0,27.[6] Als Nebenbestandteil folgt Deuterium mit etwa 148 ppm Volumenanteil. Als Aerosole werden Ammoniakeis, Wassereis, Ammoniumhydrogensulfid und Methaneis diskutiert. Wasserstoff kann (von der Erde aus) im Spektrum des Sonnenlichtes, das durch die planetarischen Wolken gestreut wird, nachgewiesen werden. Das Verhältnis Wasserstoff zu Helium konnte durch die Refraktion (Brechung) von Voyager 2s Radiosignal durch die Atmosphäre bestimmt werden, als die Sonde den Funkschatten des Planeten durchflog. Das Sonnenlicht wird von den oberen Wolkenschichten reflektiert. Diese befinden sich unter einer Schicht aus Methangas. Wenn das reflektierte Licht diese Schicht durchquert, wird durch das Methangas der rötliche Teil des Lichtes absorbiert, während der blaue Anteil ungehindert passieren kann. Dadurch erscheint Uranus blaugrün.
Seine Atmosphäre kann in drei Schichten unterteilt werden: Die Troposphäre in Höhen zwischen −300 und 50 km und Drücken von 100 bis 0,1 bar. Die Stratosphäre befindet sich in Höhen zwischen 50 und 4000 km und die Drücke betragen 0,1 bis 10−10 bar. Die Thermosphäre/Korona erstreckt sich von 4000 km bis zu 50.000 km über der Oberfläche. Es gibt keine Mesosphäre. Die Troposphäre ist der unterste und dichteste Teil der Atmosphäre. Mit steigender Höhe fällt ihre Temperatur ab. Am unteren Ende der Troposphäre, das etwa 300 km unter dem 1-bar-Level liegt, beträgt die Temperatur etwa 320 K. Bis zum oberen Bereich der Troposphäre, der sich in 50 km Höhe befindet, fällt die Temperatur auf etwa 53 K ab. Sie enthält fast die gesamte Masse der Atmosphäre und ist auch für den Großteil der planetarischen Wärmeausstrahlung (ferne Infrarotstrahlung) verantwortlich. Die Wolken bestehen anscheinend aus Partikeln gefrorenen Methans, das als heißes Gas aus tieferen Lagen aufgestiegen und in den äußeren Schichten kondensiert ist. Es wird vermutet, dass Wasser die unteren Wolken bildet, während die oberen Wolken eher aus Methan bestehen. Die Windgeschwindigkeiten betragen bis zu 200 m/s beziehungsweise rund 700 km/h. Die Temperatur beträgt bei 1 bar 76 K (−197 °C), bei 0,1 bar 53 K (−220 °C). Seine Temperatur liegt bei nur 58,1 K (−214 °C), kaum mehr als der entferntere Neptun. Die Strahlungstemperatur ist die Temperatur, welche die Uranusatmosphäre im Bereich von 0,4 bar aufweist. Die niedrigste Temperatur in der Atmosphäre wird bei 70 mbar mit 52 K (-221 °C) gemessen.
Stratosphäre

In der Stratosphäre, der mittleren Schicht der Uranusatmosphäre, erhöht sich im allgemeinen die Temperatur mit der Höhenlage. An der unteren Grenze bei 50 km (bei der Tropopause) sind es noch 53 K, während die Temperatur in 4000 km Höhe (an der Grenze zur Thermosphäre) schon 800 bis 850 K beträgt. Ursache für die Erhitzung der Stratosphäre ist die Absorption von solarer UV- und IR-Strahlung durch Methan und andere Kohlenwasserstoffe, die sich in diesem Teil der Atmosphäre als Ergebnis der Methanphotolyse bilden. Der Wärmetransport von der heißen Thermosphäre könnte ebenfalls dazu wirken. Die Kohlenwasserstoffe besetzen einen relativ engen Bereich in Höhen von 100 bis 280 km. Dabei beträgt der Druck etwa 10 bis 0,1 mbar und die Temperaturen liegen zwischen 75 und 170 K. Ethan und Ethin (Acetylen) neigen dazu, im kälteren unteren Bereich der Stratosphäre und in der Tropopause nebelige Schichten zu formen. Sie könnten teilweise für die detailarme Erscheinung von Uranus verantwortlich sein. Die Konzentration von Kohlenwasserstoffen ist in der Stratosphäre Uranus' oberhalb dieser Nebel wesentlich niedriger als in den Stratosphären der anderen Gasriesen. Dies und die schwache vertikale Durchmischung über der Nebelschicht machen die Stratosphäre Uranus' durchsichtiger und als Ergebnis kälter als die der anderen Gasplaneten. Die äußerste Schicht der Atmosphäre Uranus' ist die Thermosphäre und Korona. Sie weist eine einheitliche Temperatur von 800 bis 850 K auf. Dies ist viel höher als die 420 K in der Thermosphäre des Saturn. Die Wärmequellen hierfür sind nicht bekannt. Weder solares ultraviolettes Licht noch Polarlichtaktivitäten können genug Energie zur Verfügung stellen. Verringerte Wärmeabstrahlung aufgrund des Mangels an Kohlenwasserstoffen in der oberen Stratosphäre könnte zur Aufrechterhaltung der hohen Temperatur beitragen. Zusätzlich zu molekularem Wasserstoff enthalten Thermosphäre und Korona einen großen Anteil an freien Wasserstoffatomen. Deren geringe molekulare Masse könnte zusammen mit den hohen Temperaturen erklären, warum sich die Korona so weit (50.000 km oder zwei Uranusradien) vom Planeten weg ausdehnt. Diese erweiterte Korona ist ein einzigartiges Merkmal von Uranus. Die Korona bremst die kleinen Partikel ab, die Uranus umkreisen. Als Folge dessen sind die Ringe des Uranus sehr staubarm. Die Ionosphäre Uranus entspricht seiner Thermosphäre zusammen mit dem oberen Teil der Stratosphäre.Hauptsächlich weiss man über die Ionen durch Messungen von Voyager 2 Bescheid, sowie durch Infrarot-Emissionen des H3+-Ions, die von erdgebundenen Teleskopen festgestellt wurden. Die Beobachtungen zeigen, dass die Ionosphäre Höhen zwischen 2.000 und 10.000 km besetzt. Sie wird hauptsächlich von der UV-Strahlung der Sonne aufrechterhalten und ihre Dichte hängt von der Sonnenaktivität ab. Die Aktivität der Aurora (Polarlicht) ist nicht so auffällig wie bei Jupiter und Saturn. Die obere Ionosphäre (die Region der Thermosphäre) ist die Quelle der UV-Emission von Uranus, die als „Tagesglühen“ oder „Elektroglühen“ bekannt ist. Diese geht ebenso wie die IR-Strahlung der H3+-Ionen nur von der sonnenbeleuchteten Seite des Planeten aus. Dieses rätselhafte Phänomen, das bei den Thermosphären aller Gasriesen auftritt, wird nun als eine UV-Fluoreszenz von atomarem und molekularem Wasserstoff gedeutet, die von Sonnenstrahlen mit einer möglichen Beteiligung von Photoelektronen angeregt wird. Unter der dichten, gasförmigen Wasserstoff-Methan-Hülle besteht Uranus aus teilweise verflüssigten Gasen, Eis und möglicherweise einem kleinen Gesteinskern. Die Gashülle geht durch Kompression in eine „Kruste“ aus Wasserstoff und Helium über, die etwa 30 % des Planetenradius ausmacht. Die Masse dieser oberen Schicht macht etwa die 0,5- bis 1,5-fache Erdmasse aus. Der etwas dickere Mantel aus Wasser, Methan und Ammoniak hat vermutlich die Konsistenz von Eis und beinhaltet den Großteil von Uranus' Masse. Diese dichte Flüssigkeit, die elektrisch sehr leitfähig ist, wird manchmal auch Wasser-Ammoniak Ozean genannt. Dieser Mantel umschließt einen kleinen, eventuell flüssigen Kern aus Silizium und Eisen mit einer der Erde vergleichbaren Masse. Dieser Aufbau ist mit dem des Neptun vergleichbar, unterscheidet sich aber deutlich von den Riesenplaneten Jupiter und Saturn. Diese haben prozentuell mehr Wasserstoff und weniger Helium (ähnlich wie die Sonne), und ihre Mäntel bestehen großteils aus metallischem Wasserstoff. Die Kerne von Uranus und Neptun ähneln jenen von Jupiter und Saturn, jedoch fehlt die stark komprimierte Hülle aus Wasserstoff. Im Zentrum des Uranus dürfte ein Druck von rund acht Millionen bar bei einer Temperatur von etwa 5000 °C herrschen. Man vermutet, dass Uranus’ Materie relativ gleichmäßig verteilt ist. In Bezug auf interne Wärmequellen ist er eine Ausnahme unter den äußeren Planeten. Es ist aus bisher unerklärlichen Gründen kein Wärmevorrat mehr aus der ursprünglichen Kontraktion und Stofftrennung vorhanden. Eine mögliche Erklärung für das Fehlen der inneren Wärmequelle besteht darin, dass infolge des Einschlags, der seine Rotationsachse kippte, der Großteil der ursprünglichen inneren Hitze verloren ging. Einer andere Theorie zufolge existieren in Uranus' oberen Schichten einige Barrieren, die den Wärmetransport aus dem Inneren behindern. Seine Energiequelle ist lediglich absorbierte Sonnenstrahlung, denn er strahlt im Unterschied zu den anderen Gasplaneten nicht mehr Wärme ab, als er von der Sonne erhält. Uranus 2005 (HST). Ringe, der südliche „Collar“ und eine helle Wolke in der nördlichen Hemisphäre sind sichtbar. Bilder von Voyager 2 zeigten 1986 im sichtbaren Spektrum praktisch keine Oberflächendetails. Man sah kaum Wolkenbänder oder Stürme, wie man sie sonst auf anderen Gasplaneten beobachten kann. Die in Richtung der Rotation schnell wehenden Wolkenbänder waren nur sehr schwach ausgeprägt. Eine mögliche Erklärung für dieses vergleichsweise ruhige Wetter und die unauffälligen Wolkenformationen könnte in Uranus' schwacher innerer Wärmequelle liegen. Während des Vorbeifluges von Voyager 2 stand die Sonne über dem Südpol. Dennoch war Uranus aus unbekannten Gründen am Äquator wärmer als am sonnigen Pol. Daraus hatten die Wissenschaftler errechnet, dass sogar der dunkle Pol etwas wärmer ist als der von der Sonne bestrahlte. Die Temperaturen in der Atmosphäre sind durch diese sehr langsame Abkühlung – und andererseits sehr langsame Erwärmung – erstaunlich ausgeglichen. Die südliche Hemisphäre kann in zwei Regionen aufgeteilt werden: Eine helle Polarkappe und dunklere äquatoriale Bänder. Die Grenze ist etwa bei 45° südlicher Breite. Ein schmales Band, das den Planeten zwischen dem 45ten und 50ten südlichen Breitengrad umspannt, ist das hellste große Merkmal auf der Oberfläche des Planeten. Es wird der südliche „Collar“ genannt. Die Polarkappe und der „Collar“ sind möglicherweise eine dichte Region von Methanwolken. Jedoch konnten am Beginn des 21. Jahrhunderts, als die Region der Polarkappe ins Sichtfeld kam, das Hubble-Weltraumteleskop und das Keck Teleskop auf Hawaii weder einen „Collar“ noch eine Polarkappe in der nördlichen Hemisphäre beobachten. Deshalb erscheint Uranus asymmetrisch: hell in der Nähe des Südpols und einheitlich dunkel in der Region nördlich des südlichen „Collars“.
Der erste auf Uranus beobachtete dunkle Fleck. In den letzten Jahren nähert sich Uranus seinem Äquinoktium und damit wird die Nordhalbkugel zunehmend beleuchtet. Als Folge dieser erhöhten Sonneneinstrahlung zeigen neuere Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops viel stärker ausgebildete Bänder und erhöhte Wetteraktivität in der nördlichen Hemisphäre. Demnach herrschen in der Atmosphäre des Gasplaneten, trotz seiner großen Entfernung von der Sonne, ausgeprägte Jahreszeiten. Er empfängt nur ein Vierhundertstel der Sonnenwärme, die die Erde empfängt. Die Sonne erscheint von ihm aus nur als eine winzige Scheibe. Dennoch strahlt sie immer noch 1100 mal heller als der Vollmond von der Erde aus erscheint. Bilder des Keck-Observatoriums zeigten im Jahr 2004, dass sich Wirbelstürme teilweise über viele Monate lang halten. In der nördlichen Hemisphäre entdeckten die Forscher eine rund 29.000 km lange Wolkenformation. Dies war die größte bislang beobachtete Wolkenstruktur. Sie hatte sich jedoch schon einen Monat später wieder aufgelöst. Langlebiger zeigte sich ein großer Sturm in der südlichen Hemisphäre, der sich schon seit mehreren Jahren aus unbekannten Gründen über fünf Breitengrade hinweg auf und ab bewegte.

Planet Neptun:
Neptun ist der äusserste der großen Gasplaneten unseres Sonnensystems und umläuft die Sonne auf einer nahezu kreisförmigen Bahn. Bis auf sein Rotationsverhalten und das Fehlen einer Ringstruktur, kann man Neptun, was Grösse, Masse, Aufbau und Aussehen betrifft, als den Zwillingsbruder des Uranus bezeichnen. Die Atmosphäre besteht grösstenteils aus Wasserstoff (80%), Helium (19%), Methan (1%), sowie geringe Spuren von Deuterium und Ethan. Methan absorbiert bervorzugt die roten Anteile im sichtbaren Spektrums des Lichts und lässt den Planeten dadurch bläulichgrün erscheinen.
Im Innern hat Neptun vermutlich einen felsigen, heißen Kern, der mit einer dicken Eisschicht umgeben ist.
Der Neptun - Meeresgott oder Planet?

Der Planet Neptun ist nach dem römischen Meeresgott Neptun (griechisch: Poseidon) benannt. Er ist der achte Planet unseres Sonnensystems.
Seine Entfernung zur Sonne beträgt ca. 4,5 Milliarden km und zur Erde ca. 4.700 Mio. km. Daher ist es schwer, ihn mit blossem Auge ausfindig zu machen. Um Neptun zu sehen, benötigt man ein Teleskop. Sein Durchmesser beträgt 49.532 km und ist damit der viertgrösste Planet unseres Sonnensystems. Der Neptun braucht 165 Jahre und 5 Monate, um die Sonne einmal zu umkreisen. Ein Tag auf dem Neptun sind 18 Stunden und 12 Minuten. Man nimmt an, das der Planet einen festen Kern aus Gestein und Metall hat. Der Kern hat eine Temperatur von ca. 7.000 °C und ist nicht grösser als die Erde. Der Kern ist von einer weichen Masse aus Fels, Wasser, Ammoniak und Methan umgeben. Die Atmosphäre besteht aus 83% Wasserstoff, 15% Helium und 2% Methan (Erdgas). Durch das Methan erhält der Planet seine blaue Farbe. Der Neptun ist einer der kältesten und stürmischsten Planeten, mit einer Temperatur von ca. –220 °C und Windgeschwindigkeiten bis zu 2.000 km/h. Das Magnetfeld des Neptuns hat zwei Nord- und Südpole.
Schon Galileo Galilei hatte im Dezember 1612 Neptun gesehen. Er hielt ihn aber nicht für einen Planeten, sondern für einen Jupitermond oder Stern. Der Planet wurde 1846 vom Direktor der Berliner Sternwarte, Johann Gottfried Galle und seinem Assistenten Heinrich Louis d´Arrest entdeckt. 17 Tage später entdeckte man Triton mit 2.705 km Durchmesser, den ersten und grössten von 13 Monden. Als zweiter Mond wurde Nareid mit 340 km Durchmesser entdeckt. 1989 entdeckte die Weltraumsonde Voyager 2 sechs weitere Monde.

Proteus mit 418 km Durchmesser,
Larissa mit 193 km Durchmesser,
Galatea mit 158 km Durchmesser,
Despina mit 148 km Durchmesser,
Thalassa mit 80 km Durchmesser und
Naidad mit 58 km Durchmesser

2004 wurden fünf Monde ohne Namen entdeckt.
Der Neptun hat ein schwach ausgeprägtes Ringsystem aus neun Ringen. Woraus sie bestehen und wie sie entstanden sind, ist heute noch unbekannt. Die NASA (National Aeronautics and Space Administration) plant eine neue Neptun-Raumsonde zu starten. Sie soll in einer Umlaufbahn um den Neptun kreisen und den Planeten erforschen. Die Vorbereitungen dazu benötigen aber noch 20 bis 30 Jahre.

Planet Pluto:
Pluto umkreist die Sonne (üblicherweise) außerhalb der Bahn von Neptun. Er ist viel kleiner als alle Planeten und ist nun als „Zwergplanet“ klassifiziert. Pluto ist kleiner als sieben der Monde im Sonnensystem (der Mond, Io, Europa, Ganymed, Kallisto, Titan und Triton).
Umlaufbahn: 5.913.520.000 km (39,5 AE) von der Sonne entfernt (durchschnittlich)
Durchmesser: 2274 km
Masse: 1,27·1022 kg
In der römischen Mythologie ist Pluto (griechisch: Hades) der Gott der Unterwelt. Der Zwergplanet erhielt seinen Namen wahrscheinlich, weil er so weit von der Sonne entfernt ist, dass er in ständiger Dunkelheit liegt, und vielleicht auch deshalb, weil “PL“ die Initialen von Percival Lowell sind. Pluto wurde 1930 durch einen glücklichen Zufall entdeckt. Berechnungen, die sich später als falsch herausstellten, hatten einen Planeten hinter Neptun vorhergesagt, auf Grundlage der Bewegungen von Uranus und Neptun. Ohne Kenntnis des Fehlers machte Clyde W.Tombaugh am Lowell Observatorium in Arizona eine sehr gründliche Suche am Himmel, die Pluto irgendwie hervorbrachte. Nach der Entdeckung von Pluto wurde schnell herausgefunden, daß er zu klein war, um die Diskrepanzen in den Umlaufbahnen der anderen Planeten zu verursachen. Die Suche nach Planet X hielt an, aber es wurde nichts gefunden. Es ist unwahrscheinlich, dass er jemals gefunden wird: Die Diskrepanzen verschwinden, wenn man die Masse bei den Berechnungen verwendet, die Voyager 2 bei seiner Begegnung bestimmt hat. Es gibt keinen Planet X. Das heißt aber nicht, dass da nicht noch andere Objekte sind, allerdings gibt es kein relativ grosses und nahes, wie Planet X es hätte sein sollen. Tatsächlich wissen wir heute, dass es eine große Anzahl kleiner Objekte im Kuipergürtel ausserhalb der Neptunbahn gibt, manche grob von der Grösse Plutos. Pluto wurde niemals von einer Sonde besucht. Sogar das Hubble Space Telescope lässt lediglich die grössten Merkmale an der Oberfläche erkennen. Eine Mission namens New Horizons startete erfolgreich im Januar 2006. Wenn alles gut geht, sollte sie Pluto 2015 erreichen. Glücklicherweise hat Pluto einen Satelliten, Charon. Mit sehr viel Glück wurde Charon (1978) gerade noch entdeckt, bevor sich die Ebene der Umlaufbahn mit ihrer Kante zum inneren Sonnensystem gerichtet drehte. Es war daher möglich, viele Transits von Pluto über Charon und umgekehrt zu beobachten. Durch sorgfältige Berechnungen, welche Flächen welchen Körpers zu einer bestimmten Zeit vom jeweils anderen verdeckt werden, und durch Überwachung der Helligkeitskurven konnten die Astronomen grobe Karten über helle und dunkle Gebiete auf beiden Körpern erstellen.
Ende 2005 entdeckte ein Team, das mit dem Hubble Space Telescope arbeitete, zwei weitere, winzige Monde. Nach den Bezeichnungen S/2005 P1 und S/2005 P2 sind sie nun unter den Namen Nix und Hydra bekannt. Die Durchmesser der beiden betragen schätzungsweise zwischen 60 und 200 Kilometer. Plutos Radius ist nicht genau bekannt. JPLsWert ist mit 1.137 bei einem möglichen Fehler von ±8, fast einem Prozent Abweichung, angegeben. Obwohl die Summe der Massen von Pluto und Charon sehr genau bekannt ist (sie kann durch sorgfältige Messungen von der Umlaufdauer und dem Radius der Umlaufbahn des Charon sowie Keplers Drittem Gesetz bestimmt werden), sind die einzelnen Massen von Pluto und Charon sehr schwer zu bestimmen, weil dies vorher eine genaue Bestimmung ihrer gegenseitigen Bewegungen um den Mittelpunkt des Systems voraussetzt, was wiederum von feineren Messungen abhängt – sie sind so klein und so weit entfernt, dass sogar HST damit Schwierigkeiten hat. Das Verhältnis ihrer Massen liegt wahrscheinlich zwischen 0,084 und 0,157; weitere Beobachtungen werden weiterhin gemacht, aber uns werden keine tatsächlich genauen Daten zur Verfügung stehen, solange kein Raumfahrzeug dorthin geschickt wird. Pluto ist der zweitkontrastreichste Körper im Sonnensystem (nach Lapetus). Kürzlich gab es einige Kontroversen über die Klassifikation von Pluto. Kurz nach seiner Entdeckung wurde er als neunter Planet klassifiziert, was 75 Jahre lang auch so blieb. Aber am 24. August 2006 beschloß die IAU eine neue Definition des Begriffs “Planet“, die Pluto ausdrücklich nicht mit einschloß. Pluto wird heute als “Zwergplanet“ klassifiziert, was eine andere Klasse als die der Planeten ist. Während dies zunächst heftigen Streit auslöste, so bleibt doch die Hoffnung, dass die leere Debatte über den Planetenstatus von Pluto jetzt beendet ist und man sich mehr mit den physikalischen und historischen Aspekten beschäftigen kann. Pluto erhielt die Nummer 134340 im Kleinplaneten-Katalog. Plutos Umlaufbahn ist hochgradig exzentrisch. Zeitweise ist Pluto der Sonne näher als Neptun (dem war so ab Januar 1979 und es blieb so bis zum 11. Februar 1999). Pluto rotiert in Gegenrichtung der meisten Planeten. Pluto ist in einer 3:2 Kopplung mit Neptun eingeschlossen; d.h. Plutos Umlaufdauer ist exakt anderthalb mal so lang wie die des Neptun. Die Neigung seiner Umlaufbahn ist ebenfalls viel grösser als die der Planeten. So kreuzt sich Plutos Umlaufbahn gar nicht mit der des Neptun, obwohl es so aussieht, und sie werden niemals kollidieren. Wie bei Uranus ist auch Plutos Äquator fast im rechten Winkel zur Umlaufebene geneigt.
Die Oberflächentemperatur auf Pluto schwankt zwischen -235 und -210 °C (38 bis 63 °K). “Wärmere“ Gegenden stimmen grob mit den Gegenden überein, die in optischen Wellenlängen dunkel erscheinen. Plutos Zusammensetzung ist unbekannt, aber seine Dichte (ungefähr 2 Gramm pro Kubikzentimeter) weist darauf hin, daß er wahrscheinlich wie Triton aus einem Gemisch aus 70% Felsen und 30% Wasser-Eis besteht. Die hellen Flächen an der Oberfläche scheinen mit gefrorenem Stickstoff mit Anteilen Methans und Ethans sowie Kohlenmonoxids bedeckt zu sein. Die Zusammensetzung der dunklen Flächen ist unbekannt, könnte aber auf ursprüngliches organisches Material oder photochemische Reaktionen, die von kosmischen Strahlen hervorgerufen werden, zurückzuführen sein. Es ist wenig über Plutos Atmosphäre bekannt, aber sie besteht wahrscheinlich hauptsächlich aus Stickstoff mit etwas Kohlenmonoxid und Methan. Sie ist extrem dünn, so dass der Luftdruck bei wenigen Mikrobar liegt. Es könnte sein, dass Plutos Atmosphäre nur dann gasförmig ist, wenn Pluto sich in der Nähe seines Perihels befindet; während des Grossteils des langen Plutojahres sind die atmosphärischen Gase zu Eis gefroren. In der Nähe des Perihel ist es sehr wahrscheinlich, dass ein Teil der Atmosphäre in den Weltraum entweicht, vielleicht sogar nach Wechselwirkungen mit Charon. Die Missionsplaner der NASA wollen Pluto zu einem Zeitpunkt erreichen, zu dem Plutos Atmosphäre nicht gefroren ist.
Die ungewöhnliche Natur der Umlaufbahnen von Pluto und von Triton sowie die Ähnlichkeiten bei den meisten Eigenschaften der beiden legen nahe, dass es auch eine geschichtliche Verbindung zwischen den beiden gibt. Früher dachte man, dass Pluto vormals ein Satellit des Neptun war, aber das scheint heute eher unwahrscheinlich zu sein. Eine beliebtere Vorstellung besagt, dass Triton, wie Pluto, einmal auf einer eigenen, unabhängigen Umlaufbahn um die Sonne kreiste und später von Neptun eingefangen wurde. Vielleicht sind Triton, Pluto und Charon auch nur Mitglieder einer grossen Klasse von Objekten, deren Rest als Oortwolke ausgeworfen wurde. Wie der Mond der Erde könnte auch Charon das Ergebnis einer Kollision zwischen Pluto und einem anderen Körper sein.
Pluto kann mit einem Amateurteleskop gesehen werden, aber das ist nicht leicht. Die augenblickliche Position von Pluto (und die der Planeten) am Himmel ist mit sorgfältiger Beobachtung über mehrere Tage hinweg nötig, um ihn zuverlässig zu finden.
Charon ist Plutos größter Satellit:

Umlaufbahn: 19.640 km von Pluto entfernt
Durchmesser: 1212 km
Masse: 1.90·1021 kg
Charon wurde nach der mythologischen Figur benannt, die die Toten über den Styx (sowie den Acheron und den Kokytus) in den Hades (die Unterwelt) übersetzt.
(Obwohl Charon offiziell nach dieser mythologischen Figur benannt wurde, benannte ihn sein Entdecker zu Ehren seiner Frau Charlene. Deshalb sprechen ihn die, die davon wissen, vorne mit „Sch“ aus). Charon wurde 1978 von Jim Christy entdeckt. Vorher hielt man Pluto für grösser, nachdem auf Bildern Charon und Pluto zusammenhängend abgebildet wurden. Charon ist darin ungewöhnlich, dass er im Hinblick auf seinen Zwergplaneten der grösste Mond im Sonnensystem ist (eine Auszeichnung, die einmal der Mond der Erde innehatte). Manche halten Pluto/Charon eher für einen Doppelplaneten als für Zwergplanet und Mond. Charons Radius ist nicht genau bekannt. JPLsWert von 586 hat eine Fehlerquote von ±13, mehr als zwei Prozent. Seine Masse und Dichte sind ebenfalls kaum bekannt. Pluto und Charon sind insofern einzigartig, dass nicht nur Charon synchron rotiert, sondern auch Pluto: beide wenden sich ständig die selbe Seite zu (dies macht die Phasen von Charon, von Pluto aus gesehen, sehr interessant). Charons Zusammensetzung ist unbekannt, aber seine geringe Dichte (ungefähr 2 Gramm pro Kubikzentimeter) deutet an, dass er den eisigen Saturnmonden sehr ähnlich ist. Seine Oberfläche scheint mit gefrorenem Wasser-Eis bedeckt zu sein. Damit unterschiedet sich Charon interessanterweise von Pluto. Im Gegensatz zu Pluto scheint Charon keine großen Helligkeitsmerkmale zu haben, obwohl er kleinere aufweisen könnte, die noch nicht erschlossen wurden.
Man glaubt, dass Charon durch einen gigantischen Einschlag geformt wurde, so ähnlich, wie das auch beim Mond der Erde der Fall war. Es ist zweifelhaft, ob Charon eine erkennbare Atmosphäre besitzt.

Entfernung zur Sonne Durchmesser in km
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MERKUR 57 900 000 4 840

VENUS 108 200 000 12 1 04

ERDE 149 600 000 12 756

MARS 227 900 000 6 794

JUPITER 778 000 000 1 42 790

SATURN 1 427 000 000 1 20 000

URANUS 2 870 000 000 50 800

NEPTUN 4 496 000 000 48 600

PLUTO 5 940 000 000 3 000

Impressum

Texte: UNIVERSUM einschliesslich ihrer Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwendung ist ohne Zustimmung des Jung-Autors unzulässig. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen sowie die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Copyright by Aaron Moritz Roedel Cover und Fotos: Aaron Roedel
Tag der Veröffentlichung: 28.06.2009

Widmung:
Das Weltall ist wundervoll. Es gibt Augenblicke, da möchte man abheben. Aber dann geschieht etwas Schwereloses und wir glauben im Universum zu sein.

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