Alle Planeten im Sonnensystem strahlen Energie in den Weltraum ab, aber die Jupiterplaneten, die hauptsächlich gasförmig sind, strahlen mehr aus, als sie empfangen, und sie alle tun dies aus unterschiedlichen Gründen. Der Planet, der im Verhältnis zu seiner Größe am meisten leuchtet, ist Saturn, aber auch Jupiter und Neptun strahlen deutlich mehr Energie aus, als sie aufnehmen. Uranus, in vielerlei Hinsicht ein seltsamer Planet, leuchtet von allen Außenwelten des Sonnensystems am wenigsten und strahlt ungefähr so viel Energie aus wie die Erde.
Zusammensetzung der äußeren Planeten
Die Planeten, die jenseits des Asteroidengürtels liegen, haben sich anders gebildet als die sonnennahen. Wahrscheinlich bildete sich zuerst ein Kern aus Eis und Gestein, und als er wuchs, zog seine Gravitation die Wasserstoff- und Heliumgase an, die den Großteil der Atmosphäre jedes Planeten bilden. Als sich diese Gase ansammelten, erzeugten sie im Kern jedes Planeten einen enormen Druck, der hohe Temperaturen erzeugte. Wissenschaftler glauben zum Beispiel, dass die Temperatur im Kern des Jupiter etwa 36.000 Kelvin (64.000 Grad Fahrenheit) beträgt. Die Temperaturen und Drücke sind in den Kernen von Jupiter und Saturn so hoch, dass Wasserstoff in einem metallischen Zustand vorliegt.
Die Hitze der Formation
Die Temperaturen in den äußeren Bereichen des Sonnensystems sind kalt. Die Oberflächentemperatur von Jupiter beträgt minus 148 Grad Celsius (minus 234 Grad Fahrenheit) und die von Neptun minus 214 Grad Celsius (minus 353 Grad Fahrenheit). Dadurch kühlen die äußeren Planeten ab und ein Teil der Energie, die sie ausstrahlen, bleibt bei ihrer Entstehung übrig. Im Fall von Jupiter, der ein größeres Volumen hat als alle anderen Planeten zusammen, dies übrig gebliebene Energie ermöglicht es ihm, mit einer Energie zu strahlen, die ungefähr das 1,6-fache der Energie ist, die es vom Sonne.
Saturn ist kleiner und heller
Saturn ist kleiner als Jupiter und weiter von der Sonne entfernt, daher sollte er dunkler sein, aber tatsächlich leuchtet er mit einer Energie, die 2,3 Mal höher ist als die, die er von der Sonne erhält. Wissenschaftler glauben, dass diese zusätzliche Energie auf ein Phänomen namens Heliumregen zurückzuführen ist. Die schnellere Abkühlung des Saturn ermöglichte die Bildung von Heliumtröpfchen in seiner Atmosphäre, und da sie schwerer als Wasserstoff sind, fallen sie in Richtung des Zentrums des Planeten. Die Reibung, die sie beim Fallen durch die Atmosphäre erzeugen, ist für die zusätzliche Wärme verantwortlich. Diese Erklärung erklärt auch den Mangel an Helium in der oberen Atmosphäre des Saturn.
Neptun leuchtet auch
Neptun ist der äußerste Planet und erzeugt 2,6-mal mehr Energie, als er von der Sonne erhält. Da es jedoch so weit von der Sonne entfernt und die Sonnenwärme so schwach ist, ist diese Energieabgabe kleiner als die Wärmemenge, die Saturn erzeugt. Über die inneren Prozesse von Neptun ist wenig bekannt, aber eine Erklärung für dieses Phänomen ist, dass Methan wird ständig in Kohlenwasserstoffe und Diamant umgewandelt, eine kristalline Form von Kohlenstoff. Diese Umwandlung setzt Energie frei und hat möglicherweise auch einen Ozean aus flüssigem Diamanten geschaffen, der den Kern des Planeten umgibt.
