Wieso haben Planeten Monde: Ursache und Wirkung

Schlagwörter: Mond, Planet

Planeten sind annähernd kugelförmige Himmelskörper mit häufig einem oder mehreren Monden. Unterschieden wird nach der Beschaffenheit des Planetenmaterials zwischen Gesteinsplaneten und Gasriesen. Zwischen Monden und Planeten kommt es aufgrund der gegenseitigen Gravitationskräfte zu teilweise heftigen Wechselwirkungen.

Definition der Planeten

Als Planet werden große Himmelskörper in unserem Sonnensystem bezeichnet. Sie führen auf unterschiedlichen Umlaufbahnen Bewegungen um die Sonne aus. Im Gegensatz zu anderen Objekten in einer der Umlaufbahnen befinden sich in der Umgebung eines Planeten keine kleineren Mengen an Staub und Gasen. Die Form der Planeten ist ungefähr rund. Die Fähigkeit des Himmelskörpers zum Beibehalten dieser Form wird als hydrostatisches Gleichgewicht bezeichnet.

Anders als die Sonne besitzen Planeten nicht die Fähigkeit, selbst zu leuchten. Ihre Helligkeit entsteht durch die Reflexion des Sonnenlichts. Bereits in der Antike kannten und beobachteten Astronomen bereits Planeten. Sie beschrieben sie als Wandelsterne. Der Grund dafür war, dass das beobachtete Objekt in jeder Nacht geringfügig von seiner Position in der Nacht vorher abwich. In der Diskussion steht als alternative Definition ein Objekt, in dem nie eine Kernfusion begonnen hat.

Durch immer bessere Beobachtungsmöglichkeiten sind inzwischen auch Planeten um andere Sterne als die Sonne bekannt. Solche Planeten werden als Exoplaneten bezeichnet. Ihre Eigenschaften sind nach bisherigem Wissensstand denen der Planeten um die Sonne ähnlich. Andere als die bereits beobachteten Objekte dieser Definition wurden bislang um keinen Himmelskörper entdeckt. Das schließt Überraschungen in künftigen Wissenschaftszeiten nicht aus.

Unterschiedliche Zustände von Planeten

In unserem Sonnensystem gibt es nach der derzeitigen Definition acht Planeten. Ihrer Form nach wird zwischen terrestrischen bzw. Gesteinsplaneten und Gasriesen bzw. Gasplaneten unterschieden. Gesteinsplaneten in unserem Sonnensystem sind Merkur, Venus, Erde und Mars. Sie bestehen vom Kern bis zur Kruste aus festem Material, dem Gestein.

Weiter außen kreisen die Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Sie haben einen vergleichsweise kleinen festen Kern und eine gewaltige Hülle aus Gasen. In ihrer Größe überragen sie die Gesteinsplaneten um ein Vielfaches.

Bis zum Jahr 2006 gehörte auch Pluto zu den Planeten. Als allerdings immer mehr Objekte dieser Form und Größe entdeckt wurden, musste deren Zuordnung eingeschränkt werden. Bei der Planetendiskussion 2006 wurde Pluto der Status Planet aberkannt. Seitdem zählt er zu den Zwergplaneten, wenngleich er der größte dieser Planetenform ist.

Weitere Planetentypen in unserem Sonnensystem

• Als Kleinplaneten werden kleinere Objekte im Sonnensystem mit einer in etwa kugelförmigen Gestalt bezeichnet.
• Zwergplaneten sind teilweise größer als entdeckte Planeten, haben aber die Region ihrer Umlaufbahn noch nicht oder nicht von kleineren Objekten sowie von Staub und Gasen geräumt.

Planeten außerhalb des Sonnensystems

• Exoplaneten weisen identische Eigenschaften wie unsere Gesteins- und Gasplaneten auf. Allerdings umkreisen sie nicht unsere Sonne, sondern andere Sterne.
• Als Objekte planetarer Masse werden massereiche Himmelskörper ohne eigene Leuchtkraft beschrieben. Sie umkreisen keinen Stern und wurden vermutlich bei der Zerstörung ihres Sterns aus dem einstigen eigenen System herausgeschleudert. Eine noch junge Bezeichnung dafür (seit 2014) ist Planemo für planetary mass object.

Definition der Monde

Die Bezeichnung Monde leitet sich von der Ursprungsbezeichnung des kleineren Himmelskörpers um die Erde ab. Zunächst war nur dieser als Satellit, also Begleiter, in der Wissenschaft bekannt. Die moderne Forschung kennt mittlerweile eine Vielzahl von Himmelskörpern ähnlicher Eigenschaften. Zur Unterscheidung dieser Objekte heißt unser Mond Erdmond und alle anderen Monde.

Monde sind durch die Gravitation auf eine gleichmäßige Umlaufbahn um ihren Planeten gezwungen. Sie selbst setzen dagegen ihre eigene Anziehungskraft. Diese genügt jedoch nicht, um der Anziehung des jeweiligen Planeten zu entfliehen. Beide Kräfte wirken so zueinander, dass die Monde nicht auf den Planeten stürzen und sich nicht oder nur äußerst geringfügig von diesem entfernen.

Monde nach ihrer Entstehung

Viele Monde waren ursprünglich kleine Himmelskörper ohne Anbindung an ein größeres Objekt. Sie fliegen zunächst chaotisch durch den Raum. Kommen sie einem Planeten nahe genug, werden sie von dessen Gravitationskraft „eingefangen“. Sie können sich nicht länger frei und chaotisch bewegen. Stattdessen ist ihre Bahn ab einem solchen Zeitpunkt geordnet wie die eines Planeten um die Sonne.

Andere Monde sind zur gleichen Zeit wie die Planeten entstanden, die sie umkreisen. Während des Einfangens von Staub und Gasen durch die größeren Himmelskörper reichte deren Gravitationskraft nicht zum vollständigen Anziehen des kleineren, aber für Staub zu großen Objektes aus. So entwickelten sich der große und der kleinere Himmelskörper bereits in ihrer zusammengehörigen und doch teilweise eigenständigen Umlaufbahn zur jetzigen Form und Größe.

Der Erdmond bildet in diesen Entstehungstheorien eine Ausnahme. Erkennbar ist das daran, dass er im Vergleich des Größenverhältnisses von Planeten und Monden eigentlich viel zu groß ist. Wissenschaftler vermuten hinter der heute festen Bindung von Erde und Erdmond eine kosmische Tragödie.

In den jungen Zeiten stieß demzufolge die Erde mit einem Objekt zusammen, dass ihre halbe Größe besaß. Die Explosion beim Aufprall schmolz fast die komplette Erde sowie den kollidierenden Himmelskörper auf. Der weggeschleuderte Teil der Schmelzmasse sammelte sich allmählich in einer Umlaufbahn selbst zu einer Kugel. Während des Abkühlungsprozesses blieb die Umlaufbahn des Mondes um die Erde erhalten.

Einflüsse zwischen Planeten und Monden

Planeten und Monde halten einander fest. Durch die eigene, ausreichend starke Gravitation stürzen die Monde jedoch nicht auf den Planeten. Die gegenseitige Anziehungskraft wirkt sich auf die Umlaufbahn beider Himmelskörper um die Sonne aus. Bereits geringe Schwankungen in dieser Umlaufbahn hätten katastrophale Auswirkungen auf die weitere Bewegung der Körper bis hin zum Absturz in den Stern.

Die Anziehungskraft des Mondes ist auf der Erde besonders anschaulich. Ebbe und Flut gibt es überall dort, wo große Wassermassen vorkommen. Während der sogenannten Tiden (Gezeiten) sinkt der Wasserspiegel um mehrere Meter und hebt sich anschließend wieder auf die gewohnte Höhe. Das Phänomen lässt sich in Deutschland alle paar Stunden im Wattenmeer beobachten.

Besonders starke Zeiten der Gravitation des Mondes lösen sogar Sturmfluten aus. Hierbei wird der Wasserspiegel höher als gewöhnlich angehoben. Gleichzeitig fegt heftiger Wind bis zu Orkanstärke das hohe Wasser auf das Festland. Gegen Sturmfluten helfen nur hohe Schutzwälle und nur bis zu einer bestimmten Flutkraft.

Monde anderer Planeten stehen in ähnlich bemerkbarer Wechselwirkung zu ihrem Planeten. Jedoch sind diese bislang wegen der großen Entfernungen und begrenzten Beobachtungsmöglichkeiten höchstens theoretisch beschrieben. Künftige Sonden sollen darüber auch in der Beobachtungspraxis besseren Aufschluss geben.

Planeten und Monde in der Reihenfolge im Sonnensystem

• Merkur: Dieser kleinste Planet um die Sonne besitzt keine Monde. Sein Sonnenabstand von kosmisch wenigen 57,9 Millionen Kilometern bedingt Temperaturextreme auf der Planetenoberfläche von 500 Grad Celsius Unterschied zwischen Merkurtag und Merkurnacht.
• Venus: Auch die Venus bewegt sich ohne eigenen Mond um die Sonne. Unter ihrer dichten CO₂–Atmosphäre herrschen Tagestemperaturen von 460 Grad Celsius.
• Erde: Den dritten Planeten (von der Sonne aus gerechnet) umkreist der Erdmond als einziger gebundener Himmelskörper. Die Besonderheit unseres Planeten ist seine Umlaufbahn in einer lebensfreundlichen (habitablen) Zone und das Vorhandensein von Wasser in drei Aggregatzuständen (fest, flüssig, gasförmig).
• Mars: Diesen „roten Planeten“ im Sonnenabstand von knapp 228 Millionen Kilometern umkreisen zwei Monde. In seiner hauchdünnen Atmosphäre bilden sich immer wieder riesige Staubwirbel von der Wucht eines irdischen Tornados.
• Jupiter: Er ist der größte Planet im Sonnensystem und gehört zu den Gasriesen. Bedingt durch seine hohe Masse besitzt er auch die meisten Monde. Bislang wurden 63 Monde entdeckt, von denen der bisher größte den Namen Ganymed trägt.
• Saturn: Auch dieser Gasplanet ist spektakulär. Er besitzt bislang entdeckte 61 Monde und ein Ringsystem aus Staub und Gasen.
• Uranus: Immerhin 27 Monde hält der Gasplanet „gefangen“, von dessen Atmosphäre aus Methangas es vermutlich Diamanten regnen soll. Ein Uranustag auf dessen Sonnenseite dauert 40 Jahre.
• Neptun: Der erdfernste Gasriese hält 13 Monde fest. Sein Mond Triton ist berühmt für seine Eisvulkane, aus denen Stickstoff mit minus 220 Grad Celsius herausschießt.

Der Zwergplanet Pluto wird von fünf Monden umrundet. Diese bewegen sich allerdings nicht in dessen Umlaufbahn, sondern vollziehen kreisförmige Umlaufbahnen in der Neigung von Plutos Äquatorebene.