Das Sonnensystem im Maßstab


Bildcredit und Bildrechte: Wylie Overstreet und Alex Gorosh

Möchtet ihr ein maßstabsgetreues Modell des Sonnensystems? Als Modell für die Erde passt eine 1,4 Zentimeter große blaue Murmel. Weil die Sonne 109 Erddurchmesser hat, könnte ein 1,5 Meter großer Ballon die Sonne darstellen.

Doch die Entfernung zwischen Erde und Sonne beträgt 150 Millionen Kilometer. Das wären im gleichen Maßstab fast 180 Meter. Also passt das ganze Projekt mitsamt den Bahnen der äußeren Planeten vielleicht nicht in euren Hof. Eventuell findet sich genug Platz in einem trockenen Seebett. Dieses Video zeigt eine inspirierende Reise durch das maßstabsgetreue Sonnensystem.

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Die Kepler-Planetenmaschine IV


Videocredit und -rechte: Ethan Kruse (Universität von Washington)

Die Mission Kepler sucht nach Exoplaneten. Sie fand viele Kandidaten und bestätigte Systeme mit mehreren Planeten. Die Gesamtzahl beläuft sich auf 1705 Welten, die um 685 ferne Sterne kreisen. All diese Bahnen von Exoplaneten wurden im gleichen Maßstab abgebildet, auch ihre relativen Bahnbewegungen sind hier gezeigt. Das Gesamtbild nennt man die Kepler-Planetenmaschine IV.

Damit man auch die Planeten sieht, sind ihre Größen nicht maßstabsgetreu abgebildet. Die Planetenbahnen im Sonnensystem sind als strichlierte Linien hinterlegt. Das veranschaulicht den Maßstab im animierten Video. Kepler entdeckt Exoplaneten durch Planetentransite. Dazu sucht man nach leichten Abschwächungen des Lichts. Sie entstehen, wenn der Planet vor seinem Stern vorbeizieht.

Das Zeitraffervideo zeigt die Bahnen aller Systeme mit mehreren Planeten, die Kepler entdeckte. Sie sind so ausgerichtet, dass die Transite, bei denen man sie entdeckte, auf der Drei-Uhr-Position liegen. Die Bewegungen erinnern an einen Tanz der Derwische. Sie zeigen den starken Unterschied zwischen den meisten Systemen der Kepler-Exoplaneten und unserem System.

Plant ihr eine interstellare Reise? Prüft zuerst die Größenordnung links oben. Der Farbcode zeigt die mittlere Temperatur auf der Oberfläche der Planeten. Sie wurde anhand der Größen der Bahnen und der Heimatsterne geschätzt.

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Zehn Hoch

Videocredit und -rechte: Charles und Ray Eames (Eames Office)

Wie unterscheidet sich das Universum im kleinen, mittleren und großen Maßstab? Der Film „Zehn Hoch“ aus den 1960er-Jahren war der berühmteste Wissenschafts-Kurzfilm seiner Zeit. Er zeigt atemberaubende Vergleiche. Inzwischen wurde er offiziell auf YouTube veröffentlicht. Er ist oben verlinkt. Klickt auf den Pfeil, dann beginnt der neun Minuten lange Kurzfilm.

Ausgehend von einer Picknickdecke in der Nähe von Chicago zoomt Film auswärts. Er zieht am Virgo-Galaxienhaufen vorbei. Alle zehn Sekunden erscheint ein Quadrat, dessen Seiten zehnmal länger sind als die vorigen. Dann läuft das Video in die andere Richtung. Es zoomt alle zwei Sekunden um den Faktor zehn zurück und endet bei einem einzelnen Proton.

Der Ablauf von „Zehn Hoch“ basiert auf dem Buch „Cosmic View“ von Kees Boeke aus dem Jahr 1957. Ebenfalls Ende der 1960er-Jahre entstand der ähnliche, aber großteils animierte Film „Cosmic Zoom„.

Die veränderliche Perspektive ist spannend und informativ. Abschnitte des Films wurden mit moderner Computertechnik neu erstellt. Dazu gehören die ersten Minuten des Films „Contact“ oder das kurze Digitalvideo „The Known Universe„. Es wurde 2010 für das Amerikanische Naturkundemuseum erstellt. Die Produzenten des Films waren Ray und ihr Ehemann Charles Eames. Sie waren ziemlich visionär und erfanden auch einen berühmten Sessel.

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Spiel: Super Planet Crash

Link zum Spiel: stefanom.org

Spielrechte und BY-NC-ND CC Lizenz: Stefano Meschiari (U. Texas in Austin) und das SAVE/Point-Team

Könnt ihr ein Planetensystem bilden, das 500 Jahre bestehen bleibt? Dieses Spiel Super Planet Crash macht es möglich, das zu probieren. Klickt einfach in der Nähe des Zentralsterns, dann könnt ihr bis zu zehn Planeten einfügen. Links wählt ihr – nach Masse sortiert – die Art der Planeten: Erde, Supererde, Eisriese, Gasplanet, Brauner Zwerg oder Zwergstern.

Jeder Planet wird nicht nur von der Gravitation des sonnenähnlichen Zentralsterns angezogen, sondern auch von den anderen Planeten. Ihr bekommt Punkte und Boni für dichtere und bewohnbare Systeme. Das Spiel endet nach 500 Jahren oder wenn ein Planet durch Gravitation hinausgeschleudert wird.

In den letzten Jahren wurden viele Exoplanetensysteme entdeckt. Super Planet Crash zeigt, warum manche stabil bleiben. Wenn ihr einige Male Super Planet Crash gespielt habt, könnt ihr euch vielleicht vorstellen, dass unser Sonnensystem nach seiner Entstehung möglicherweise Planeten verloren hat.

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Die Menschheit erforscht das Sonnensystem

Die Grafik zeigt detailreich aktuelle interplanetare Raumsonden der Menschheit und listet unten geplante Weltraummissionen.

Illustrationscredit und Lizenz: Olaf Frohn (The Planetary Society)

Mit welchen Raumsonden erforschen Menschen das Sonnensystem? Derzeit gibt es bei jedem inneren Planeten mindestens eine Robotersonde. Mehrere weitere beobachten unsere Sonne. Manche kartieren den Erdmond. Einige jagen Asteroiden und Kometen. Eine Sonde umrundet Saturn. Mehrere Missionen steuern sogar hinaus in die Tiefen des Alls.

Diese Illustration zeigt mehr Details. Das innere Sonnensystem ist rechts oben, das äußere Sonnensystem ist links unten abgebildet. Angesichts dieser Armada bleibt diese Epoche vielleicht als die Zeit in Erinnerung, in der die Menschheit erstmals ihr eigenes Sternsystem untersuchte.

Manchmal bilden weit voneinander entfernte Raumsonden ein interplanetares Netzwerk. So ermitteln sie die Richtung ferner Explosionen, indem sie feststellen, zu welchem Zeitpunkt einzelne Sonden energiereiche Photonen detektieren.

Künftige Meilensteine an Raumsonden sind in der Grafik unten gelistet. Dazu gehört die Ankunft von Dawn bei Ceres, dem größten Objekt im Asteroidengürtel, sowie die Ankunft von New Horizons bei Pluto. Beide finden 2015 statt.

Hinweis: APOD wird übersetzt

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Porträt des Sonnensystems

Das Bildmosaik entstand aus 60 Einzelbildern der Weitwinkelkamera der Raumsonde Voyager 1. Es zeigt die Planeten Venus, Erde, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Merkur und Mars konnten nicht abgebildet werden, auch Plutos Position wird nicht gezeigt.

Bildcredit: Voyager-Projekt, NASA

An einem anderen Valentinstag, am 14. Februar 1990, blickte die sechs Milliarden Kilometer von der Sonne entfernte Raumsonde Voyager 1 zurück und fotografierte dieses erste Familienporträt unseres Sonnensystems der Geschichte. Das ganze Porträt ist ein Mosaik aus 60 Bildern. Sie wurden an einem Aussichtspunkt fotografiert, der 32 Grad über der Ekliptik lag.

Die Bilder stammen von Voyagers Weitwinkelkamera und zeigen links das innere Sonnensystem bis hinüber zum Gasriesen Neptun auf der rechten Seite. Er war damals der äußerste Planet des Sonnensystems.

Die Positionen von Venus, Erde, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun sind mit Buchstaben markiert. Die Sonne ist der helle Punkt etwa in der Mitte des Bogens aus Einzelbildern. Die eingefügten Bildfelder für jeden Planeten stammen von Voyagers Teleobjektiv-Kamera.

Der Merkur ist auf diesem Porträt unsichtbar. Er stand für ein Foto zu nahe an der Sonne. Auch Mars ist nicht abgebildet. Er war hinter dem Sonnenlicht versteckt, das von der Kameraoptik gestreut wurde. Die Position des kleinen, blassen Pluto ist nicht gezeigt.

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Makemake im äußeren Sonnensystem

Diese Illustration zeigt die Vorstellung eines Künstlers von der Oberfläche des Zwergplaneten Makemake, der die Sonne außerhalb der Plutobahn umkreist.

Illustrationscredit: Europäische Südsternwarte ESO / L. Calçada / Nick Risinger (skysurvey.org)

Makemake ist eines der größten Objekte, die wir im äußeren Sonnensystem kennen. Der Name des Kuipergürtelobjekts wird [ˈmakeˈmake] ausgesprochen. Makemake ist etwa ein Drittel kleiner als Pluto. Er umkreist die Sonne ein wenig außerhalb der Plutobahn und erscheint etwas blasser als Pluto.

Die Bahn von Makemake ist viel stärker zur Ekliptik geneigt als die von Pluto. Die Ekliptik ist die Ebene, in der alle Planeten kreisen. Der Himmelskörper im äußeren Sonnensystem wurde 2005 von einem Team unter der Leitung von Mike Brown (Caltech) entdeckt und wurde offiziell Makemake benannt. In der Mythologie der Rapa Nui auf den Osterinseln ist Makemake der Schöpfer der Menschheit.

2008 wurde Makemake als Zwergplanet in der Subkategorie Plutoid klassifiziert. Damit ist er der dritte Plutoid nach Pluto und Eris. Die Welt von Makemake erscheint leicht rötlich. Die Farben lassen vermuten, dass die Oberfläche wahrscheinlich stellenweise mit gefrorenem Methan bedeckt ist.

Es gibt noch keine Bilder von Makemakes Oberfläche. Oben ist eine künstlerische Illustration der fernen Welt abgebildet. Kürzlich wurde ein ferner Stern von Makemake bedeckt. Genaue Beobachtungen des Helligkeitsabfalls bei der Bedeckung lassen den Schluss zu, dass der Zwergplanet eine dünne Atmosphäre besitzt.

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Unsere Geschichte in einer Minute

Videocredit und -rechte: MelodySheep, Symphony of Science, John Boswell; Musikrechte: Our Story

Könnt ihr die Geschichte der Menschheit in einer Minute erzählen? Dieses spannende Video versucht das. Es fügt kleine, vielsagender Schnipsel zusammen und untermalt sie mit Musik.

Das Video zeigt eine künstlerische Animation des Urknalls. Dann folgt eine Reise durch das frühe Universum. Die Entstehung von Erde und Mond und die Genese vielzelliger Lebewesen und Pflanzen ist der nächste Schritt. Der Aufstieg der Reptilien und Dinosaurier endet mit einem verheerenden Meteoriteneinschlag. Er ermöglichte den Aufstieg von Säugetieren und Menschen und schließlich einer modernen Zivilisation.

Der Minutenfilm endet mit dem Flug über einen Wolkenkratzer und einem Menschen, der auf dem Gipfel eines schneebedeckten Berges steht. Die Animation ist das neueste Werk des Symphony-of-Science-Projekts.

Galerie der totalen Sonnenfinsternis
Kennt ihr den Wolkenkratzer bei 1:18 und den schneebedeckten Berg bei 1:25?

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