Eine Sonne und Ihre Planeten gehören nicht zufällig zusammen – sie entstehen systematisch miteinander, wenn sich interstellare Materie zu einem neuen Stern verdichtet, der anfangs von einer Hülle aus Gas und Staub umgeben ist. In bestimmten Regionen konzentrieren sich Staubteilchen, wachsen dort zu größeren Strukturen heran um schließlich mit Hilfe der Gravitation in einem gnadenlosen Konkurrenzkampf Planeten zu bilden. Bernd Lang schildert in diesem knappen und reich illustrierten Buch unserer neuen Astronomie-Reihe gleichsam die physikalische Entstehungsgeschichte der Planeten, deren faszinierende Portraits der Leser ebenso zu sehen bekommt wie jene Merkmale, welche für die heutigen Astronomen von zentraler Bedeutung sind.
/ AUS DEM INHALT: / / /
Vorwort V
1. Einführung 1
1.1 Zusammenfassung und Motivation 1
1.2 Hinweise zum Einsatz in Schule und Unterricht 2
1.3 Planeten als die Wandelsterne am Himmel 3
1.4 Was ist ein Planet - Eine Definition 7
2. Das Sonnensystem heute - ein kurzer Überblick 9
2.1 Merkur 10
2.2 Venus 12
2.3 Erde und Mond 14
2.4 Mars 15
2.5 Jupiter 17
2.6 Saturn 21
2.7 Uranus 23
2.8 Neptun 24
2.9 Der Zwergplanet Pluto, sein Begleiter Charon und der Kuiper-Gürtel 26
2.10 Xena, das bisher größte bekannte Objekt des Kuiper-Gürtels? 28
2.11 Zusammenfassung 30
3. Der schwierige Weg vom Staubkorn zum Planet / Wachstumsmechanismen 33
3.1 Vom Staubkorn zu Planetesimalen 33
3.1.1 Fraktale Strukturen - Der Schlüssel zum Verständnis des Staubwachstums 34
3.1.2 Modelle zum Staubwachstum 38
3.1.3 Zusammenfassung 40
3.2 Von Planetesimalen zu Planeten 42
3.2.1 Simulationen 46
3.2.2 Zusammenfassung 48
4. Konzentrationsmechanismen 51
4.1 Einführung 51
4.2 Wann und warum bewegen sich Staubteilchen anders als Gas 51
4.3 Staubkonzentration durch Sedimentation 53
4.4 Staubkonzentration in Wirbeln 53
4.5 Staubkonzentration entlang von Spiralarmen 56
4.6 Beobachtungen und Experimente 58
4.7 Zusammenfassung 59
5. Die Entstehung von Akkretionsscheiben 61
5.1 Nicht alles im Weltraum ist rund! 61
5.2 Das Geheimnis des Drehimpulstransports oder die Magie der Viskosität 72
5.2.1 Drehimpulstransport und radialer Materialtransport 74
5.3 Drei mögliche Ursachen für Viskosität in einer Akkretionsscheibe 76
5.3.1 Molekulare Viskosität 76
5.3.2 Viskosität durch Turbulenz 76
5.3.3 Viskosität durch magnetische Felder 77
5.4 Zusammenfassung 78
6. Die Entstehung der großen Gasplaneten 81
6.1 Das Massenverhältnis von Staub und Gas 81
6.2 Die Schneegrenze 81
6.3 Eine zweite Zone der Planetenentstehung 82
6.4 Planetenentstehung in zwei Phasen 83
6.5 Grundsätzliches zu Simulationen und Numerischen Experimenten 90
6.6 Zusammenfassung 92
7. Entstehung der Monde 95
7.1 Zwei nahe liegende Mechanismen 95
7.2 Die vier großen Jupitermonde 96
7.3 Die Monde des Mars 98
7.4 Ein schwieriger Fall: Die Entstehung des Erdmondes . 99
7.4.1 Abspaltung des Mondes 100
7.4.2 Das Einfang-Auswurf-Modell 101
7.5 Zusammenfassung 104
Glossar 107
Bildnachweis 115