Aufbau des Sonnensystems
Das Sonnensystem enthält eine Vielzahl unterschiedlichster Objekte, von den metergroßen Brocken, die die Ringsysteme bilden bis hin zu Gasriesen mit vielen zehntausend Kilometern Durchmesser. Im inneren Sonnensystem finden wir die vier „terrestrischen” Gesteinsplaneten mit wenigen oder gar keinen Monden. Es schließt sich ein Gürtel mit Millionen Objekten an, die Asteroiden genannt werden. Es gibt da aber auch Zwergplaneten wie Ceres mit etwa tausend Kilometer Durchmesser. Es folgen die vier großen Gasriesen mit vielen Monden und mehr oder weniger ausgeprägten Ringsystemen. Jenseits von Neptun schließt sich ein weiterer Asteroidengürtel an, der Kuiper-Gürtel genannt wird. Er enthält ebenfalls eine Vielzahl von kleineren Objekten, aber auch einige Zwergplaneten wie Pluto oder Eris. Noch weiter draußen befinden sich bis in eine Entfernung von anderthalb bis zwei Lichtjahren Milliarden von Eisbrocken in einem kugelförmigen Halo um das Sonnensystem. Aus dieser Oortschen Wolke gelangen immer wieder neue Kometen ins innere Planetensystem.
Die Entdeckung einer Vielzahl von größeren Körpern in den beiden Asteroidengürteln machte es notwendig, zu definieren, was man zukünftig unter einem Planeten verstehen wollte. Die Internationale Astronomische Union fasste daher auf ihrer Sitzung im August 2006 folgenden Beschluss:
Ein Planet ist gemäß der Definition der Internationalen Astronomischen Union (IAU) ein Himmelskörper,
- der sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne bewegt,
- dessen Masse so groß ist, dass er sich im hydrostatischen Gleichgewicht befindet (und somit eine näherungsweise kugelähnliche Gestalt hat), und
- der das dominierende Objekt seiner Umlaufbahn ist, das heißt, diese über die Zeit durch sein Gravitationsfeld von weiteren Objekten „geräumt” hat.
Eine erste mathematische Beschreibung der Planetenbewegung erfolgte durch Kepler und seine drei Gesetze Anfang des 17. Jahrhunderts. Sie lauten:
Erstes Keplersches Gesetz: Die Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen. In einem ihrer Brennpunkte steht die Sonne.
Zweites Keplersches Gesetz: Ein von der Sonne zum Planeten gezogener Fahrstrahl überstreicht in gleichen Zeiten gleich große Flächen.
Drittes Keplersches Gesetz: Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich wie die Kuben (dritten Potenzen) der großen Halbachsen ihrer Bahnellipsen.
Diese Gesetze lassen sich aus dem Newtonschen Gravitationsgesetz herleiten und gelten daher überall im Universum. Die genauen Planetenbahnen lassen sich allerdings nur berechnen, wenn auch die gegenseitigen Anziehungskräfte der Planeten untereinander und Effekte der Allgemeinen Relativitätstheorie berücksichtigt werden.