Kinder lernen das Sonnensystem meist als Liste von Namen kennen: Planeten der Reihe nach, einer nach dem anderen. Mehr Spaß macht es, wenn sie sehen können, wie verschieden die Planeten sind, und ein Modell in die Hand nehmen. Hier stehen die Fakten der NASA für ein Sonnensystem für Kinder, ein Hinweis zur Frage nach den „neun Planeten“ und was die Forschung zum Lernen von Größe und Maßstab sagt, mit Quellen.
Die Kurzfassung
- Die NASA sagt: „Unser Sonnensystem hat acht Planeten und fünf Zwergplaneten.“ Pluto galt lange als neunter Planet, bis die Internationale Astronomische Union ihn 2006 als Zwergplaneten neu einstufte.
- Die Planeten unterscheiden sich enorm: Die NASA nennt Jupiter mit 142.984 km Durchmesser und Merkur mit 4.879 km, und die Tage dauern von etwa 10 Stunden auf Jupiter bis zu Monaten auf Merkur und Venus.
- Größen und Entfernungen sind schwer vorstellbar. In einer Studie von 2018 hielt fast die Hälfte der getesteten norwegischen Schüler der Mittelstufe Planeten für größer als Sterne.
Die Planeten der Reihe nach
Die NASA listet die Planeten in der Reihenfolge von der Sonne auf: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Die ersten vier sind die inneren Planeten. Die NASA sagt, sie seien „auch als terrestrische Planeten bekannt, weil sie feste Oberflächen haben“. Die vier äußeren sind Riesen ohne feste Oberfläche. Jupiter und Saturn sind Gasriesen, Uranus und Neptun sind Eisriesen.
Die Sonne ist mit Abstand das größte Ding in der Familie. Wikipedia sagt, sie mache „99,86 % der Gesamtmasse des Sonnensystems“ aus. Die Planeten sind im Vergleich klein.
Wie groß ist jeder Planet?
Das sind die Zahlen der NASA für den Durchmesser jedes Planeten, aus ihrem Planetary Fact Sheet. Die Balken haben denselben Maßstab, sodass Sie den Abstand zwischen den kleinen Gesteinsplaneten und den Riesen sehen können.
- Merkur4.879 km
- Venus12.104 km
- Erde12.756 km
- Mars6.792 km
- Jupiter142.984 km
- Saturn120.536 km
- Uranus51.118 km
- Neptun49.528 km
Quelle: NASA Goddard Space Flight Center, Planetary Fact Sheet.
Ein Tag auf jedem Planeten
Kinder lieben das. Das Fact Sheet der NASA gibt für jede Welt die „Tageslänge“ an. Sie wird als die durchschnittliche Zeit definiert, die die Sonne am Äquator von Mittag zu Mittag braucht, es ist also ein Tag, wie ihn ein dort stehender Mensch sehen würde.
| Planet | Tageslänge (Stunden) | Entfernung von der Sonne (Mio. km) |
|---|---|---|
| Merkur | 4.222,6 | 57,9 |
| Venus | 2.802,0 | 108,2 |
| Erde | 24,0 | 149,6 |
| Mars | 24,7 | 228,0 |
| Jupiter | 9,9 | 778,5 |
| Saturn | 10,7 | 1.432,0 |
| Uranus | 17,2 | 2.867,0 |
| Neptun | 16,1 | 4.515,0 |
Unsere Rechnung, nicht die der NASA: 4.222,6 Stunden sind etwa 176 Erdtage für einen Tag auf dem Merkur, und 2.802 Stunden sind etwa 117 für die Venus. Jupiter, der größte Planet, hat mit 9,9 Stunden den kürzesten Tag. Die NASA merkt außerdem an, dass sich die Venus im Vergleich zur Erde rückwärts dreht.
Neun Planeten oder acht? Was mit Pluto geschah
Viele von uns haben neun gelernt. Die NASA sagt, Clyde Tombaugh habe Pluto 1930 entdeckt und er sei lange als neunter Planet betrachtet worden. Dann fanden Astronomen ähnliche Welten im fernen Kuipergürtel.
2006 schuf die Internationale Astronomische Union (IAU), die weltweite Organisation der Astronomen, die offizielle Definition eines Planeten, und laut NASA stufte sie in jenem Jahr Pluto als Zwergplaneten neu ein. Nach der Zusammenfassung der NASA muss ein Planet die Sonne umkreisen, weitgehend rund sein und genug Schwerkraft haben, um andere Objekte ähnlicher Größe aus seiner Bahn zu räumen. Pluto erfüllt die dritte Regel nicht. Wikipedia datiert die Entscheidung auf den 24. August 2006 (Resolution 6A). Die NASA zählt heute fünf Zwergplaneten: Ceres, Pluto, Haumea, Makemake und Eris.
Wenn jemand von „neun Planeten“ spricht, verwendet er also entweder die Zählung vor 2006 oder zählt Pluto als zusätzliche Welt. Die Tabelle der NASA führt Pluto weiterhin auf: ein Tag von 153,3 Stunden und ein Durchmesser von 2.376 km, viel kleiner als jeder der acht.
Warum ein physisches Modell hilft, Maßstäbe zu veranschaulichen
Größe und Entfernung sind der schwierige Teil. Rajpaul und Kollegen testeten norwegische Schüler der Mittelstufe und Lehramtsstudierende in Physical Review Physics Education Research (2018). Ihr Abstract berichtet, dass viele Menschen auch nach dem Unterricht „fehlerhafte Ansichten und Vorstellungen zu Größen, Entfernungen und der Natur grundlegender astronomischer Objekte hatten“. Der zugehörige Artikel im Magazin Physics ergänzt, dass fast die Hälfte der Schüler der Mittelstufe Planeten für größer als Sterne hielt und dass es nicht einfach ist, Sonne und Planeten in Bildern im richtigen Maßstab zu zeigen.
Behebt ein Modell in der Hand das? Das können wir nicht sagen. Keine Studie, die wir geöffnet haben, testet eine Sonnensystem-Box. Das Nächste, was wir fanden, ist eine Arbeit von 2015 in Psychological Science von Kontra und Kollegen: In einem randomisierten Klassenexperiment „verbesserte eine kurze physische Erfahrung mit den Kräften hinter dem Drehimpuls die Testergebnisse signifikant“ im Vergleich zum Zuschauen. Es ging um Studierende und ein Physikthema, es ist also ein Hinweis auf praktisches Lernen im Allgemeinen, kein Versprechen.
Weltraum-Spielzeug für Kinder: worauf Sie achten können
Ein gutes Modell gibt einem Kind etwas zu tun: jeden Planeten benennen, sie der Reihe nach legen, sie in die Hand nehmen. Wenn es um den Maßstab geht, prüfen Sie, ob ein Spielzeug sagt, dass es maßstabsgetreu ist. Viele sind es nicht, und unseres sagt es auch nicht.
Was wir wählen würden
Unsere Box Nine Planets Crystal Solar System ist genau für diesen praktischen Teil gemacht. Die Produktseite sagt: Öffnen Sie die Holzbox, und die Planeten liegen in einem Bett aus schwarzem Schaumstoff unter einem Deckel, auf den ein Nachthimmel und der Name jedes Planeten gedruckt sind. Nehmen Sie einen heraus, rollen Sie ihn in der Handfläche, finden Sie seinen Namen auf dem Deckel und legen Sie ihn an seinen Platz zurück. Die Planeten sind farbige Kristallsteine, jeder mit eigener Farbe und eigenem Muster. Die Box hat einen Klappdeckel und einen Messingverschluss sowie ein Schaumstoffbett mit einem Platz für jeden Planeten.
Zwei ehrliche Hinweise. Die Seite nennt nicht, für welche neun Körper die Steine stehen, und sie sagt nicht, dass die Steine im Verhältnis zu den echten Planeten stehen, daher behaupten wir beides nicht. Außerdem enthält sie kleine Steine: von Kindern unter 3 Jahren fernhalten.
Wenn Ihr Kind echte Steine mag, hat unser Gemstone Advent Calendar hinter jedem seiner 24 Türchen einen Trommelstein oder ein Mineral (empfohlenes Alter 6+, Kleinteile, nicht für Kinder unter 3 Jahren).
Quellen
- Planets, NASA Science: acht Planeten in der Reihenfolge von der Sonne, innere (terrestrische) und Riesenplaneten, fünf Zwergplaneten.
- Planetary Fact Sheet, NASA Goddard Space Flight Center: Durchmesser, Tageslänge und Entfernung von der Sonne für jeden Planeten und für Pluto.
- Planetary Fact Sheet notes, NASA Goddard: was Tageslänge und negative Rotation bedeuten.
- Dwarf Planets, NASA Science: die IAU-Definition von 2006, die drei Regeln, Pluto neu eingestuft, Tombaugh 1930.
- Dwarf planet, Wikipedia: Resolution 6A, 24. August 2006.
- Solar System, Wikipedia: Die Sonne hat 99,86 % der Masse des Systems.
- Rajpaul et al., Physical Review Physics Education Research 14, 020108 (2018) und Astronomy Students Not Learning the Basics, Magazin Physics: Fehler zu Größen und Entfernungen auch nach dem Unterricht; fast die Hälfte der Schüler der Mittelstufe hielt Planeten für größer als Sterne.
- Physical experience enhances science learning, Kontra et al., Psychological Science, 2015 (PubMed): praktische Erfahrung verbesserte die Testergebnisse in einem Physikkurs an der Hochschule.
