Die Planeten des Sonnensystems, wie sie in einer NASA-Computerillustration dargestellt sind. Umlaufbahnen und Größen sind nicht maßstabsgetreu dargestellt.
(Bild: © NASA)
Ein Gasriese ist ein großer Planet, der hauptsächlich aus Gasen wie Wasserstoff und Helium besteht und einen relativ kleinen felsigen Kern hat. Die Gasriesen unseres Sonnensystems sind Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Diese vier großen Planeten, nach Jupiter auch Jupiter-Planeten genannt, befinden sich im äußeren Teil des Sonnensystems hinter den Umlaufbahnen des Mars und des Asteroidengürtels. Jupiter und Saturn sind wesentlich größer als Uranus und Neptun, und jedes Planetenpaar hat eine etwas andere Zusammensetzung.
Obwohl es in unserem Sonnensystem nur vier große Planeten gibt, haben Astronomen Tausende außerhalb des Sonnensystems entdeckt, insbesondere mit dem Kepler-Weltraumteleskop der NASA. Diese Exoplaneten (wie sie genannt werden) werden untersucht, um mehr darüber zu erfahren, wie unser Sonnensystem entstanden ist.
Grundfakten
Jupiter ist der größte Planet in unserem Sonnensystem. Es hat einen Radius, der fast elfmal so groß ist wie die Erde. Laut NASA warten 50 Monde und 17 darauf, bestätigt zu werden. Der Planet besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium, die einen dichten Kern aus Gesteinen und Eis umgeben, wobei der größte Teil seiner Masse wahrscheinlich aus flüssigem metallischem Wasserstoff besteht, der ein riesiges Magnetfeld erzeugt. Jupiter ist mit bloßem Auge sichtbar und war den Alten bekannt. Die Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Wasserstoff, Helium, Ammoniak und Methan. [Verwandte: Planet Jupiter: Fakten über seine Größe, Monde und roten Fleck]
Saturn ist etwa neunmal so groß wie der Erdradius und zeichnet sich durch große Ringe aus; Wie sie sich gebildet haben, ist unbekannt. Laut NASA warten 53 Monde und neun weitere auf ihre Bestätigung. Wie Jupiter besteht es hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium, die einen dichten Kern umgeben, und wurde auch von alten Kulturen verfolgt. Die Atmosphäre ist ähnlich wie bei Jupiter. [Siehe auch: Planet Saturn: Fakten über Saturnringe, Monde und Größe]
Uranus hat einen Radius, der ungefähr viermal so groß ist wie der der Erde. Es ist der einzige Planet, der auf seiner Seite geneigt ist, und er dreht sich auch relativ zu jedem Planeten außer der Venus nach hinten, was bedeutet, dass eine große Kollision ihn vor langer Zeit gestört hat. Der Planet hat 27 Monde und seine Atmosphäre besteht laut NASA aus Wasserstoff, Helium und Methan. Es wurde 1781 von William Herschel entdeckt. [Verwandte: Planet Uranus: Fakten über seinen Namen, Monde & Umlaufbahn]
Neptun hat auch einen Radius etwa viermal so groß wie der der Erde. Wie Uranus besteht seine Atmosphäre hauptsächlich aus Wasserstoff, Helium und Methan. Laut NASA hat es 13 bestätigte Monde und einen weiteren, der auf Bestätigung wartet. Es wurde 1846 von mehreren Menschen entdeckt. [Verwandte: Planet Neptun: Fakten über seine Umlaufbahn, Monde und Ringe]
Super-Erden: Wissenschaftler haben in anderen Sonnensystemen eine Vielzahl von "Super-Erden" (Planeten zwischen der Größe der Erde und Neptun) gefunden. Es sind keine Supererden in unserem eigenen Sonnensystem bekannt, obwohl einige Wissenschaftler spekulieren, dass möglicherweise ein "Planet Neun" in den äußeren Bereichen unseres Sonnensystems lauert. Wissenschaftler untersuchen diese Kategorie von Planeten, um herauszufinden, ob Supererden eher wie kleine Riesenplaneten oder große terrestrische Planeten sind.
Bildung und Ähnlichkeiten
Astronomen glauben, dass sich die Riesen zuerst als felsige und eisige Planeten gebildet haben, ähnlich wie terrestrische Planeten. Die Größe der Kerne ermöglichte es diesen Planeten (insbesondere Jupiter und Saturn) jedoch, Wasserstoff und Helium aus der Gaswolke zu holen, aus der die Sonne kondensierte, bevor sich die Sonne bildete und den größten Teil des Gases wegblies.
Da Uranus und Neptun kleiner sind und größere Umlaufbahnen haben, war es für sie schwieriger, Wasserstoff und Helium so effizient zu sammeln wie Jupiter und Saturn. Dies erklärt wahrscheinlich, warum sie kleiner als diese beiden Planeten sind. Auf prozentualer Basis sind ihre Atmosphären mit schwereren Elementen wie Methan und Ammoniak "verschmutzter", weil sie so viel kleiner sind.
Wissenschaftler haben Tausende von Exoplaneten entdeckt. Viele davon sind "heiße Jupiter" oder massive Gasriesen, die ihren Elternsternen sehr nahe stehen. (Nach Schätzungen von Kepler gibt es im Universum mehr felsige Welten.) Wissenschaftler spekulieren, dass sich große Planeten in ihren Umlaufbahnen hin und her bewegt haben könnten, bevor sie sich in ihre aktuelle Konfiguration eingelebt haben. Aber wie sehr sie sich bewegt haben, ist immer noch umstritten.
Es gibt Dutzende von Monden um die Riesenplaneten. Viele bildeten sich zur gleichen Zeit wie ihre Elternplaneten, was impliziert wird, wenn sich die Planeten in die gleiche Richtung drehen wie der Planet in der Nähe des Äquators (wie die riesigen Jupiter-Monde Io, Europa, Ganymed und Callisto). Es gibt jedoch Ausnahmen.
Ein Mond von Neptun, Triton, umkreist den Planeten entgegen der Richtung, in die sich Neptun dreht - was bedeutet, dass Triton im Vorbeigehen möglicherweise von Neptuns einst größerer Atmosphäre gefangen genommen wurde. Und es gibt viele winzige Monde im Sonnensystem, die sich weit vom Äquator ihrer Planeten drehen, was bedeutet, dass sie auch von der immensen Anziehungskraft erfasst wurden.
Aktuelle Forschung
Jupiter: Das Juno-Raumschiff der NASA ist 2016 auf dem Planeten angekommen und hat bereits mehrere Entdeckungen gemacht. Es untersuchte die Ringe des Planeten, was schwer zu erreichen ist, da sie weitaus subtiler sind als die des Saturn. Juno entdeckte, dass die Teilchen, die die Auroren des Jupiter beeinflussen, sich von denen auf der Erde unterscheiden. Es enthüllte auch Einblicke in die Atmosphäre, beispielsweise das Auffinden von Schnee, der von Wolken in großer Höhe ausgeht. In der Zwischenzeit haben Wissenschaftler, die das Hubble-Weltraumteleskop verwenden, detaillierte Untersuchungen des Großen Roten Flecks von Jupiter durchgeführt und dabei beobachtet, wie er schrumpft und seine Farbe verstärkt.
Saturn: Das Cassini-Raumschiff hat 2017 mehr als ein Dutzend Jahre Beobachtung am Saturn abgeschlossen. Die Wissenschaft, die Cassini durchgeführt hat, ist jedoch noch sehr weit fortgeschritten, da Wissenschaftler die Arbeit aus den vielen Jahren am Saturn analysieren. In den letzten Monaten untersuchte die Mission die Schwerkraft und die Magnetfelder des Saturn, betrachtete die Ringe aus einem anderen Winkel als zuvor und tauchte absichtlich in die Atmosphäre ein (eine Bewegung, die mehr über die Struktur der Atmosphäre verrät).
Uranus: Die Stürme des Uranus sind ein häufiges Ziel sowohl für professionelle Teleskope als auch für Amateurastronomen, die überwachen, wie sie sich im Laufe der Zeit entwickeln und verändern. Wissenschaftler sind auch daran interessiert, etwas über die Struktur seiner Ringe und ihre Atmosphäre zu erfahren. Uranus kann auch mehrere trojanische Asteroiden haben (Asteroiden in derselben Umlaufbahn wie der Planet); Der erste wurde 2013 gefunden.
Neptun: Stürme auf Neptun sind ebenfalls ein beliebtes Beobachtungsziel, und 2018 trugen diese Beobachtungen erneut Früchte. Arbeiten des Hubble-Weltraumteleskops zeigten, dass ein langjähriger Sturm jetzt schrumpft. Die Forscher stellten fest, dass sich der Sturm anders auflöst als von ihren Modellen erwartet, was zeigt, dass unser Verständnis der Atmosphäre von Neptun noch verfeinert werden muss.
Exoplaneten: Viele Bodenteleskope suchen nach Exoplaneten. Es gibt auch mehrere aktive Weltraummissionen, die Exoplanetenforschung betreiben, darunter Kepler, das Hubble-Weltraumteleskop und das Spitzer-Weltraumteleskop. Eine Reihe neuer Missionen ist ebenfalls geplant: der NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) im Jahr 2018, das NASA James Webb Space Telescope im Jahr 2020, die PLAnetary Transits and Oscillations of Stars (PLATO) der Europäischen Weltraumorganisation im Jahr 2026 und die Atmospheric Remote- der ESA Sensing Infrared Exoplanet Large-Survey Mission (Ariel) im Jahr 2028.
Zusätzliche Ressourcen
- Rochester Institute of Technology: Die Gasriesen
- NASA: Wenn Jupiter und Saturn Gasriesen sind, könnten Sie dann direkt durch sie fliegen?
- Institut für Astronomie der Universität von Arizona: Gas Giant = Jovian Planets
