Planetoiden und andere kleinstkörper des sonnensystems
Das Sonnensystem
1.
Das Sonnensystem
2.
Die Entstehung des Sonnensystems
3.
Die Planeten
Übersicht
Die scheinbaren Bewegungen
Merkur
Venus
Erde
Mars
Jupiter
Saturn
Uranus
Neptun
Pluto
4.
Kleinkörper des Sonnensystems
Planetoiden
Kometen
Meteore
Interplanetare Materie
1. Das Sonnensystem
Das Sonnensystem besteht aus einer größeren Zahl von Himmelskörpern, die durch die Gravitation an unsere Sonne als Zentralgestirn gebunden sind.
Die Hauptkörper dieses Systems sind neben der Sonne die neun Planeten, die ihrerseits wieder, außer Merkur und Venus, von kleineren Himmelskörpern, ihren Monden umkreist werden. Ferner bewegt sich in der Hauptsache zwischen Mars- und Jupiterbahn eine größere Zahl sogenannter Planetoiden (Asteroiden). Eine weitere Gruppe von Körpern des Sonnensystems bilden die Kometen, die Meteore und die aus Staubteilchen, Ionen und freien Elektronen bestehende interplanetare Materie.
Begriffe: - Planeten: kugelförmige Himmelskörper, die sich um die Sonne bewegen, und deren Licht reflektieren
- Sterne : selbstleuchtende Gaskugeln großer Masse und hoher Temperatur
- Monde : meist kugelförmige Himmelskörper, die einen Planeten umlaufen u. das Licht der Sonne reflektieren
Die wahre Bewegung der Planeten
Was bewegt sich?
Um 1500 - Copernicus: Die Erde und die anderen neun Planeten bewegen sich um die Sonne
(heliozentrisches Weltbild)
Wie bewegen sich die Planeten?
Um 1600 - Kepler: Drei Planatengesetze
Warum bewegen sich die Planeten?
Um 1700 - Isaac Newton: Gravitationsgesetz
Größenverhältnisse und Massenverhältinsse
rErde : rJupi = 1 : 10
rErde : rSonne = 1 : 100
mErde : mJupi = 1 : 318
mErde : mSonne = 1 : 330.000
Die Sonnenmasse ist etwa 700 mal so groß, wie alle Planetenmassen zusammen.
Sie macht 99,857 % der Masse des gesamten Planetensystems aus.
2. Die Entstehung des Sonnensystems
I solarer Urnebel: vor ca. 4,5 Mrd. Jahren
unser Planetensystem entwickelte sich wahrscheinlich gleichzeitig mit der Entstehung der Sonne
Abb.1: interstellare Staub- und Gasmassen verdichten sich, Kontraktion setzt ein
II in einer rotierenden Gas- und Staubwolke bildete sich im Zentrum ein Stern (Sonne) und in der Scheibe weitere Materieklümpchen (Embryoplaneten von 1-1000 km Durchmesser)
Abb.
2: Kernfusion setzt im Zentrum ein, Rotation setzt ein
III die Kerntemperatur der Sonne ist auf 10 Mio.°C gestiegen, die massereichen werdenden Planeten ziehen fast alle sie umgebende Materie an
Abb.3: fortschreitende Materieverdichtung
IV heute: 4,6 Mrd. Jahre nach der Entstehung
Kerntemperatur 15 Mio.°C, Oberflächentemperatur: 5800°C / 9 Planeten, zurück geblieben sind Trümmer von Planetoiden, Meteoriten und Kometen
Abb.4: heutiges Sonnensystem
Zusammenstöße, Meteoriteneinschläge etc.
Formten die Planeten. Zum Teil entstanden hohe Temperaturen, die die chemische und physikalische Beschaffenheit stark veränderten.
3. Die Planeten
à Planeten sind kugelähnliche Himmelskörper. Sie umlaufen die Sonne in kreisähnlichen Bahnen (Ellipsen) in fast einer Ebene (Ekliptik) und reflektieren deren Licht. Die Sonne ist das Gravitationszentrum.
Man unterscheidet die inneren und äußeren Planeten auf Grund ihrer Distanz zur Sonne.
Übersicht :
Abb.5: Das Sonnensystem
Name des
Planeten
Umlaufzeit um die Sonne (in Erdjahren)
mittl. Umlauf-geschwindig-keit (in km/s)
Bahnneigung zur Umlaufe-bene der Erde
Umdrehungszeit um die eigene Achse (in Erdzeit)
Winkel zwischen Äquatorebene und Umlaufebene
mittl. Entfer-nung von der Sonne (in AE1)
mittl. Temp-eratur an der Oberfläche
mittl.
Dichte (in g/cm3)
Äquatordurch-messer (rel. Zum Erddurchmesser)2
Masse (rel zur Erde)3
Fluchtge-schwindigkeit (in km/s)
Anzahl der Monde
Anzahl der Ringe
Zeitpunkt der Entdeckung
Symbol
Merkur
0,241
47,8
7,00°
58d15h
36min
0°?
0,39
+350°C (Tag) -170°C (Nacht)
5,44
0,38
0,05
4,25
0
0
Diese Planeten
Venus
0,615
35,0
3,39°
243d
3h50min
178°
0,72
+475°C
5,24
0,95
0,815
10,36
0
0
sind
Erde
1
29,8
0°
23h
56min4,1s
23°27’
1
+22°C
5,52
1
1
11,18
1
0
mit dem
Mars
1,881
24,1
1,85°
24h37min
22,6s
24°
1,52
-23°C
3,93
0,53
0,107
5,02
2
0
bloßem
Jupiter
11,869
13,0
1,31°
9h55min
30s
3°4’
5,20
-123°C (oberer Wolkenrand)
1,33
11,19
317,9
59,64
16
1
Auge zu
Saturn
29,628
9,6
2,49°
10h40min
24s
26°44’
9,54
-18°C (oberer Wolkenrand)
0,69
9,48
95,2
35,41
21
ausgedehntes Ringsystem
erkennen
Uranus
84,665
6,8
0,77°
15h
26min
98°
19,20
-218°C (oberer Wolkenrand)
1,27
4,06
14,5
21,41
17
10
1781
Neptun
165,5
5,4
1,77°
16h3min
29°
30,06
-228°C (oberer Wolkenrand)
1,66
3,81
17,2
23,52
8
3
1846
Pluto
251,9
4,7
17,2°
6d9h22min
50°?
39,6
-230°C?
1,1
0,23
0,003
1,0
1
0
1930
1 1 A.E. (1 Astronomische Einheit) = 149.600.000 km
2 Erddurchmesser: 12.
756 km
3 Erdmasse: 5,97x1024 kg
Die scheinbaren Bewegungen :
innere Planeten
a: Elongation
Erdbahn
Merkur-/Venusbahn
größte
westl. Elongation
größte
östl. Elongation
untere
Konjunktion
obere Konjunktion
Erde
Abb.6: Scheinbare Bewegungen der inneren Planeten
- der Planet scheint um die Sonne zu pendeln
- Sichtbarkeit: . als Morgen- oder Abendstern sichtbar
. niemals um Mitternacht
.
zeigen Phasengestalten
Abb.7: Phasengestalten der Venus
äußere Planeten
Sonne
1
Monat
Erde
Jupiter
Blickrichtung
zum Jupiter
Abb.8: Scheinbare Bewegungen der äußeren Planeten - Überholt der innere (schnellere) Planet Erde den äußeren (langsameren) Planeten, so scheint sich dieser zeitweilig entgegengesetzt zu bewegen, er ist „rückläufig“. Anschließend bewegt er sich wieder in der ursprünglichen Richtung wie die Sonne, nämlich von West nach Ost, er ist wieder „rechtläufig“. Durch diesen Bewegungswechsel bildet die Bahn des Planeten eine Schleife.
rechtläufig
rückläufig
Abb.
9: Schleifenbewegung eines äußeren Planeten - Sichtbarkeit: Äußere Planeten können auch auf der sonnenabgewandten Seite (Nachtseite) der Erde stehen und wären dann die ganze Nacht sichtbar.
Merkur :
Abb. 10: Merkur Wegen seiner großen Sonnennähe ist Merkur nur in der Abend- oder Morgendämmerung beobachtbar. Sein Abstand von der Erde schwankt zwischen 80 und 220 Millionen Kilometern. Seine größte scheinbare visuelle Helligkeit beträgt -0m,2, die Rotationsperiode beträgt 58,65 Tage und seine siderische Umlaufzeit beträgt 87,97 Tage. Da der Planet keine nennenswerte Atmosphäre besitzt, herrschen große Temperaturgegensätze zwischen Tag- (585°K) und Nachtseite (150°K).
Die Oberfläche besitzt erdmondähnliche Formationen.- gehört zu den inneren (erdähnlichen) Planeten
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 57,9x106 km
kleinster Abstand: 46 x106 km
größter Abstand : 70 x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 7,00°
- Äquatordurchmesser: 4878 km
- mittlerer Dichte: 5,43 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 278 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 2°
- Albedo: 0,096
- Merkur besitzt keinen Mond
Venus
Abb.11: Venus Venus gehört zu den inneren (erdähnlichen) Planeten. Bezüglich Masse, Dichte und Radius ist die Venus der Erde sehr ähnlich. In den anderen physikalischen Parametern treten jedoch kaum Gemeinsamkeiten auf. Eine Besonderheit gegenüber allen anderen Planeten ist die langsame Venusrotation von 243 Erdtagen, die entgegengesetzt (retrograd) zur Bahnbewegung um die Sonne gerichtet ist.
Die Länge eines Sonnentages auf der Venus entspricht 117 Erdtagen. Die Atmosphäre der Venus ist völlig anders aufgebaut, als die der Erde. Sie besteht in 24 km Höhe (Druck 17,7 bar) aus 96,4% CO2; 3,4% N2; 0,135% H2O-Dampf; alle anderen Bestandteile liegen im ppm-Bereich (1 auf 1 Million): 200 ppm SO2; 70 ppm O2; 200 ppm He; 20 ppm Ar; 5 ppm Ne. Die Venus wird von einer Wolkenhülle umgeben, deren oberste und mit max. 14 km Dicke stärkste Schicht sich zwischen 56 und 79 km Höhe erstreckt. Die durchschnittliche Temperatur dieser Schicht betrtägt etwa -20°C; in ihr wurde ein großer Anteil von Schwefelsäurepartikeln nachgewiesen.
Das Kohlendioxid, der atmosphärische Wasserdampf sowie die nachgewiesenen festen und flüssigen Schwefelpartikel bewirken die Aufheizung der Venusoberfläche (Treibhauseffekt), so daß Temperaturen bis zu 450°C erreicht werden. Der Druck am Boden beträgt um 90 bar (=9x106 Pa). Die Oberfläche der Venus macht nach Radarmessungen von Bord amerikanischer Venussonden aus einen weitestgehend flachen bis hügelligen Eindruck. Auf der Nordhalbkugel wurde jedoch ein Hochplateau von 3200km Länge und 1600km Breite entdeckt, das fast 5km höher als die Umgebung ist und an dessen Rändern sich drei große Berggruppen mit bis zu 12.000m über das Grundniveau der Venus erheben. Ferner wurde ein 250km breites und mindestens 1500km langes Kluftsystem aufgefunden, in dem sich eine etwa 6,5 km tiefe und etwa 400 km lange Spalte befindet.
- Abstand von Sonne:
mittlerer Abstand: 108,2x106 km
kleinster Abstand: 107,5x106 km
größter Abstand : 108,9x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 3,39°
- Äquatordurchmesser: 12.104 km
- mittlere Dichte: 5,24 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 860 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 3°
- Albedo: 0,6
- Venus besitzt keine Monde
Erde
Abb.12: Die Erde - der blaue Planet
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 149,6x106 km
kleinster Abstand: 147 x106 km
größter Abstand : 152 x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 0°
- Äquatordurchmesser: 12.756 km
- mittlerer Dichte: 5,515 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 978 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 23°27’
- Albedo: 0,37
- die Erde besitzt 1 Mond
Mars
Abb. 13: Mars Der Mars gehört zu den inneren (erdähnlichen) Planeten. Außer der Erde ist der Mars der einzige Planet, bei dem es möglich ist, durch seine Atmosphäre auf die feste Oberfläche zu blicken.
Seine Entfernung zur Erde schwankt je nach Stellung der beiden Planeten auf ihren Bahnen zwischen rund 400 Mio km und 56 Mio km. Der Marstag ist nur wenig länger als ein Erdentag (24h37min). Die Neigung der Äquatorebene (23°59’) führt wie bei der Erde zu einem Wechsel des Einfallswinkels der Sonnenstrahlen und damit zu Jahreszeiten. Messungen der amerikanischen Raumflugkörper ergaben, daß die Marsatmosphäre bis in 230 km Höhe reicht (Temperatur 200°K = -73°C). Die Marsatmosphäre besteht in Bodennähe aus Kohlendioxid (95%), Stickstoff (weniger als 0,4%), Wasserdampf (zwischen 0,01 und 0,1%, stark variabel), Kohlenmonoxid (weniger als 0,16%) und Spuren der Edelgase Krypton und Xenon. Der Atmosphärendruck an der Oberfläche des Planeten beträgt rund 8mbar.
Temperaturmessungen amerikanischer Raumsonden ergaben durchschnittliche Tagestemperaturen zwischen +13°C und -53°C und Nachttemperaturen zwischen -53°C und -100°C. Die tiefste gemessene Temperatur betrug 134°K (-139°C), unmittelbar am Südpol, der zum Zeitpunkt der Messung in der lokalen Winterperiode war. Die gefundene tiefste Temperatur bedeutet, daß in der Winterperiode über dem Polgebiet atmosphärisches Kohlendioxid ausfriert und als Eis deponiert wird. Die Sommertemperatur ergab gleichzeitig 205°K (-68°C); demnach dürfte die permanente Polkappe im Sommer aus normalem Wassereis bestehen. Als charakteristische Oberflächenformen kommen neben Vulkanen und durch Meteoriteneinschlag entstandene Krater auch Sanddünenfelder, Risse, Spalten u.a.
Bruchsysteme sowie 1000km lange und bis zu 250km breite flußähnliche Vertiefungen vor.- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 227,9x106 km
kleinster Abstand: 206,7x106 km
größter Abstand : 249,2x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 1,85°
- Äquatordurchmesser: 6794 km
- mittlere Dichte: 3,93 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 372 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: 23°59’
- Albedo 0,154
- Mars besitzt 2 Monde (Phobos und Deimos)
Jupiter
Abb. 14: Jupiter Der Planet Jupiter ist der größte und massereichste Planet des Sonnensystems; er gehört zu den hellsten Objekten des Himmels. Je nach der Stellung von Jupiter und Erde ändert sich der Abstand des Planeten von der Erde zwischen588 Mio und 967 Mio km. Schon bei Betrachtung des Jupiters mit kleinen Fernrohren fällt seine starke Abplattung auf, die er infolge seiner schnellen Rotation besitzt. Jupiter rotiert in weniger als 10 h um seine Achse, die fast senkrecht auf seiner Bahnebene steht.
Ferner kann man auf der Oberfläche parallel zum Planetenäquator mehrere dunkle und helle wolkenartige Streifen und den seit 1878 ständig beobachteten „Großen Roten Fleck“ sehen. Jupiter übertrifft die Erde im Durchmesser um das Elffache und besitzt eine Masse von 318 Erdmassen. In der Atmosphäre konnten bisher Wasserstoff, Deuterium, Helium, Methan und Ammoniak nachgewiesen werden. Die Temperatur an der Wolkenobergrenze liegt bei -145°C (128°K). Außer einem Ring, der maximal 30 km „dick“ und 8000 km breit ist und sich in einer Entfernung von etwa 128.300 km vom Planeten erstreckt, besitzt Jupiter 16 Monde, deren vier größte (von Galilei entdeckt) bereits in einem guten Feldstecher zu sehen sind.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 779x106 km
kleinster Abstand: 740x106 km
größter Abstand : 815x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 1,31°
- Äquatordurchmesser: 142.984 km
- mittlerer Dichte: 1,33 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 2288 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 3°04’
- Albedo: 0,52
- größte scheinbare Helligkeit: -2m,5
- Jupiter besitzt 16 Monde
Saturn Abb. 15: Saturn
Saturn ist der griechischen Sage nach ein alter Bauerngott. Er ist der zweitgrößte Planet in unserem Sonnensystem und gehört zu den Jupiterähnlichen. Er unterscheidet sich in seiner Größe nur wenig von Jupiter. Auch seine Atmosphäre ist der des Jupiter ähnlich und besteht v.
a. aus Wasserstoff und Helium mit Beimischungen von Ammoniak und Methan; ferner beobachtet man streifige Wolkenstruktur. Ein vollständiger Umlauf um die Sonne dauert bei einem Abstand von 9,54 A.E. 29,46 Jahre. Durch seine schnelle Rotationsgeschwindigkeit (1 Umdrehung um die eigene Achse dauert 10h40min24s) kommt es zu einer starken Abplattung des Globusses.
In seiner Atmosphäre toben Stürme zehnmal so schnell wie bei uns auf der Erde. Die Auffälligkeit des Saturns ist sein ausgeprägtes Ringsystem. Die Auswertung der von den amerikanischen Raumsonden „Voyager 1“ und „Voyager 2“ beim Vorbeiflug am Saturn (November 1980 bzw. August 1981) gelieferten Daten ergab, daß Saturn ein kompliziertes, aus mehreren Einzelringen bestehendes Ringsystem besitzt. Die Einzelringe wiederum bestehen aus Eisbrocken und eisbedeckten Gesteinsbrocken. Desweiteren besitzt Saturn mindestens 21 Monde, deren größter, Titan, eine Atmosphäre besitzt, die v.
a. aus Wasserstoff und Methan besteht. Die durchschnittliche Temperatur auf der Titanoberfläche liegt bei etwa -160°C (113°K). - Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 1432x106 km
kleinster Abstand: 1343x106 km
größter Abstand : 1509x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 2,49°
- Äquatordurchmesser: 120.536 km
- mittlerer Dichte: 0,70 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 905 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 26°44’
- Albedo: 0,76
- größte scheinbare Helligkeit: +0m,7
- Saturn besitzt 21 Monde und ein ausgedehntes Ringsystem
Außendurchmesser Außenring: 278.600 km
Innendurchmesser Kreppring: 144.
000 km
Das Ringsystem ist um 26°44’ zur Umlaufebene geneigt und ist zu bestimmten Zieten nicht sichtbar.
20 km breit (Ringe)
Cassinische Teilung
(5000 km breit)
Außenring
Innenring
Kreppring (Florring)
Abb.16: Ringsystem des Saturns r/2
r/2
Kern: Gestein, Metalle
H2 - metallisch
Atmosphäre (H2, He, NH3, CH4)
Vielzahl von Wolkenbändern bzw. -zonen
(Zonen: hell, Bänder: dunkel)
H2 - flüssig
- mittlere Dichte des Saturns: 0,69 g/cm3 (kleiner als Dichte von H2O)
- Oberflächentemperatur: -150°C
Abb. 17: Aufbau des Saturns
Saturn besitzt 21 Monde (u.a.
Tethys, Dione, Rhea, Titan, Japetus)
Titan: à Saturns größter Trabant
(einzigster Mond mit dichter Atmosphäre)
- Titanen à griechisches Göttergeschlecht, das von Uranus und Gäa abstammt
- Durchmesser: 5150 km
- gleicht den inneren, erdähnlichen Planeten
- Gesteinskern / Atmosphäre (1,5x Erdatmosphärendruck; besteht aus N2; à kein Treibhauseffekt)
- Oberfläche: Orangefarbene Wolken, welche an den Rändern blaue Dunstschleier aufweisen
Abb. 18: Die Monde des Saturns
Uranus
Abb. 19: Uranus Dieser von F. W. Herschel am 13. März 1781 entdeckte Planet unterscheidet sich durch die Lage der Rotationsachse, die fast genau in seiner Bahnebene liegt, von allen anderen Planeten.
Aus den beim Vorbeiflug der Raumsonde „Voyager 2 im Januar 1986 gewonnenen Daten geht hervor, daß Uranus eine Atmosphäre (Temperatur um -200°C) aus über 80% Wasserstoff und 10 bis 15% Helium besitzt; wolkenartige Gebilde konnten ein Methaneisnebel identifiziert werden. Uranus besitzt ein aus 11 dünnen Ringen bestehendes Ringsystem sowie 5 größere, 10 kleinere und 2 1997 entdeckte Monde.- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 2884x106 km
kleinster Abstand: 2735x106 km
größter Abstand : 3005x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 0,77°
- Äquatordurchmesser: 51.120 km
- mittlerer Dichte: 1,27 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 777 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 98°
- Albedo: 0,51
- größte scheinbare Helligkeit: +5m,5
- Uranus besitzt 17 Monde
Neptun
Abb. 20: Neptun Entdeckt wurde Neptun 1846, nachdem seine Existenz auf Grund der Störungen, die er auf die Bahn von Uranus ausübt, vorhergesagt worden war. Durch Vorbeiflug der Raumsonde „Voyager 2“ im August 1989 konnten bessere Daten über Neptun gewonnen werden.
Neptun besitzt eine hauptsächlich aus Methan bestehende Atmosphäre. Die Oberflächentemperatur beträgt 37°K (= -236°C). Neptun besitzt ein Ringsystem aus zwei schmalen (10 bis 15 km) und sehr viel breiteren Ringen. Acht Monde umkreisen den Planeten.- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 4509x106 km
kleinster Abstand: 4456x106 km
größter Abstand : 4537x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 1,77°
- Äquatordurchmesser: 49.526 km
- mittlerer Dichte: 1,71 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 1100 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 29°
- Albedo: 0,35
- größte scheinbare Helligkeit: +7m,8
- Neptun besitzt 8 Monde
Pluto
Abb.
21: Pluto
Der erst 1930 entdeckte Planet besitzt die größte mittlere Entfernung aller Planeten von der Sonne. Zwischen 1970 und 2008 allerdings ist Neptun sonnenfernster Planet, innerhalb dessen fast kreisförmiger Bahn die stark elliptische Bahn von Pluto in diesem Zeitraum verläuft. Pluto besitzt einen Mond mit dem Namen „Charon“, welcher 1978 entdeckt wurde und eine Umlaufzeit von 6,4 Tagen aufweist.- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 5966x106 km
kleinster Abstand: 4425x106 km
größter Abstand : 7375x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 17,2°
- Äquatordurchmesser: 2.300 km
- mittlerer Dichte: 2,03 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 0,4 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 122°
- Albedo: 0,4
- größte scheinbare Helligkeit: +14m,9
- Pluto besitzt 1 Mond (Charon)
4. Kleinkörper des Sonnensystems
Planetoiden :
à auch Asteroid oder kleiner Planet genannt.
Im Vergleich zu den großen Planeten handelt es sich um kleine Körper unseres Planetensystems von zumindest unregelmäßiger Gestalt. Planetoiden bestehen aus Materie, die sich zur Zeit der Planetenbildung nicht verbinden konnte. Zwischen der Mars- und Jupiterbahn kreisen über 50.000 (!) dieser Kleinstplaneten um die Sonne. Ein Zusammenstoß mit anderen Planeten ist nicht ausgeschlossen. Am 18.
Januar 1991 bewegte sich ein Planetoid an der Erde vorbei. Der Abstand betrug nur 170.000 km ! Das Objekt hatte einem Durchmesser von etwa 9 m.
Große Planetoiden: 1 Ceres, 3 Juno, 7 Iris, 11 Parthenope
Abb.22: Die Planetoidenbahn
Kometen :à Kometen sind Kleinstkörper des Sonnensystems. Sie bestehen im wesentlichen aus ihrem eisigen Kern, welcher oft als "schmutziger Schneeball" bezeichnet wird, da er zum Hauptteil aus Gesteinstrümmern, gefrorenem Wasser, Ammoniak, Methan und Staub besteht.
Sie bewegen sich auf langgestreckten, ellipsenförmigen Bahnen um die Sonne. Kometen werden oft plötzlich und unerwartet entdeckt, wenn sie sich in Sonnennähe (2 A.E.) befinden, denn dann beginnt der eisige Kern zu schmelzen und Gase auszustoßen. Diese werden vom sog. Sonnenwind (ein Strom von geladenen Partikeln von der Sonne) mitgerissen und zum Leuchten angeregt (Plasmaschweif) bzw.
reflektieren das Sonnenlicht (Staubschweif). Diese markante Erscheinung beobachten wir als stets von der Sonne weggerichteten Schweif.
Abb. 23: exzentrische Kometenbahn
periodischer Komet nicht - periodischer Komet
- mit gewisser Regelmäßigkeit zu - Wiederkehr kann nicht berechnet
beobachten werden ( Umlaufzeiten zu groß)
- 1 Sonnenumrundung zwischen - parabolische Bahnen
3,3 und mehr als 150 Jahren
letzte helle Kometen: 1976 ( West ) 300.000 Jahre Umlaufzeit
1996 ( Hyakutake ) 30.000 Jahre Umlaufzeit ?
1997 ( Hale-Bopp ) 2.
700 Jahre Umlaufzeit
bekanntester Komet: Komet 1P/Halley 76 Jahre Umlaufzeit
Abb. 24: Kometenschweif
Kern + Koma = Kopf
Kopf: - besteht aus Ansammlungen aus meteorit. Material ( Gestein, Eisbrocken, gefrorene Gase -> H2O, NH3, CH4,
CO2 u.a. )
- wird von nebliger Gashülle ( Koma ) umgeben
- Verdampfung der Materie durch Sonneneinstrahlung; Herausstoßen in den Raum durch Strahlungsdruck der
Sonne -> Ausbildung eines Schweifs
Der Halley`sche Komet (1 P/Halley)
Abb. 25: Der Komet Halley
Der Komet Hyakutake ( C/1996 B2 )
Abb.
26: Komet C/1996 B2 Hyakutake Der Komet "Hyakutake" (Bezeichnung C/1996 B2), welcher am 29.Januar 1996 von dem japanischen Amateurastronomen Yuji Hyakutake entdeckt wurde, bewegte sich auf seiner stark exzentrischen Bahn um die Sonne im Frühjahr des Jahres 1996 in einem astronomisch rel. geringen Abstand von nur 15 Mio. km an der Erde vorbei (geringster Abstand am 26. März 1996). Diese Strecke entspricht nur etwa einem Zehntel (!) der Distanz Erde-Sonne ! Die Beobachtungsbedingungen waren auf der Nordhalbkugel besonders günstig.
Hyakutake versprach also ein besonders heller Komet zu werden, und er enttäuschte die Astronomen nicht. Hyakutake präsentierte sich uns mit einem überaus langen bläulichen Plasmaschweif. Als er sich später der Sonne näherte, zeigte er auch einen Staubschweif. Außerdem überraschte er die Astronomen mit einer gewaltigen Wasserstoffaura um seinen Kern.
Der Komet Hale-Bopp (C/1995 O1)
Abb. 28: Komet C/1995 O1 Hale-Bopp Der Komet "Hale-Bopp" (Bezeichnung C/1995 O1) bewegte sich auf seiner stark exzentrischen Bahn um die Sonne im Frühjahr des Jahres 1997 in einem Abstand von ca.
200 Mio. km an der Erde vorbei. Die Beobachtungsbedingungen waren auf der Nordhalbkugel zur Zeit des Periheldurchgangs besonders günstig.
Entdeckt wurde der "Jahrhundertkomet" am 22. Juli 1995 fast zeitgleich von Alan Hale in Cloudcraft, New Mexico und Thomas Bopp in Stanfield, Arizona als sie den Sternhaufen M 70 im Sternbild des Schützen betrachteten. Schon zu dieser Zeit war Hale-Bopp ein Rekordkomet.
Noch nie wurde ein Komet in so großer Sonnenentfernung entdeckt. Hale-Bopp befand sich zu diesem Zeitpunkt noch außerhalb der Jupiterbahn! Über die wahrscheinliche Helligkeit des Kometen zur Perihelstellung wurde jedoch nur vorsichtig spekuliert, denn ein Komet ist in solchen Dingen unberechenbar. Gespannt verfolgte man die Helligkeitsentwicklung des Kometen. Zur Jahreswende 1996/97 stand man der Auffassung, Hale-Bopp würde ein besonders heller Komet werden, noch sehr skeptisch gegenüber, da er zu diesem Zeitpunkt die vorherberechnete Helligkeit nicht erreichte. Doch schon Ende Januar entwickelte sich der Komet prächtig, so daß er schon bald eindeutig mit dem bloßem Auge als Komet am Morgenhimmel zu identifizieren war. Der Komet Hale-Bopp war wesentlich weiter von der Erde entfernt als sein Vorgänger Hyakutake, erreichte aber eine noch größere Helligkeit.
Dies lag daran, daß Hale-Bopp einen besonders großen Kern hatte und ungewöhnlich viele Tonnen Gas und Staub freisetzte, die eine spektakuläre Schweiferscheinung entwickelten und ihn so zu einem besonders auffälligen Objekt am Himmel machten. Er zog seine Bahn durch die Sternbilder der Milchstraße und war somit ein reizvolles fotografisches Objekt.
Hale-Bopp durchlief am 1. April sein Perihel, wenige Tage nachdem er seinen geringsten Abstand zur Erde erreichte. An diesem Tag war die Freisetzung von Staubteilchen und ionisiertem Gas besonders hoch und der Komet erreichte eine Schweiflänge von 20 Grad und eine absolute Helligkeit (im Abstand von 1AE von Sonne und Erde) von -1.3mag.
Das bedeutet, Hale-Bopp war am Abendhimmel neben der Sonne und dem Mond das hellste kosmische Objekt. Außerdem war Hale-Bopp somit der dritthellste Komet, der je beobachtet wurde. Er dominierte am nächtlichen Himmel mit einem prächtigen Staubschweif und einem langen bläulichen Plasmaschweif. Eine verblüffende Neuentdeckung für die Forscher war der Natriumschweif. Einen solchen hatte man vorher noch nie beobachtet. Im Teleskop erkannte man um den Kern herum mehrere spiralförmige Schalen.
Diese "Jets" entstanden durch den Austritt vom Staub und Gas aus dem rotierenden Kometenkern.
Meteore :
à ,,Sternschnuppen´´ ( Größe des verglühenden Gesteins: stecknadelkopfgroß ) Die hervorgerufenen Lichterscheinungen beim Atmosphäreneintritt werden als Meteore bezeichnet. Die meisten Meteore gehören bestimmten Strömen an. Diese Ströme stehen im Zusammenhang mit Wolken größerer und kleinerer Partikel, die bei langsamer Auflösung von Kometen entstehen.
- man unterscheidet je nach Stärke der Lichterscheinung :
1 teleskopische Meteore
. mit bloßem Auge nicht sichtbar
.
werden durch Meteoroide mit Massen von bis zu 0.0001 g hervorgerufen
2 Sternschnuppen
. werden von Meteoroiden mit Massen von bis zu 10 g verursacht
. verdampfen bis auf winzige Restkörper
3 Bolide / Feuerkugeln
. Helligkeit größer als die mittlere Helligkeit des Planeten Venus
. gelangen als Meteorite bis zum Erdboden
.
Massen bis zu 4 kg ( sehr selten )
. erzeugt bei Aufschlag neben Lichterscheinung auch donnerartiges Geräusch
. hinterläßt Krater, starke Verwüstungen ( verheerende Feuerkugel )
. Steinmeteorite 92%, Eisenmeteorite 6%, Stein-Eisen-Meteorite 2%
. Alter: Steinmeteorite 1-4 Mrd. Jahre / Eisenmeteorite 6 Mrd.
Jahre
Interplanetare Materie :
à zwischen Sonne und Planeten vorhandene Materie
- enthält Staub, mikrometeorid. Kleinkörper sowie Plasma ( best. aus Wasserstoffatomen, und -ionen, Elektronen )- mittlere Dichte: zw. 10-19 und 10-22 g/cm3
- geht von der Sonne aus ( Sonnenwind )
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