Inneres und äußeres System

Traditionell unterscheidet man zwei große Regionen. Das innere System, bis zum Asteroidengürtel, umfasst die vier terrestrischen Planeten — Merkur, Venus, Erde und Mars — klein, dicht und felsig, durch relativ kurze Distanzen voneinander getrennt. Das äußere System dahinter beherbergt die Gas- und Eisriesen — Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun — deutlich massereicher, aber viel weniger dicht, getrennt durch Distanzen, die sich in Hunderten Millionen Kilometern bemessen.

Diese Trennung ist nicht willkürlich: Sie entspricht der Frostgrenze, der Entfernung von der Sonne, jenseits derer es zur Zeit der Systementstehung kalt genug war, damit Wasser und andere flüchtige Verbindungen gefrieren konnten — was erklärt, warum die inneren Planeten felsig und die äußeren reich an Gasen und Eis sind.

Der Asteroidengürtel

Zwischen Mars und Jupiter erstreckt sich der Asteroidengürtel, eine Region voller Millionen Gesteinskörper, denen es nie gelang, sich zu einem Planeten zusammenzuschließen — vor allem wegen der wiederholten gravitativen Störungen durch das nahe Jupiter. Entgegen seiner Darstellung in der Populärkultur ist dieser Gürtel alles andere als überfüllt: Der durchschnittliche Abstand zwischen zwei Asteroiden nennenswerter Größe bemisst sich in Millionen von Kilometern — mehr als genug, damit eine Sonde ihn ohne besondere Ausweichmanöver durchqueren kann.

Der Kuipergürtel und die Oortsche Wolke

Jenseits von Neptun beginnt der Kuipergürtel, ein eisiger Ring, der viel größer und viel dichter besiedelt ist als der Asteroidengürtel und Pluto sowie mehrere weitere Zwergplaneten beherbergt, dazu unzählige kleine Eiskörper — Überreste der Entstehung des Sonnensystems, die nie in einen Planeten eingebaut wurden.

Noch weiter draußen, in Entfernungen, die bis zu einem Lichtjahr von der Sonne erreichen könnten, soll sich die Oortsche Wolke befinden — eine hypothetische, weiträumige kugelförmige Hülle aus Eiskörpern, nie direkt beobachtet, deren Existenz aber aus der Umlaufbahn langperiodischer Kometen abgeleitet wird, die von dort zu stammen scheinen. Die Oortsche Wolke würde die eigentliche Grenze des gravitativen Einflussbereichs der Sonne markieren, weit jenseits dessen, was eine „maßstabsgetreue" Ansicht des Sonnensystems in einem einzigen Bild zeigen kann.

Ein fast flaches System

Von oben betrachtet umkreisen die meisten Planeten, Asteroiden und sogar zahlreiche Kometen die Sonne annähernd in derselben Ebene, der sogenannten Ekliptik — eine direkte Folge der abgeflachten protoplanetaren Scheibe, aus der sie alle hervorgegangen sind. Die Abweichungen von dieser Ebene bleiben bei den meisten Planeten gering: unter 4°, mit der bemerkenswerten Ausnahme von Merkur (7°).

Objekte, die stark von dieser Ebene abweichen — manche langperiodischen Kometen oder der um 17° geneigte Zwergplanet Pluto — verraten in der Regel einen anderen Ursprung oder eine bewegte Bahngeschichte, etwa eine Einfangung oder eine frühere gravitative Störung.

Die Monde, Welten für sich

Das Sonnensystem zählt mehr als 300 bestätigte Monde von einer Vielfalt, die mit der der Planeten selbst konkurriert: Manche, wie Ganymed oder Titan, sind größer als Merkur; andere, wie Phobos, sind nur eingefangene Gesteinsbrocken von wenigen Kilometern Größe. Mehrere eisige Monde — Europa, Enceladus, Titan und vielleicht Triton — sollen unter ihrer gefrorenen Kruste Ozeane aus flüssigem Wasser beherbergen, was sie zu vorrangigen Zielen bei der Suche nach außerirdischem Leben macht — manchmal sogar als vielversprechender eingeschätzt als der Mars selbst.

Anders als die Planeten befinden sich die meisten großen Monde in gebundener Rotation mit ihrem Planeten: Sie brauchen für eine Eigendrehung genau so lange wie für einen Umlauf, sodass sie ihm stets dieselbe Seite zeigen — wie es auch bei unserem eigenen Mond gegenüber der Erde der Fall ist.

Europa, einer der vier großen Monde des Jupiter, zeigt allein schon, warum manche Monde als eigenständige Welten untersucht zu werden verdienen. Seine Oberfläche, eine der glattesten im gesamten Sonnensystem, ist von einem dichten Netz rotbrauner Risse durchzogen, das auf eine intensive geologische Vergangenheit hinweist — vermutlich verursacht durch die Bewegungen einer Eiskruste, die über einem globalen flüssigen Ozean schwimmt, gehalten in flüssigem Zustand durch die gravitative Erwärmung infolge der Gezeitenkräfte des Jupiter, nicht durch das Sonnenlicht, das in dieser Entfernung viel zu schwach ist.

Dieser Ozean unter dem Eis, der schätzungsweise mehr flüssiges Wasser enthält als alle irdischen Ozeane zusammen, macht Europa zu einem der vielversprechendsten Ziele der Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem — ein Thema, das der NASA wichtig genug war, ihm eine eigene Mission zu widmen, Europa Clipper, die derzeit unterwegs ist, um sein Potenzial für Bewohnbarkeit genauer zu untersuchen.