Wissenschaft
Größenvergleiche - Planeten und Sterne

Vorbemerkung

Die Größenverhältnisse im Weltall sind gigantisch. Hier versuche ich ein wenig zu vergleichen, so dass man sich vielleicht ein ungefähres Bild machen kann.

Ich beschränke mich dabei auf zwei Gesichtspunkte: Einmal betrachte ich unser Sonnensystem,

zum Zweiten die Größe von Sternen.

Copyright: G.v.Tetzeli

Cover: Monika Heisig

Das Sonnensystem

Unser Sonnensystem besteht natürlich aus der Sonne und acht klassische Planeten.

Pluto, ursprünglich der neunte, verlor 2006 seinen Planetenstatus. Er wird nun als Zwergplanet bezeichnet und dem sogenannten Kuiper Gürtel zugeordnet. Weil ich recht altmodisch bin, nehme ich ihn einfach noch dazu, so als ob er noch zu seinen acht Brüdern gehören würde. Fangen wir mit den Größen an. Unter der Erde können wir uns noch so einigermaßen etwas vorstellen, soweit es die Größe angeht. Obwohl, ich habe schon Schwierigkeiten mir auszumalen zu Fuß von

Portugal nach Neuseeland zu marschieren (übers Meer zu laufen ist für mich ein Klacks). Neuseeland liegt nämlich genau auf der anderen Seite der Erde. (Antipode). Ich hätte ca. 20.000 Km zu bewältigen. Könnte ich einfach so zum Mittelpunkt der Erde gehen, hätte ich nur 6.371,0 km (gerundet) vor mir. Der Durchmesser der Erde beträgt also ca. 12.800 Km Alle Planeten umkreisen die Sonne, wie wir wissen – vielleicht gibt es immer noch ein paar unverbesserliche religiöse Anhänger, die anderer Ansicht sind. Um sich die Reihenfolge der Planeten zur Sonne besser zu merken, gibt es eine Eselsbrücke mit dem Satz:

Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unsere neun Planeten. (Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto) Der nächste Nachbar unserer Erde ist aber der Mond. Er hat einen Durchmesser von 3475 Km. Er würde 41 mal in die Erde passen Die Entfernung zu uns beträgt aber schon rund 384.400 Km. Begeben wir uns also auf die Reise zu den inneren zwei Planeten. Die Venus kommt uns am 16.Dezember 2101 am nächsten. Aber dann ist sie immer noch 39.541.578 Km entfernt. Sie sehen, spätestens jetzt

bekommen wir Schwierigkeiten uns diese Entfernung vorzustellen. Ihre Größe bereitet unserer Vorstellungskraft allerdings keine Schwierigkeiten. Sie ist nämlich fast genauso groß, wie die Erde. Spaßeshalber wollen wir uns die Erde und die Venus als Kirschen vorstellen. Wir legen also zwei Kirschen nebeneinander. Der richtige Abstand gemäß der Größenverhältnisse wäre dann – 40 cm. Wir reisen weiter zu Merkur. Er ist vergleichsweise klein, 4840 km im Durchmesser, ca. nur ein drittel größer, als unser Mond. Gegenüber unseren Kirschen wäre er nur eine große Erbse. Eine kleinere Erbse wäre dann der Mond.

Wir legen die Merkur-Erbse wieder im

richtigen Abstand dazu. Die Entfernung zur Kirscherde wäre zwischen 35 Metern und 40,5 Metern. Die Umlaufbahn des Merkur schwankt nämlich stark. Der Abstand zur Erde beträgt zwischen 3.570.000 und 4.070.000 Kilometern. Wir sind also schon bei einer Entfernung von fast einer halben 100 Meter Sprintstrecke angelangt, wenn wir den Maßstab verkirschen. Wir reisen weiter zum Mittelpunkt des Sonnensystems. Die Sonne hat einen Durchmesser von ca. 1.390.000 km, weil sie nicht genau rund ist. Zu unseren Kirschen legen wir nun einen großen Gymnastikball von gut über einem

Meter Durchmesser dazu. Von der Erdkirsche müssen wir den Ball in einer Entfernung von 150 Metern ablegen. Der Abstand Erde – Sonne beträgt nämlich ca. 150 Millionen Kilometer. Würden wir ein Weltraumauto haben, das andauernd 120 km schnell ist, bräuchten wir bei realer Entfernung fast 143 Jahre, um dort anzukommen. Diese 150 Millionen Kilometer werden als AE bezeichnet, eine astronomische Einheit. (international: Astronomical Unit AU). Wir wenden uns nun den außen liegenden Planeten zu. Der nächste, äußere Planet ist natürlich der Mars. Uns genügt auch hier eine recht große Erbse.

Der Mars hat nur einen Durchmesser von 6800 Km, ist also ungefähr nur halb so groß wie die Erde. Wir legen die Marserbse wohin? Da bekommen wir Probleme, weil der Abstand zu unserer Erdkirsche heftig schwankt. Richtig wäre eine Entfernung von 56 Metern im besten Fall, im Schlechtesten stolze 400 Meter. Wir hasten also weiter zu dem nächsten Planeten. Wir sind bei Jupiter angelangt. Wir nehmen einen großen, dicken Apfel zur Hand (14 cm). Jupiter ist der größte Planet und wir legen den Monsterapfel in einer Entfernung von 770 Metern zu unserer

Erdkirsche ab. Richtig, da müssen sie fast 2 Mal eine Stadionrunde laufen! Wer hätte das gedacht. Mit unserem Weltraumauto wären wir ca. 740 Jahre unterwegs. Huschen wir weiter, dann erreichen wir Saturn. Wieder ein großer Apfel. Er darf etwas kleiner (ca. 12 cm) als der Jupiterapfel sein. Vielleicht nehmen wir diesmal für die Strecke ein Fahrrad zu Hilfe. Wir müssen nämlich den Saturnapfel in einer Entfernung von 1,43 Km ablegen. Aber noch befinden wir uns im Sonnensystem und dazu gehört der nächste Planet, nämlich Uranus.

Er hat ungefähr die 14 fache Erdmasse.

Glaubt man gar nicht, wie groß er ist. Wir müssen eine schöne Mandarine zur Hand nehmen. Und wir legen sie in einem Abstand von etwa 2,5 Kilometern von unserer Erdkirsche ab. Es können im ungünstigen Fall sogar fast 3 Kilometer werden.

Es geht weiter zu Neptun, benannt nach dem Meeresgott. Warum? Weil er blau ist. Die Färbung kommt von dem Methangas. Außerdem ist er groß, sehr groß. Allein sein Durchmesser beträgt 50.000 Km. Er ist außerdem der dichteste Gasplanet und entspricht 17 Erdmassen. Die Stürme, die auf ihm herrschen sind gewaltig. Sie erreichen Spitzengeschwindigkeiten von 1600 Std/kmH. 14 Monde sind bekannt. Der größte ist Triton

(2700 Km Durchmesser). Neptuns Umlaufbahn ist fast kreisförmig und 4,5 Milliarden Kilometer entfernt. Wir müssten hier eine kleine Orange zur Hand nehmen und sie in einer Entfernung von ca. 4,5 Kilometer ablegen. Das Licht braucht von ihm 4 Std 10 Minuten und unser Weltraumauto wäre ca. 1400 Jahre unterwegs.

Und schließlich wollen wir Pluto nicht außer Acht lassen, obwohl er nur noch ein Zwergplanet ist. Sein Durchmesser beträgt nur 2390 Km, ist also um ein drittel kleiner, als unser Mond. Vielleicht nehmen wir ein Pfefferkorn. Das allerdings müssen wir in 4,2 – 4,9 Kilometer von unserer Erdkirsche entfernt ablegen.

Mit unserem Weltraumauto fahren wir da erst gar nicht hin. Das rentiert sich nicht mehr. Das Licht braucht von der Sonne zu uns 8 Minuten. Bis zu Pluto braucht es 5,33 Stunden! Zuletzt betrachten wir das Sonnensystem, wie es die Astrophysiker sehen. Wirklich das Sonnensystem verlassen hat erst kürzlich die Raumsonde Voyager 1 (Stand 30.01.2014). Nun erst befindet sie sich tatsächlich außerhalb jeglichen Einflusses unseres Sonnensystems, nachdem sie am 05.09.1977 gestartet war. Sie ist also schon 37 Jahre unterwegs. Die Entfernung von unserer Erde zur Sonde beträgt 18,97 Milliarden Kilometer. Das Licht braucht dazu 17,5 Stunden. Von unserer

Erdkirsche ist sie rund 19 Kilometer entfernt.

Der uns am nächsten gelegene Stern ist Proxima Centauri (nicht zu verwechseln mit Alpha Cenauri a und b).

Das Licht braucht zu ihm 4,24 Jahre.

Von unserer Erdkirsche aus müssten in ein Flugzeug steigen und 9500 Kilometer fliegen, um Proxima Centauri zu erreichen.

Und dann dürfen wir den Stern nicht übersehen, denn Proxima Centauri ist ein sehr kleiner Stern. Er hat nur 12 % der Masse unserer Sonne und ist nur ungefähr doppelt so groß, wie Jupiter.

Das entspricht bei unserem Größenvergleich allenfalls einer Honigmelone.

Die Sterne

Wir haben nun ein paar Eindrücke von Entfernungen kennen gelernt. Wenden wir uns den Größenverhältnissen der Sterne zu. Darunter gibt es wahre Überriesen.

Wir bleiben bei der Kirsche für die Erde und unserem Gymnastikball für die Sonne. Die Sonne entspricht also einer Kugel von ca. einem Meter Durchmesser. Da passt unsere Erde über eine Million mal herein. Die Liste ist absichtlich unvollständig, weil es sonst zu weit führen würde. Interessierte können sich ja im Internet weiter

informieren. Schauen wir uns mal um. Aldebaran ist zum Beispiel ein sogenannter roter Riese. Wir bräuchten dazu einen Ball von 20,5 Meter Durchmesser. Der Polarstern, den wir am Himmel sehen, würde uns mit einer Kugel von 50 Metern entgegen rollen. Der sogenannte Pistolenstern bringt es auf 170 Meter Durchmesser. Das möge man sich mal vorstellen!

Legen wir mal unsere Gymnastikball-Sonne neben einen Ballon des Pistolensterns, in den der Kölner Dom herein passt. Aber es geht noch gewaltiger!

Der Überriese Beteigeuze bietet einen Durchmesser von 500 Metern. Da passt das Empire State Building mit seinen 449 Metern Höhe locker hinein. Das Ganze wohlgemerkt als Ball. Unser Vergleich gerät nun etwas außer Kontrolle. Einen Ball von 500 Metern Höhe kann ich mir nicht mehr vorstellen. Wir machen also die Sonne, in der die Erde über eine Million mal hereinpasst, noch kleiner. Wir machen aus unserem Gymnastikball einfach eine schöne Sonnen-Orange

von 10 cm. Wenn nun unsere Sonne so groß wie eine

Orange wäre, so wäre UY Scuti, der bisher größte entdeckte Stern, ein Ball von

9 Metern Durchmesser! Wären wir bei dem Gymnastikball geblieben dürften sie sich eine Kugel von 900 Meter Höhe vorstellen.

Das zur Zeit höchste Gebäude der Welt ist das Burj Khalifa in Dubai mit einer Höhe von 828 m. Ja, da fehlen ja noch rund 70 Meter! So hoch wäre der Ball, dem UY Scuti entspricht.

Einen Ball von fast 1 km Durchmesser muss man sich neben einem Medizinball und einer Kirsche vorstellen

Wahrhaft gigantisch!

Es geht aber auch wesentlich kleiner.

Welche sind nun die kleinsten Sterne?

Immerhin müssen sie leuchten, also zumindest so schwer sein, dass sie eine Kernfusion auslösen können.

Inzwischen haben die Wissenschaftler eine Grenze gezogen zwischen Planeten, braunen und roten Zwergen.

Der rote Zwerg, also ein Stern, der dauerhaft eine Kernfusion erzeugt, müsste demnach ca. das 80 fache der Masse des Jupiters haben, kann aber nur 8,5% Durchmesser unserer Sonne haben. Er ist eben viel dichter. Unter diesen Werten ist eine dauerhafte Kernfusion nicht aufrecht zu erhalten, daher liegen die braunen Zwerge darunter. Bei ihnen kommt es vorrübergehend zur Verbrennung von

schwerem Wasserstoff zu Helium.

Unterhalb von 13 Jupitermassen ist auch dies nicht mehr möglich. Und genau dies scheint die Grenze zwischen einem braunen Zwerg und einem Planeten zu sein.

Der kleinste, bisher entdeckte, rote Zwerg ist YZ Ceti. Er hat tatsächlich nur 8,%5 der Sonnenmasse und strahlt 5500 mal weniger, als unsere Sonne.