Geophysik 223 Allgemeine Geophysik (13) Planeten (Auswahl)

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1 Geophysik 223 Allgemeine Geophysik (13) Planeten (Auswahl)

2 Geophysik 224 Saturn (1) Saturn würde also, ein entsprechend großes Becken vorausgesetzt, auf dem Wasser schwimmen. Der „Herr der Ringe“. Mit einem Äquator-Durchmesser von ~ km ist er nach Jupiter der zweitgrößte Planet in unserem Sonnensystem. Er besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium, die Dichte ist mit etwa 0.7 g/cm3 geringer als die von Wasser. Die Windgeschwindigkeiten in seiner Atmosphäre erreichen mehr als 1500 km/h (Bildquelle, auch für die folgenden Folien: Cassini-Sonde, NASA/ESA).

3 Geophysik 225 Saturn (2) Die „Ringnatur“ der Ringe 1656 vom holländischen Astronomen Christiaan Huygens entdeckt. Besonders auffällig sind Saturns Ringe, die ein gewaltige radiale Ausdehnung, aber eine extrem geringe Dicke von 10 – 100 m aufweisen. Sie wurden 1610 von Galileo Galilei entdeckt, aber nicht als solche erkannt. Zwischen den Ringen A und B liegt die Cassinische Teilung (links). Sie (und die Sonde) ist nach Giovanni Domenico Cassini benannt, der sie 1675 entdeckte. Rechts: Der Mond Dione knapp über den dünnen Ringen.

4 Geophysik 226 Saturn (3) Der Mond Dione über der Ring-Ebene, darüber der Schatten, den die Ringe auf die Wolkendecke des Saturn werfen. Die Ringe bestehen hauptsächlich aus Wassereis (Brocken von ~1 cm bis ~10 m).

5 Geophysik 227 Saturn (4) Bild des „Todessterns“ mit Dank an G. Lucas. Das auffälligste Merkmal an Mimas ist der 130 km große Herschel-Krater, der damit fast ein Drittel des Mond-durchmessers ausmacht. Der Kraterwall ist fast 5 km hoch, der Boden liegt teilweise 10 km unter dem umgebenden Gelände und der Zentralberg erhebt sich etwa 6 km über den Boden. Ein etwas heftigerer Impakt hätte den Mond zerstört. Der Materialmangel in der Cassinischen Teilung wird durch den „Todes-stern“-Mond Mimas verursacht (links: über den Ringen, recht: im Detail).

6 Geophysik 228 Saturn (5) Die Ringe haben nicht mehr Gesamtmasse als der Mond Mimas (400 km Durchmesser). Wahrscheinlich sind sie die Reste eines zerstörten Mondes.

7 Geophysik 229 Saturn (6) Saturns Ringsystem ist in sieben Haupt-ringe aufgeteilt. Benannt wurden sie in der Reihenfolge ihrer Entdeckung, nicht nach ihrer Entfernung zum Planeten. Vom Saturn ausgehend werden sie als D, C, B, A, F, G und E Ring bezeichnet (oben). Der kleine Mond Pan (links) bewegt sich als „Schäfermond“ direkt in der Enke-Teilung, am äußeren Rand des A-Ringes.

8 Geophysik 230 Saturn (7) Der Mond Enceladus hat einen Durch-messer von etwa 500 km. Die Oberfläche besteht aus reinem Wassereis mit einer extrem hohen Albedo von 99 %. Dadurch beträgt die Oberflächentemperatur nur ca °C. Teile der Oberfläche (mit wenig Kratern) sind geologisch sehr jung. Der Mond muss also geologisch aktiv sein.

9 Geophysik 231 Saturn (8) Der Mond Enceladus. Besonders auffällig sind die so genannten „Tigerstreifen“ (blau).

10 Geophysik 232 Saturn (9) Im Bereich der „Tigerstreifen“ ist die Temperatur höher als in der Umgebung (oben, IR Aufnahmen). Zu allgemeinen Verblüffung ist die Temperatur am Südpol deutlich höher als am Äquator (links oben). Hier kommt es auch zu Wasserdampf-Ausbrüchen (Kryovulkanismus) (links). Die daraus entstehenden Eiskristalle versorgen den E-Ring mit Material.

11 Geophysik 233 Saturn (10) Der Mond Iapetus hat einen Durchmesser von etwa 1400 km, er hat offenbar einen (richtigen) Äquatorwulst mit bis zu 13 km Höhe bei nur ca. 20 km Breite. Der Grund dafür ist derzeit noch völlig unklar. Iapetus hat außerdem zwei völlig unter-schiedliche Seiten. Die eine (in „Fahrt-richtung“ vorne) gehört mit einer Albedo von 3-5 % zu den dunkelsten Oberflächen des Sonnensystems. Die andere (unten, Voyager 2 Aufnahme) weist eine Albedo von etwa 60 % auf. Hier gibt es noch genug Arbeit für Jung-Geophysiker.

12 Geophysik 234 Saturn (11) Der Mond Hyperion ist für seine Größe verblüffend unregelmäßig geformt (und hält sich damit nicht an die Vorlesungs-Regeln). Er besitzt eine Ausdehnung von 360×280×225 km und ist damit der größte nicht ~ kugelförmige Körper im Sonnensystem. Hyperions Rotation ist chaotisch, seine Rotationsachse ändert sich in völlig unvorhersehbarer Weise. Offenbar ist Hyperion ein Bruchstück eines größeren Ursprungskörpers, der bei einem Impakt-Ereignis zerbrochen ist. Auf seiner Oberfläche ist ein riesiger, etwa 10 km tiefer Krater mit einem Durchmesser von 120 km sichtbar.

13 Geophysik 235 Saturn (12) Der Mond Titan besitzt einen mittleren Durch-messer von 5150 km und ist damit größer als Merkur. Er hat eine dichte Atmosphäre mit Stickstoff als Hauptbestandteil (ähnlich wie die Erde, aber sogar 94 %) und einem Bodendruck von etwa 1.5 bar. Titan ist vollständig von organischem Dunst umgeben. Bei einer Oberflächentemperatur von etwa –180°C kommt es zu Methan-Regen. Der Mond Titan wurde am 25. März 1655 von Christiaan Huygens entdeckt. Nach ihm ist die Sonde, die auf Titan gelandet ist, benannt.

14 Geophysik 236 Saturn (13) Der Mond Titan wurde am 25. März 1655 von Christiaan Huygens entdeckt. Nach ihm ist die Sonde, die auf Titan gelandet ist, benannt. Im Jänner 2005 landete Huygens erfolgreich auf Titan (als erste europäische Sonde auf einem anderen Planeten bzw. Mond). Oben links: Der erste Blick unter der Wolkendecke, rechts: Aussicht vom Landeplatz. Radar-Aufnahmen von Cassini (links) bestätigten Mitte 2006 das Vorhandensein von Methan-Seen (mit Durchmessern von 3 bis 70 km).

15 Geophysik 237 Saturn (14) Der Mond Titan wurde am 25. März 1655 von Christiaan Huygens entdeckt. Nach ihm ist die Sonde, die auf Titan gelandet ist, benannt.

16 Geophysik 238 Pluto Die Sonde „New Horizons“ ist im Jänner 2006 zum Pluto gestartet, dem letzten Planeten (?) in unserem Sonnensystem, der bis jetzt noch keinen „Besuch“ von der Erde hatte. Trotz einer Geschwindigkeit von ~ km/h wird sie Pluto erst 2015 erreichen.

17 Geophysik 239 Pluto – Nachtrag 2006 war für Pluto ein ereignisreiches Jahr. Erst wurden mittels Aufnahmen des Hubble Space Telescope zwei neue Monde entdeckt: Nix und Hydra (Links, Quelle: HST), dann verlor Pluto auf Beschluss der IAU (International Astronomical Union) seinen Status als Planet. Er ist nun laut Definition ein „Zwergplanet“, sein neuer Name ist: Pluto. Die Entscheidung der IAU ist allerdings heftig umstritten, es regt sich Widerstand (z.B. unten, Quelle:

18 Eris http://www.iau.org/
Geophysik 240 Eris The IAU therefore resolves that planets and other bodies, except satellites, in our Solar System be defined into three distinct categories in the following way: (1) A planet is a celestial body that (a) is in orbit around the Sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and (c) has cleared the neighbourhood around its orbit. (2) A "dwarf planet" is a celestial body that (a) is in orbit around the Sun, that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, (c) has not cleared the neighbourhood around its orbit, and (d) is not a satellite. (3) All other objects, except satellites, orbiting the Sun shall be referred to collectively as "Small Solar System Bodies". Schuld an der ganzen „Pluto-Misere“ ist 2003 UB313, „sie“ wurde inzwischen (passenderweise) Eris getauft, nach der Göttin der Zwietracht in der griechischen Mythologie (die mit dem Apfel). Der kleine Mond von Eris heißt Dysnomia, nach der Tochter von Eris, der Dämonin der Ungesetzlichkeit (Bildquelle: HST).

19 Das neue Sonnensystem – Episode 1
Geophysik 241 Das neue Sonnensystem – Episode 1 Hier war die IAU Anfang September 2006 etwas voreilig (oben, 11 Planeten, Pluto und Charon als Doppelplanet). Die „neuen Planeten“ (links) bestanden die Abstimmung nicht. Schon wenige Tage später sah das Sonnensystem plötzlich so aus:

20 Das „neue“ Sonnensystem
Geophysik 242 Das „neue“ Sonnensystem Das „neue“ Sonnensystem hat nur noch 8 Planeten, 4 terrestrische und 4 Gasplaneten (Quelle: IAU). Pluto ist nun ein Zwergplanet. So wie auch Ceres, der größte Körper im Asteroidengürtel und 2003 UB313 (Eris), der größte Körper im Kuipergürtel (und damit auch größer als Pluto).

21 Geophysik 243 Allgemeine Geophysik Jan 2007 – Der hellste Komet seit Jahrzehnten: McNaught (Bild: R. McNaught, Film: SOHO).

22 Geophysik 244 Allgemeine Geophysik Ende der Vorlesung