Unser Nachthimmel faszinierte schon unsere Vorfahren in der Antike. Selbst die ältesten Zivilisationen schauten gebannt gen Himmel und rätselten, welch seltsame Lichter und Spektakel sich weit oben über uns abspielten.

Unzählige Versuche, diese kosmischen Mysterien zu lüften, führte die Gelehrten schließlich zu der Begründung der Astronomie. Die alten Griechen bemerkten bereits, dass einige der hellen Punkte an unserem Nachthimmel sich stetig bewegten, während andere ewig stillzustehen schienen. Diese wandernden Punkte wurden schließlich Planeten genannt – abgeleitet vom griechischen Planetes („Wanderer“) – und mit der Zeit wurden ihnen sogar Namen von römischen und griechischen Gottheiten verliehen. Über ihre wahre Natur war den damaligen Gelehrten jedoch nichts bekannt.

Heute, im digitalen Zeitalter, haben wir unser Sonnensystem bereits recht gut erforscht und haben sogar weit entlegene Winkel mit Hilfe unbemannter Sonden besucht. Wir wissen heute, dass die Planeten in Wirklichkeit riesige Gesteins- und Gaskugeln sind, die ihre Bahnen um die Sonne ziehen – und auch, dass einer dieser Planeten, die Erde, unsere Heimat ist. Doch noch immer gibt das Sonnensystem uns selbst heute viele Rätsel auf, auf die die astronomische Gemeinschaft nicht die geringste Antwort hat. Wie alt sind die Ringe des Saturn? Ist der Uranus ein eingefangener Planet? Gibt es den Planeten X? Und existiert die riesige Oortsche Wolke tatsächlich in den weit entfernten Außenbezirken unseres Sonnensystems?

Die Sonne – unser Wärmespender

Bis in das Mittelalter hinein herrschte das allgemein akzeptierte geozentrische Weltbild, in dem die Erde im Mittelpunkt stand und sich alles – inklusive der Sonne – um die Erde drehte. Abgelöst wurde dieses durch das heliozentrische Weltbild, in dem nun die Sonne im Mittelpunkt allen Seins stand – ein zwar etwas korrekteres Weltbild, das aber dennoch die Realität falsch widerspiegelt.

Nach einiger Zeit setzte sich die Erkenntnis durch, dass die anderen Sterne vermutlich ebenfalls sonnenartige Gebilde sein mussten, jedoch wusste man weder ihre genaue Entfernung, noch ihre Größe oder Zusammensetzung. Eine einigermaßen korrekte Abstandsschätzung zur Sonne gelang erst nach den Venustransits 1761 und 1769 und die erste erfolgreiche Abstandsmessung zu einem anderen Stern gelang erst im 19. Jahrhundert.

Später entwickelte Spektralanalysen (ebenfalls im 19. Jahrhundert) gaben langsam Aufschluss über die Zusammensetzung unserer Sonne: Sie besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium.

Im Inneren der Sonne – ebenso wie im Inneren eines jeden anderen Sterns – laufen Kernfusionsprozesse ab. Bei Sternen, die massereicher sind als unsere Sonne, laufen sie sogar noch wesentlich schneller ab. Derzeit verbrennt die Sonne ihren Wasserstoffvorrat, der dann zu Helium fusioniert.

Nach etwas mehr als 5 Milliarden Jahren wird die Sonne ihren Wasserstoffvorrat fast gänzlich aufgebraucht haben und sich in Folge dessen zu einem gewaltigen Roten Riesen aufblähen – spätestens zu diesem Zeitpunkt wird auf der Erde kein Leben mehr möglich sein.

Heute sind die Sonnendaten und ihre – recht komplexen – Prozesse unter ihrer Oberfläche bekannt und verhältnismäßig gut studiert. Unsere mittlere Entfernung zur Sonne beträgt etwa 149.600.000 km (auch bekannt unter der Abkürzung AE – Astronomische Einheit), ihr Durchmesser etwa 1.392.000 km. Sie besitzt eine Oberflächentemperatur von ca. 5.500°C und weist insbesondere häufig Sonnenflecken auf – das sind kühlere Regionen, die auf eine stärkere magnetische Aktivität hinweisen (Abb. 1).

Die inneren Gesteinsplaneten

Unser Sonnensystem beherbergt acht Planeten, von denen die vier inneren Planeten kleinere Gesteinsplaneten sind – einer davon ist unsere Erde.

Der innerste Planet ist der Planet Merkur, der kleinste aller Planeten mit einem Durchmesser von etwa 4.880 km (Abb. 2).

Er ist damit nur ein wenig größer als unser Mond, der einen Durchmesser von etwa 3.474 km besitzt.

Merkur ist ein äußerst heißer Planet, denn durch seine große Nähe zur Sonne (mittlerer Abstand: ca. 58 Millionen km) erwärmt sich seine Tagseite bis zu einer Temperatur von etwa 430°C. Da der Merkur nur eine äußerst dünne Atmosphäre besitzt, wird die am Tag gesammelte Wärme kaum gespeichert, wodurch die Temperatur auf der Nachtseite bis auf -170°C fallen kann.

In den letzten Jahren wurde – unter anderem dank der Messenger-Sonde – überraschend festgestellt, dass der Merkur einen ungewöhnlich großen Eisenkern besitzt, der etwa 70% der Gesamtmasse des Planeten ausmacht. Dieser Kern ist wahrscheinlich flüssig und erzeugt ein Magnetfeld. Dieser Fund untermauert die Hypothese, dass der Merkur einst ein Mond von der Venus gewesen sein könnte, und eine kosmische Kollision seine äußeren Schichten hinweggeschmettert und ihn von seiner Bahn um die Venus geworfen hat.

Der nächste Planet nach Merkur ist die Venus. Mit einem Durchmesser von etwa 12.104 km ist sie knapp erdgroß (Abb. 3). Allerdings besitzt die Venus eine derart dichte Atmosphäre, dass auf ihrer Oberfläche noch größere Temperaturen herrschen als auf dem Merkur – trotz größerem Abstand zur Sonne. Die mittlere Temperatur auf ihrer Oberfläche beträgt über 460°C. Auch herrscht auf ihrer Oberfläche ein unglaublich hoher Druck. Er liegt über dem 90-fachen Wert des Luftdrucks, der auf der Erdoberfläche herrscht.

Die Venus umkreist die Sonne in einem mittleren Abstand von etwa 108 Mio. km. Ihre Bahn besitzt unter allen Planeten des Sonnensystems die kleinste Exzentrizität (0,0068). Während ihres Umlaufs um die Sonne rotiert sie, im Gegensatz zu fast allen anderen Planeten, retrograd.

Der dritte Gesteinsplanet ist unsere eigene Erde, die die Sonne in einem mittleren Abstand von etwa 149,6 Mio. km umkreist (Abb. 4).

Die Erde ist nur ein wenig größer als die Venus und hat einen Durchmesser von etwa 12.756 km. Sie ist der bislang einzige uns bekannte Planet, auf dem Leben existiert.

Der Mars bildet den vierten Gesteinsplaneten und umkreist die Sonne auf einer deutlich elliptischen Umlaufbahn in einem mittleren Abstand von etwa 228 Mio. km (Abb. 5).

Er ist im Durchmesser nur etwas mehr als halb so groß wie unsere Erde und besitzt eine äußerst dünne Atmosphäre, was seine recht kühlen Oberflächentemperaturen erklärt (im Mittel etwa -63°C).

Weil der Marsboden aus eisenhaltigem Staub und Gestein besteht, färbt er sich in Folge von Oxidation (Rosten) in eine rötliche Farbe.

Der Mars besitzt zwei sehr kleine Monde, die eher an Asteroiden als an „richtige“ Monde erinnern: Phobos (27 km im Durchmesser) und Deimos (15 km im Durchmesser).

Die Gasriesen

Hinter den Gesteinsplaneten ziehen vier große Gasplaneten ihre Bahnen um die Sonne. Der nächste nach Mars – und zugleich der größte – ist der Planet Jupiter (Abb. 6).

Er besitzt einen Durchmesser von etwa 139.820 km, also etwa den elffachen Erddurchmesser, und hat die 318-fache Erdmasse. Damit besitzt er etwa die 2,7-fache Masse aller anderen verbleibenden Planeten. Seinen Namen „Gasplanet“ trägt Jupiter deshalb, weil er sich hauptsächlich aus Wasserstoff (75%) und Helium (24%) zusammensetzt, ähnlich wie unsere Sonne.

Neben seinen vier großen galileischen Monden – Ganymed, Callisto, Io und Europa – besitzt er noch eine ganze Reihe kleinerer Monde (Stand 2025: Insgesamt 95 Monde).

In nahezu jedem Amateurteleskop springt bei genauer Betrachtung des Jupiters sein Roter Fleck ins Auge (Abb. 7).

Dies ist ein riesiges Sturmgebiet, der größte und langlebigste Wirbelsturm im Sonnensystem. Mit einer Länge von etwa 24.000 km und einer Breite von 13.000 km ist er deutlich größer als unsere Erde. 

Jupiter zieht seine Bahn in einer mittleren Entfernung von etwa 778 Millionen km um die Sonne, sein Jahr beträgt 11,86 Erdenjahre.

Jupiter wird von einem äußerst dünnen Ringsystem umgeben, welches ohne weitere Hilfsmittel allerdings visuell nicht zu auszumachen ist.

Der Saturn, benannt nach dem römischen Gott des Ackerbaus, befindet sich in der deutlich größeren mittleren Entfernung von etwa 1,43 Milliarden km von der Sonne und umrundet diese einmal in 29,5 Jahren (Abb. 8).

Ähnlich wie der Jupiter setzt sich auch der Saturn hauptsächlich aus Wasserstoff (etwa 96%) und Helium (etwa 3%) zusammen, ist aber mit einer mittleren Oberflächentemperatur von etwa -140°C noch kühler als Jupiter.

Mit einem Durchmesser von etwa 116.460 km ist er nur ein wenig kleiner als Jupiter, dafür aber deutlich leichter als dieser (95 Erdmassen) und zudem etwas abgeflachter. Auch fällt in jedem Amateurteleskop sofort sein majestätisches Ringsystem auf, das hauptsächlich aus Eis, Gestein und Staub besteht. Das Ringsystem besitzt einen Durchmesser von rund 270.000 km, jedoch eine Dicke von lediglich 10 bis 100 Metern. Über die Entstehung der Ringe wird derzeit viel spekuliert. Eine häufig diskutierte Theorie besagt, dass die Ringe durch das Zerbrechen von Monden oder Asteroiden entstanden sind, die durch die starke Schwerkraft des Saturns auseinandergerissen wurden. Eine endgültige Aussage über ihr Alter konnte bislang aber nicht getroffen werden.

Mit 274 offiziell bestätigten Monden (Stand: 2025), von denen Titan der größte bekannte Mond im gesamten Sonnensystem ist, ist der Saturn derzeit der Rekordhalter in der Anzahl der Monde.

Die Eisriesen

In einer deutlich größeren Entfernung zur Saturnumlaufbahn zieht der dritte Gasplanet, der Eisriese Uranus, seine Bahn um die Sonne (Abb. 9).

Als Planet entdeckt wurde er 1789 von Wilhelm Herschel, obwohl er in klaren Nächten auch mit bloßem Auge als ein sehr matter Lichtpunkt ausgemacht werden kann. Nur umkreist er die Sonne derart langsam, dass er vor Herschels Entdeckung nicht als beweglicher Lichtpunkt identifiziert wurde.

Er umläuft die Sonne in einer mittleren Entfernung von knapp 2,9 Milliarden km. Für eine Umrundung benötigt er bereits 84 Jahre. Seine Bezeichnung als „Eisriese“ trägt er deshalb, weil er, ähnlich wie Jupiter und Saturn, aus Gas besteht (hauptsächlich Wasserstoff, Helium und Methan), jedoch mit einer Oberflächentemperatur von -195°C noch deutlich kühler ist als die beiden genannten Planeten.

Eine Besonderheit von Uranus ist die, dass seine Rotationsachse um knapp 98° gegen seine Umlaufbahn geneigt ist – im krassen Gegensatz zu allen anderen Planeten, bei denen die Achse nur einen recht geringen Schiefstand aufweist. Aufgrund dieser Bahnneigung rotiert Uranus rückläufig. Diese Tatsache bekräftigt die Hypothese, dass Uranus ein eingefangener Planet sein könnte – ein einst vagabundierender Gasriese, der vom Schwerefeld unserer Sonne eingefangen wurde.

Tatsächlich besitzt auch Uranus ein Ringsystem, das allerdings deutlich weniger ausgeprägt ist als das des Saturns. Mit seinen 27 bekannten Monden reiht er sich gut ein in die Tradition der Gasplaneten, von vielen Monden umgeben zu sein.

1846 wurde der achte Planet, der Eisriese Neptun, entdeckt – seine Position wurde von Urbain Le Verrier berechnet und von Johann Galle an der errechneten Stelle bestätigt (Abb. 10).

Anomalien in der Bahn von Uranus, die deutlich von der theoretisch vorhergesagten Bahn abwichen, gaben Grund zur Annahme, dass sich hinter der Bahn von Uranus eine weitere Gravitationsquelle befinden könnte. Neptun war damit der erste Planet, der nicht zufällig gefunden, sondern dessen Position systematisch errechnet wurde.

Er umkreist die Sonne in einem mittleren Abstand von etwa 4,5 Milliarden km, sein Jahr beträgt etwa 165 Erdenjahre. Dank einer mittleren Oberflächentemperatur von etwa -201°C trägt auch er die Bezeichnung „Eisriese“, obwohl seine Hauptzusammensetzung (hauptsächlich Wasserstoff, Helium und Methan) lediglich Gase aufweist.

Neptun besitzt, ebenfalls wie Jupiter, einen Sturmfleck, und mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 2.100 Kilometern pro Stunde ist er in dieser Kategorie der derzeitige Rekordhalter im Sonnensystem.

Genau wie die zuvor genannten Gasplaneten besitzt auch der Neptun ein Ringsystem, welches allerdings auch nicht so stark ausgeprägt ist wie das des Saturns (Abb. 11).

Wie die anderen Gasplaneten besitzt auch der Neptun viele Monde – derzeit (Stand: 2025) 16 Bestätigte.

Ein gescheiterter Planet

Im Jahr 1930 entdeckte der junge Astronom Clyde Tombaugh nach langer und systematischer Himmelsdurchmusterung einen kleinen hellen Punkt, der langsam durch eine Reihe von Aufnahmen wanderte – es war der Planet Pluto, der damals als 9. Planet in die Liste der bekannten Planeten aufgenommen wurde.

Die Sensation war groß, Pluto wurde in die Familie der Planeten aufgenommen und stetig erforscht. Pluto ist äußerst klein, hat einen Durchmesser von etwa 2.376 km (und ist damit kleiner als der Mond) und besitzt, wie wir heute wissen, sogar fünf Monde (Abb. 12 zeigt eine Hubble-Aufnahme vom Pluto).

Es stellte sich nach genauen Messungen heraus, dass seine Bahn deutlich mehr gegen die Ekliptik geneigt ist (um etwa 17°) als die der übrigen Planeten, und zudem ist sie deutlich elliptischer als die Bahnen aller anderen Planeten. Sein Abstand von der Sonne variiert zwischen ca. 4,4 Mrd. km und ca. 7,4 Mrd. km.

Kurz nachdem die „New Horizons“-Mission, die eigens für einen Vorbeiflug und die Erforschung Plutos konzipiert war, startete (19. Januar 2006), beschloss die Internationale Astronomische Union (IAU), den Pluto offiziell als Zwergplaneten zu klassifizieren (24. August 2006). Dies geschah im Rahmen einer allgemeinen Festlegung des Begriffs eines Planeten, deren Kriterien Pluto nicht vollumfänglich erfüllen konnte. Das Kriterium, an dem Pluto scheiterte, war die Bedingung, dass die Gravitation eines Planeten groß genug sein muss, um seine Bahn um die Sonne von Asteroiden und anderen Kleinstkörpern zu „räumen“ – und Plutos Gravitation reicht hierfür nicht aus.

Die „New Horizons“-Mission passierte nach einem über neunjährigen Flug am 14. Juli 2015 den Zwergplaneten Pluto (Abb. 13 zeigt eine Aufnahme von Pluto von der „New Horizons“-Mission), und lieferte viele neue atemberaubende Aufnahmen dieses Zwergplaneten. Sie hatte außerdem etwa 30 Gramm Asche von Clyde Tombaugh an Bord – ein letzter, wunderbarer Tribut an seinen Entdecker.

Der Asteroidengürtel

Zwischen Mars und Jupiter zieht ein großer Asteroidengürtel seine Bahnen um unsere Sonne. Entdeckt wurde er im frühen 19. Jahrhundert, nach und nach wurden auch einige größere Mitglieder des Gürtels ausgemacht. Mit rund 1.000 km Durchmesser stellt Ceres (entdeckt im Jahr 1801) den größten Asteroiden in diesem Gürtel dar und gehört eigentlich schon, genau wie Pluto, zur Kategorie der Zwergplaneten (Abb. 14).

Weitere bekannte Kleinkörper im Asteroidengürtel sind etwa Vesta (Durchmesser: 530 km) oder Pallas (Durchmesser: 545 km).

Der Kuipergürtel – die Heimat vieler Zwergplaneten

Hinter der Neptunbahn liegt ein weiterer Asteroidengürtel unseres Sonnensystems, der Kuipergürtel – benannt nach dem niederländischen Astronomen Gerard Kuiper, der seine Existenz im Jahr 1951 postuliert hat.

Nachdem im Jahr 2003 der Zwergplanet Sedna und 2005 der Zwergplanet Eris entdeckt wurde, kristallisierte sich die Erkenntnis heraus, dass der Kuipergürtel viele weitere Zwergplaneten beherbergen könnte. Nicht zuletzt dies war der Anstoß für die Astronomen, eine – bis dahin nicht wirklich existierende – stichfeste Definition eines Planeten zu treffen, in Folge dessen Pluto seinen Planetenstatus letztendlich verlor.

Doch auch die vermessenen Bahnen der bekannten transneptunischen Körper – der größeren Asteroiden und Zwergplaneten im Kuipergürtel – weisen gewisse Anomalien auf, die Anlass zur Annahme geben, dort draußen im Kuipergürtel könnte es noch einen hypothetischen neunten größeren Planeten geben. Den berühmten Planeten X. Bisherige Versuche, ihn aufzufinden, sind jedoch leider stets gescheitert – primär aufgrund der Tatsache, dass er aufgrund seiner Entfernung eine zu geringe Menge an Licht reflektieren würde, um ihn aufspüren zu können.

Die Oortsche Wolke – Geburtsstätte der Kometen?

Heute gehen die Astronomen von der Existenz einer weiteren Wolke aus Kleinstkörpern aus – der sogenannten Oortschen Wolke. Benannt wurde sie nach dem niederländischen Astronomen Jan Hendrik Oort, der ihre Existenz im Jahr 1950 postulierte. Gängige Theorien verorten diese in einem Abstand von etwa 0,5 bis 1,5 Lichtjahren von unserer Sonne, sie soll die Geburtsstätte vieler Kometen mit extrem elliptischen Umlaufbahnen sein.

Die Existenz der Oortschen Wolke ist bis heute unbewiesen, ihre hypothetischen Objekte befinden sich in einer derart großen Entfernung zu uns und reflektieren so wenig Sonnenlicht, dass sie selbst mit modernsten Geräten nicht einmal ansatzweise auszumachen sind.

Die wilden Jahre – die Jugend unseres Sonnensystems

Heute ist es wissenschaftliche Gewissheit, dass unser Sonnensystem ein Alter von etwa 4,6 Milliarden Jahren besitzt. Über seinen Aufbau in seiner Frühphase gibt es allerdings bislang nur Spekulationen.

Simulationen zeigen allerdings, dass es in der Kindheit unseres Sonnensystems wohl eher turbulent zugegangen sein könnte. Jupiter, unser kosmischer „Staubsauger“, war sogar vermutlich ein innerer Planet, bis er schrittweise auf eine äußere Bahn migriert ist. Aufgrund seiner enormen Gravitationskraft könnte er etliche Kleinplaneten in der Frühphase unseres Sonnensystems aus ihren Bahnen und sogar aus dem Sonnensystem geworfen haben, wenn diese ihm zu nah kamen – oder aber auch direkt in die Sonne.

Stichhaltig verifizieren ließen sich solche Hypothesen bislang jedoch nicht.

Die Zukunft unseres Sonnensystems

Über die ferne Zukunft unseres Sonnensystems lässt sich, ähnlich wie über seine Vergangenheit, tatsächlich wenig mit Gewissheit sagen. Gewiss ist bis jetzt nur, dass unsere Sonne sich in einigen Milliarden Jahren zu einem Roten Riesen aufblähen wird, infolge der langsamen Erschöpfung ihres Wasserstoffvorrats. Leben wird auf der Erde jedoch schon lange vor diesem Ereignis nicht mehr möglich sein, denn nach etwa einer Milliarde Jahre wird die Oberflächentemperatur auf unserer Erde etwa 100°C betragen, was sämtliches Wasser verdampfen lassen wird.

Messungen des Mondabstandes haben beispielsweise ergeben, dass unser Mond sich langsam, aber sicher von uns entfernt und sich dem Griff der Erdgravitation in einigen Milliarden Jahren vollständig entziehen wird. Unseren Erdtrabanten werden wir also mit ziemlicher Sicherheit verlieren.

Auch zeigen Berechnungen und Simulationen, dass der Jupiter die Bahn des Merkur langsam ins Wanken bringt und diesen in ferner Zukunft mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit ganz aus seiner Bahn reißen wird. Wohin die Reise für den kleinsten Planeten des Sonnensystems dann gehen wird, ist allerdings ungewiss.

Generell ist auch die Frage offen, ob unser Sonnensystem über einen längeren Zeitraum stabil bleiben wird. Denn Simulationen zeigen, dass eine längerfristige Stabilität in einem Planetensystem eher Ausnahme als Regel ist. Unser Leben auf der Erde ist allerdings genau auf diese Stabilität ausgelegt. Wie lange also das Leben auf unserer Erde noch existieren wird, ist umstritten.

Unser Sonnensystem, so bescheiden es auf unserem Nachthimmel auch wirken mag, ist in Wirklichkeit ein höchst komplexes Zusammenspiel vieler Himmelskörper. Ihr Spektrum reicht von lodernden Gluthöllen bis hin zu Welten, die in ewigem Eis liegen. Und obwohl wir unsere kosmische Nachbarschaft bereits seit einigen Jahrzehnten intensiv mit unbemannten Sonden und Robotern erforschen, wissen wir immer noch viel zu wenig über unsere kosmische Geburtsstätte. Wie viele Zwergplaneten lauern noch in den riesigen Weiten des Kuipergürtels, welchen wir bestenfalls nur ansatzweise erforscht haben? Gibt es den Planeten X, oder sogar noch weitere Planeten hinter dem Neptun? Existiert die Oortsche Wolke tatsächlich? Und, vielleicht die wichtigste aller Fragen: Gibt es noch weiteres Leben in unserem Sonnensystem?

Die Menschheit hat gerade erst begonnen, unsere kosmische Heimatstätte zu erforschen. Und sie wird jetzt schon tagtäglich von verblüffenden Funden überrascht…

(Sergei Kovalenko)