Das Universum: Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien Robert Seeberger

Präsentation zum Thema: "Das Universum: Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien Robert Seeberger"—  Präsentation transkript:

1 Das Universum: Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien Robert Seeberger
Pädagogische Hochschule, Feldkirch Robert Seeberger

2 Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien
Das Universum: Vom Mond bis zu den fernsten Galaxien Do : Orientierung am Nachthimmel; Sonnenprojektionsgerät „Solarscope“ Kurze Geschichte der Astronomie; Unser Sonnensystem Do : Struktur der Milchstraße; Die Welt der Galaxien; Kosmologie – die Lehre von der Entstehung des Universums Dritter Termin: Mondbeobachtung durch ein Fernrohr

3 Orientierung am Himmel
Uhrzeit, Datum Himmelrichtung Sternbilder, Fixsterne Planeten

4 Drehbare Sternkarte

5 Einstellung auf Datum und Uhrzeit

6 Blick nach Norden Erstellt mit Cartes du Ciel, Prof. Manfred Huber Die Sternbilder die nicht untergehen nennt man zirkumpolar.

7 Blick nach Norden Animation dazu über 24 Stunden Erstellt mit Cartes du Ciel Die Sternbilder die nicht untergehen nennt man zirkumpolar.

8 Zirkumpolare Sternbilder
DUDEN Basiswissen Schule Astronomie Erstellt mit Cartes du Ciel Die Ursache liegt darin, dass unsere Horizontebene schräg zur Erdachse liegt.

9 Blick nach Osten Durch die Erdrotation gehen im Osten die Sterne auf
Im Osten gehen die Sterne auf Erstellt mit Cartes du Ciel Durch die Erdrotation gehen im Osten die Sterne auf

10 Blick nach Westen und im Westen unter Im Westen unter
Erstellt mit Cartes du Ciel und im Westen unter

11 Wo finden wir die Planeten am Himmel
Animation vom bis Manchmal flitzt noch der MOND durch Bild !!! Erstellt mit Cartes du Ciel Hier die Bewegung des Mars über 6 Monate hinweg.

12 Erklärung der Planetenbahnen
DUDEN Basiswissen Schule Astronomie Ptolemäus erklärte 100 n.Chr. die Bahnen durch seine Epizykeltheorie.

13 Erklärung der Planetenbahnen
DUDEN Basiswissen Schule Astronomie Die Erklärung von Kopernikus 1543 war dann um einiges logischer.

14 Die Eigenbewegungen der Sterne
DUDEN Basiswissen Schule Astronomie Der Große Wagen heute und in 1 Million Jahren

15 Die Präzession der Erde
Durch Kreiselwirkung präzisiert die Erde einmal in rund Jahren VA Diasatz Unten sehen wird die Situation nach Jahren

16 Die Präzession der Erde
Erstellt mit Cartes du Ciel Heute steht die Sonne am 4.3. im Wassermann, vor 2000 Jahren war die Sonne in den Fischen Die Verschiebung ergibt sich durch die Präzession die in 2000 Jahren rund ein Sternbild ausmacht Links sehen wir die wahre Position der Sonne am im Wassermann und nicht wie astrologisch in den Fischen. Rechts sehen wir die Position der Sonne vor 2000 Jahren am

17 Die Präzession der Erde
VA Diasatz Als Folge haben sich die astrologischen Tierkreiszeichen gegenüber dem wahren Himmel verschoben.

18 Astronomische Jahrbücher
Weitere Literatur für Einsteiger auf der Homepage Neben der drehbaren Sternkarte gehört ein Jahrbuch zum Rüstzeug des Hobby-Astronomen.

19 Sonnenbeobachtung Finsternisbrille (Transite, gr. Flecken, Finsternisse) Fernglas/Teleskop + Weißlichtfilter H-Alpha Beobachtungen (Protuberanzen) Projektionsteleskope z.B. Solarscope

20 Sonnenbeobachtung Fernglas/Teleskop + Weißlichtfilter
H-Alpha Beobachtungen (Protuberanzen)

21 Sonnenbeobachtung Projektionsteleskope z.B. „Solarscope“
Sonnentag, Wahrer Mittag, Rotation der Sonne, Breite des Ortes, Neigung der Erdachse

22 Kurze Geschichte der Astronomie
Älteste aller Naturwissenschaften: Anfänge? Archäoastronomie Kreisgrabenanlagen 7000 Jahre alt

23 Großsteinbauten Megalithe
Zeitbestimmung Kalenderbauten Planetenpositionen Finsternisse Megalithbauten: Stonehenge zirka 4000 Jahre alt

24 Anfänge Himmelsscheibe von Nebra, 3500 Jahre alt
Plejaden – Siebengestirn?

25 Die Griechen Babylonien, Ägypten, China, Mittelamerika
Nach Babyloniern (5.-6.Jh v.Chr.)  Griechen Aristarach von Samos v.Chr. Heliozentrisches Weltbild Erathostenes: Kugelgestalt der Erde

26 Die Griechen Hipparchos 150 v.Chr. Geozentrisch Epizykeltheorie
Almagest des Ptolemäus n Chr.

27 Kopernikus 1473 - 1543 Wende zum heliozentrischen System
Kugelgestalt der Erde Epizyklen, da er Kreisbahnen mit konstanter Geschwindigkeit der Planeten annahm Genaue Beobachtungen von Tycho Brahe  Keplerschen Gesetze

28 Galileo Galilei 1564 -1642 Fernrohrbeobachungen ab 1609:
Jupitermonde, Venusphasen, Sonnenflecken, Mondkrater, Sterne der Milchstraße… Daher UNESCO und UNO: 2009 Internationales Jahr der Astronomie Sir Isaac Newton: Gravitationsgesetz als physikalische Erklärung

29 19. Jhdt.: Astrophysik Fraunhoferlinien Dopplereffekt

30 20. Jahrhundert - Wissensexplosion
Natur der Nebel Galaxienflucht Urknalltheorie Pulsare Quasare Gravitationslinsen…

31 Das Sonnensystem: die Sonne
4,6 Mrd. Jahre alt Besteht aus Wasserstoff und Helium ca Erddurch messer im Inneren rund Millionen Grad Sonne im h-Alpha -Licht, Soho (NASA)

32 Energieerzeugung der Sonne
Jede Sekunde werden mehr als 4 Millionen Tonnen Masse in Energie umgewandelt Sonne, NASA Eine riesige Protuberanz

33 Die Rotation der Sonne Die Sonne rotiert nicht wie ein Festkörper.
25 Tage am Äquator 28 Tage an den Polen

34 Das sind kältere Zonen auf der Sonne (nur rund 4500 °C)
Sonnenflecken Das sind kältere Zonen auf der Sonne (nur rund 4500 °C)

35 Die Sonnen-Corona Brockhaus Multimedial

36 Unsere 9 Planeten Mein Merkur Vater Venus Erklärt Erde Mir Mars Jeden
Jupiter Sonntag Saturn Unsere Uranus Neun Neptun Planeten Pluto

37 Die erdähnlichen Planeten
Größenvergleich der erdähnlichen Planeten, NASA Alle erdähnliche Planeten haben relativ hohe Dichten, bestehen also primär aus nur schwer flüchtigen Elementen, sind also mehr oder weniger felsig (mit mehr oder weniger großem Metallkern). Merkur Venus Erde Mars Größe: 38,3% 94,9% 100% 53,3% Masse: 5,5% 81,5% 100% 10,7% Merkur Venus Erde Mars

38 Der Merkur Größe rund 1/3 der Erde Masse 1/20 der Erde
Größter Temperaturunterschied im Sonnensystem -180 bis 430°C Merkur bei Anflug von Mariner 10, USGS/NASA Entfernung: 0,387 AE = 3,22 Lichtminuten Länge von Tag und Nacht: je ca. 88 Erdtage Bahn: nach Pluto am stärksten elliptisch (e= 0,205); umläuft Sonne Rotation: Merkur rotiert 3-mal während 2 Umläufen (Rotationszeit = 58,6 Tage = 2/3 der Umlaufzeit von 88 Tagen)  langsame Rotation + Bewegung um die Sonne führt zu Tag- und Nachtlängen von je 88 Erdtagen: viel Zeit zum Aufheizen und Abkühlen. Überraschung: nicht heißester Planet obwohl am nächsten zur Sonne! Kartierung: bisher nur die Hälfte kartiert (nur von Mariner 10 beesucht) 2006 startet die US-Raumsonde „Messenger“ zum Merkur (Ankunft: 2011). Einstein-Jahr 2005: Relativitätstheorie und Präzession des Merkur Foto von Mariner

39 Der mondähnliche Merkur
Merkur, Hjilly and lineated terrain (Mariner 10), Calvin J. Hamilton Merkur, Caloris Becken (Mariner 10), Calvin J. Hamilton Mondähnliche Oberfläche: kraterübersät Caloris-Becken: größte bekannte Flache Region auf Merkur; Durchmesser km; Ergebnis eines Impaktes; von bis zu 2 km hohen Gebirgen umgeben „Weird terrain“: direkt gegenüber des Caloris-Beckens auf der anderen Seite; stark zerschnittenes Gelände mit unregelmäßig geformten, etwa 1 km hohen und einige Kilometer langen, gestreckten Hügeln; bei Caloris-Einschlag entstanden, indem Schockwellen um Planeten liefen und sich hier bündelten. Auch als „hilly and lineated terrain“ bezeichnet. Caloris Becken „Weird terrain“

40 Die Entstehung der Krater
Mondähnliche Oberfläche: kraterübersät Caloris-Becken: größte bekannte Flache Region auf Merkur; Durchmesser km; Ergebnis eines Impaktes; von bis zu 2 km hohen Gebirgen umgeben „Weird terrain“: direkt gegenüber des Caloris-Beckens auf der anderen Seite; stark zerschnittenes Gelände mit unregelmäßig geformten, etwa 1 km hohen und einige Kilometer langen, gestreckten Hügeln; bei Caloris-Einschlag entstanden, indem Schockwellen um Planeten liefen und sich hier bündelten. Auch als „hilly and lineated terrain“ bezeichnet.

41 Die Venus Ein Venustag dauert 116 Erdtage 90-facher Luftdruck
Temperaturen um 470 °C Entfernung: 0,723 AE = 6,01 Lichtminuten Ähnliche Masse (81%) und Größe (95%) wie Erde Lange Zeit (bis in die 1950er) als eventueller Schwesterplanet gehandelt (vgl. SF-Literatur, dampfende Dschungel). Dichte Atmosphäre und Wolken verhindern Beobachtung der Oberfläche im sichtbaren Licht. Dichte Atmosphäre (96,5% CO2): 90-facher Luftdruck wie auf Erde Bewegt sich in ca. 225 Tagen (224,7) um die Sonne. Kombiniert mit langsamer Rotation Tagesdauer von etwa 117 Erdtagen. Temperatur: oberhalb Schmelzpunkt von Blei/Zinn; rotglühender Boden Alter der Oberfläche nur Mill. Jahre (unklarer Grund für Recycling) Eventuell auch heute noch vulkanisch aktiv. Calvin J. Hamilton Venus im sichtbaren Licht und Radar

42 Radarbilder der Venus Auf Grund der Wolken sind optisch keine Oberflächenstrukturen erkennbar.

43 Unsere Erde Entfernung: 1 AE = 8,32 Lichtminuten
Einziger Himmelskörper, auf dem es an der Oberfläche ständig flüssiges Wasser gibt („blauer Planet“) Einziger Himmelskörper, von dem bekannt ist dass er Leben trägt. Erde, NASA

44 Der Erdmond Mittlerer Abstand 384.405 km 9,6 facher Erdumfang
Radius rund ¼ der Erde Temperaturen -150°C bis °C Masse 1/82 der Erde Schwerkraft nur rund 1/6 der Erde Mittlerer Abstand km / rund 1,25 Lichtsekunden Mittlere numerische Exzentrizität 0,0549 Radius km Siderische Umlaufszeit Tage 7h 43m Synodische Umlaufszeit Tage 12h 44m (von Neumond zu Neumond) Temperaturen ° bis 130° C Masse , kg Bahnneigung ° 8' 22„ Mondmosaik

45 Ein Ausschnitt des Mondes
Oben Ptolemäus (150 km) Mitte Alphonsus Unter Arzachel Wallebenen Zu den Großkratern zählt man die Wallebenen, deren Durchmesser zwischen 60 und 300 km liegt. Wie der Name schon sagt, handelt es sich um Ebenen, die von einem Wall umgeben sind. Der Wall ist gewöhnlich reich gegliedert und von Furchen durchzogen. Typische Beispiele sind Clavius und Ptolemäus. Ptolemäus weist z.B. einen Durchmesser von 153 km auf, die Wallhöhe beträgt 2,4 km . Ein Beobachter in der Mitte würde auf Grund der Mondkrümmung nur den obersten Teil des Walls sehen. Aus dem Zustand des Walls und eventuellen Überflutungen mit Lava kann das Alter abgeschätzt werden. Mondmosaik

46 Die Theorie wurde erst durch die Mondlandungen abgesichert
Die Mondentstehung Brockhaus Multimedial Die Theorie wurde erst durch die Mondlandungen abgesichert

47 Aldrin fotografiert vom Kommandanten Armstrong
Die erste Mondlandung 1969 Die erste Landung mit Apollo 11 bzw. der Landefähre Adler fand im Jahre statt. Apollo-Programm, Raumfahrtprogramm der USA, durchgeführt von der NASA zwischen 1968 und 1972 im Anschluss an das Mercury-Programm und Gemini-Programm Für das Apollo-Programm waren mehrere Raumfahrzeugeinheiten nötig: die rund 5,8 t schwere Raumkapsel (selbstständige Kommando- und Rückkehreinheit, englisch Command Module, CM) mit dem Basisdurchmesser von 3,85 m, die Betriebs- und Versorgungseinheit (englisch Service Module, SM) von rund 25 t, davon über 18 t Treibstoffe, und die 16 t schwere Mondlandeeinheit (englisch Lunar Module, LM), bestehend aus dem Lande- und Wiederaufstiegssystem. Als Trägerrakete diente eine dreistufige Saturn 5. Die wissenschaftlichen Hauptaufgaben des Apollo-Programms auf dem Mond bestanden im Aufsammeln und Überbringen von Bodenproben, in der Aufstellung von kleineren Forschungsgeräten mit Radionuklidgenerator und in der fotografischen Dokumentation. Es gab insgesamt 17 Flüge; Apollo 7 bis 10 waren bemannte Flüge auf Erd- und Mondumlaufbahnen, mit Apollo 11 gelang am die erste Mondlandung (Neil Armstrong) Bildquelle NASA Aldrin fotografiert vom Kommandanten Armstrong

48 Die erste Mission mit dem Mondauto
. Die Besatzung von Apollo 15 bei der Hadley-Rille

49 Die letzte Mondlandung 1972
Die sechste und letzte Mondlandung erfolgte mit Apollo 17 im Jahre , mit der das Apollo-Programm abgeschlossen wurde. Astronaut Cernan von Apollo 17 im Tal Taurus-Luttrow

50 Der Planet Mars Größe rund ½ der Erde Masse 1/10 der Erde
Monde: Phobos, Deimos Entfernung: 1,52 AE = 12,64 Lichtminuten Faszination auf Menschen: „Grüne Männchen“, Invasion vom Mars („Krieg der Welten“), „Kanäle“, Mars deshalb so faszinierend, weil die Existenz von (einfachem) Leben zumindest in der Vergangenheit nicht völlig ausgeschlossen ist (im Gegensatz zu Merkur und Venus). Kernfrage, die die Menschen interessiert: gibt oder gab es jemals Leben auf dem Mars? Es kann wohl nicht direkt an der Oberfläche existieren (wg. kosmischer und UV-Strahlung sowie stark oxidierendem und deshalb für Leben giftigem Oberflächengestein). Leben kann nur im Boden existiert haben. Mars-„Kanäle“ (vgl. Schiaparellis „Canali“ und Percival Lowell): nur optische Täuschungen Phobos: Durchm. ca. 26,8 x 21 x 18,4 km; instabiler Orbit (Absturz auf Mars in etwa 30 Mill. Jahren); Umlaufzeit 7h 40m; Albedo 0,07 Deimos: Durchm. ca. 15,0 x 12 x 10,4 km; Umlaufzeit ca. 30h (1d 6h 18m); Albedo 0,07 Ähnlichkeiten zur Erde: Rotationsperiode (24h 37 m 22,6s); Neigung der Rotationsachse (25°) Aber: nur 37,7% der Erd-Schwerkraft; 1 Jahr dauert ca. 687 Erdtage (ca. 23 Erdmonate); geringere Dichte (nur 3,93 g/cm³ gegenüber 5,51 bei der Erde -> ev. kleinerer Kern und dickere Kruste); durdschnittl. Oberflächentemperatur ca. -50 °C; Atmosphäre (nur ca. 6,36 mb im Vgl. zu mb auf der Erde; v.a. CO2) Vor 3,9 Mrd. Jahren verlor Mars das globale Magnetfeld -> kosmische Strahlung konnte nun einen großen Teil der Atmosphäre entfernen Polkappen: jahreszeitliche Schwankungen (v.a. des Kohlenstoff-Eises) Staubstürme: verhüllen teilweise fast den ganzen Planete und erschweren dadurch die Beobachtungen im sichtbaren Licht; bes. am Ende des Frühlings in der südlichen Hemisphäre Valles Marineris: Grabensystem mit etwa km Breite und bis zu 7 km Tiefe. Entstehung noch nicht wirklich geklärt, vermutlich aber tektonischen Ursprungs und nicht wie der Grand Canyon durch die Erosionskraft des Wassers entstanden . Mars, Valles Marineris, NASA/USGS Valles Marineris im Vergleich mit Nordamerika

51 Der Mars Polkappen aus Wasser- und Kohlendioxid-Eis Staubstürme
wüstenartige Oberfläche Mars, Hubble Space, Telescope, STScI Polkappen: erinnern an die Erde, bestehen aber zum Teil aus CO2-Eis Staubstürme teils globalen Ausmaßes. Wüstenartige Oberfläche Mars-Oberfläche, Viking 1, NASA

52 Die Marskanäle von Schiparelli
Polkappen: erinnern an die Erde, bestehen aber zum Teil aus CO2-Eis Staubstürme teils globalen Ausmaßes. Wüstenartige Oberfläche

53 Weitere Marslandungen
Oben Pathfinder Rechts Opportunity Polkappen: erinnern an die Erde, bestehen aber zum Teil aus CO2-Eis Staubstürme teils globalen Ausmaßes. Wüstenartige Oberfläche

54 Der Asteroidengürtel 1801 Ceres entdeckt
Millionen von Fels- und Metallbrocken Jupiter verhinderte die Planetenentstehung Manche kommen auch der Erde nahe „Near-earth Objects“ Januar 1801: der Italiener Guiseppe Piazzi entdeckt mit Ceres (Durchmesser ca. 980 km) den ersten Asteroiden. Falsche Vorstellung: Überreste eines Planeten, der zerstört worden ist. Falsche Vorstellung: dichter Gürtel à la „Krieg der Sterne“ Größenvergleich: Gürtel zw. 2,2 und 3,3 AE hat die 6,05-fache Oberfläche der Region innerhalb von 1 AE. Während sich innerhalb von 1 AE jedoch ca. 1,87 Erdmassen befinden, enthält der Asteroidengürtel jedoch maximal 0,001 Erdmasse (Achtung: fiktive Werte, da der Asteroiden-Gürtel noch etwas größer ist und die Gesamtmasse noch kleiner sein dürfte). Ceres, der größte Asteroid (d = 980 km) , umfasst 1/3 der Gesamtmasse. Asteroiden > 1 km: mehr als 1 Million Asteroiden > 100 km: ca. 200 Stk. Asteroiden > 300 km: nur etwa ein halbes Dutzend NASA Position des Asteroidengürtels

55 Zwei Asteroiden 433 Eros (33 km) 243 Ida (54 km lang) mit „Mond“
243 Ida: 53,6 x 24 x 15,2 km; Dichte 2,6 g/cm³; S-Typ („stony“) Dactyl: Durchmesser nur 1,4 km 433 Eros: 13 x 13 x 33 km; Dichte 2,4 g/cm³ (ähnlich wie Erdkruste); S-Typ („stony“); 2.-größter „Near-Earth“-Asteroid; Perihel 1,133 AE Projekt zur Kartierung der größten „Near-Earth“-Asteroiden ist im Gange. NEO‘s (lt. MPC, ) Aten-Asteroiden 271 Apollo-Asteroiden 1605 Amor Asteroiden 1409 Galileo, 1993, NASA NASA 243 Ida (54 km lang) mit „Mond“

56 Entfernungen im Sonnensystem
Die Erde ist von der Sonne ca. 150 Millionen Kilometer entfernt. Diese Strecke bezeichnet man als Astronomische Einheit = 1 AE Entfernungen zu anderen Planeten gibt man oft in Vielfachen dieser Einheit an. Beispiele: Entfernung Sonne – Merkur ca. 0,39 AE Entfernung Sonne – Mars ca. 1,52 AE Entfernung Sonne – Pluto ca. 39,4 AE

57 Lichtlaufzeiten Lichtgeschwindigkeit rund 300.000 km/Sekunde
Laufzeit zum Mond: 1,25 Sekunden Laufzeit zur Sonne: ca. 8 Minuten Wir blicken 8 Minuten in die Vergangenheit! Laufzeit zum Mars: Minimum 4 Minuten Laufzeit zum Jupiter: rund 42 Minuten Laufzeit zum Pluto: über 5 Stunden Probleme mit der Kommunikation

58 Flugzeiten eines Flugzeugs
Annahme km/h Flugzeit Europa – Amerika: ca. 7 Stunden Flugzeit zum Mond: ca. 16 Tage Flugzeit zur Sonne: ca. 17 Jahre Flugzeit zum Mars: ca. 9 Jahre Flugzeit zum Jupiter: ca. 72 Jahre Flugzeit zum Pluto: ca. 660 Jahre

59 Planetenweg Übersicht
Beim Maßstab 1 zu 2 Milliarden ergeben sich folgende Werte: Durchmesser Entfernung Planetenorte Sonne 69,7 cm Eingang Jahngasse Merkur 2,5 mm 29 m Auf dem Weg zum Hauptgebäude Venus 6,1 mm 54 m Erde 6,4 mm 75 m Haupteingang Mars 3,4 mm 114 m Wasserrad Jupiter 71,6 mm 389 m Spital Saturn 60 mm 714 m Postgarage Uranus 25,8 mm 1436 m Karrenseilbahn Neptun 24,5 mm 2249 m Waldbahn Enz Pluto 1,2 mm 3687 m Gütle

60 Das äußere Sonnensystem
Distanzen erhöhen sich dramatisch: Innere erdähnliche Planeten sind innerhalb von 1,52 AE. Die Riesenplaneten decken ein Gebiet zwischen 5,2 und 30,05 AE ab. NASA

61 Weitere „Planeten“ Distanzen erhöhen sich dramatisch: Innere erdähnliche Planeten sind innerhalb von 1,52 AE. Die Riesenplaneten decken ein Gebiet zwischen 5,2 und 30,05 AE ab. NASA

62 Die Riesenplaneten Jupiter Saturn Uranus Neptun Riesenplaneten:
Größenvergleich der Riesenplaneten, NASA Riesenplaneten: - Umfassen fast die gesamte Masse außerhalb der Sonne. - Haben eine dichte und dicke Atmosphäre, die überwiegend aus H2 und He besteht - Haben Ringe aus nicht allzu großen Teilchen Uranus/Neptun haben wesentlich geringere Masse als Jupiter/Saturn, und der Kern nimmt einen größeren Teil am Volumen ein: Beispiel Jupiter: zwar „nur“ etwa 11-mal so groß wie die Erde, aber 317,8 Erdmassen. Daran kann man extrem hohe Dichten im Inneren von Jupiter sehen (auch wenn die durchschnittliche Dichte mit 1,326 g/cm³ wesentlich geringer ist als die der Erde) Jupiter Saturn Uranus Neptun

63 Der Jupiter 11 Erddurchmesser 317 Erdmassen Viele Wolkenbänder
mehr als 60 Monde starke Abplattung NASA Entfernung: 5,2 AE = 43,25 Lichtminuten (vgl. Herausforderung für Raumsonden, die wegen der Verzögerung bei der Kommunikation viel autonomer sein müssen, je weiter sie von der Erde entfernt sind). Jupiter ist DER Riesenplanet: hat fast ¾ der Masse des Sonnensystems außerhalb der Sonne. Trotz Größe/Masse müsste er 75-mal mehr Masse haben umals Stern Fusionsprozesse zu haben (aber: es gibt Sterne, die nur 16 % größer als Jupiter sind, diese haben aber trotzdem das 90-fache seiner Masse). Wolkenbänder - Helle „Zonen“ = aufsteigendes Gas - Dunkle „Bänder“ = absinkendes Gas, das ca. 20 km tiefer liegt. Starkes Magnetfeld  Aufenthalt wäre ungesund für Menschen Jupiter mit dem Mond Io

64 Jupiter mit den größten Monden
Großer Roter Fleck: Hochdruck-Sturmgebiet; ca x km; schon vor 250 Jahren (1665) beobachtet. Erste nähere Betrachtung von Monden (Merkur/Venus haben keine, Erdmond ohnehin bekannt, Marsmonde lediglich größere Felsbrocken): die galileischen Monde. Entdeckung der Galileischen Monde: 1610 durch Galileo Galilei (nannte sie Mediceische Monde) Io, Europa gehören zu den erdartigen planetaren Himmelskörpern. Ganymed, Callisto gehören zu den eisartigen planetaren Himmelskörpern (wie Pluto). Ganymed: größter Mond im gesamten Sonnensystem und sogar größer als die Planeten Merkur und Pluto Konzentration im Weiteren aber nur auf Io und Europa NASA Der große rote Fleck und die Galileische Monde

65 Der große rote Fleck Hier handelt es sich um einen riesigen Wirbelsturm der schon seit Jahrhunderten tobt.

66 Der Mond Io Vulkanisch aktivster Körper im Sonnen- system
Bedeckt von Schwefel Meines Erachtens „hässlichster“ Himmelskörper im gesamten Sonnensystem („Eiterbeule“), gleichzeitig aber auch einer der faszinierendsten. Vulkanische Tätigkeit auf den ersten Blick verblüffend, da Io wegen seiner geringen Größe ja längst komplett erkaltet sein müsste. Ursache für Vulkanismus: Gezitenkräfte von Jupiter und den anderen galileischen Monde pressen und entspannen Io periodisch (bis zu 100 m). Dabei entsteht Reibung, sodass Material im Innern schmelzen kann. Junge Oberfläche durch bei Vulkanausbrüchen ständig neu abgelagertes Material (vgl. geringe Kraterzahl; vgl. mit Bild von Merkur) Berge bestehen nicht aus Schwefel (könnten sonst nicht bis zu 15 km hoch sein). Farbkontrast erhöht, Raumsonde Galileo, NASA  Der Vulkan Loki

67 Europa Junge flache Oberfläche aus Eis (hell!)
Unter dem Eispanzer könnte ein Ozean (mit Leben?) sein Besonders interessant wegen der Möglichkeit eines Ozeans unter dem Eispanzer, in dem es eventuell Leben gibt: nach Mars der wahrscheinlichste Ort für die Existenz von Leben außerhalb der Erde. Junge Oberfläche (vgl. geringe Kraterzahl) Oberflächen-Eispanzer: je nach Quelle verschieden, aber vermutlich nicht mehr als 8 km dick (Astronomy 4/2005). Tiefe des Ozeans: vermutlich ca. 100 km (vermutlich Salzwasser) Energiequelle dafür, dass Europa nicht komplett gefroren ist: radioaktiver Zerfall oder Gezeitenkräfte wie auf Io. Dunkles Material auf Bild dürfte anderes Material als Eis sein, das nach oben entwichen ist. Raumsonde Galileo, NASA

68 Der Ringplanet Saturn Entfernung 9,6 AE 9 ½ Erddurchmesser
95 Erdmassen Geringste Dichte von allen Planeten (würde in Wasser schwimmen) Großes Ringsystem Hubble Space Telescope, NASA, 2004 Entfernung: 9,58 AE = 79,67 Lichtminuten Dichte beträgt nur 0,687 g/cm³ (weniger als Wasser!) Atmosphäre: 92,4% H2, 7,4% Helium Windgeschwindigkeiten bis zu 500 m/sec (4-mal so schnell wie auf Jupiter) Strahlt ca. 2,5-mal soviel Energie ab wie er von der Sonne erhält. Nächster „edge-on“-Termin: ab August 2009

69 Die Saturnringe Bestehen aus vielen Einzelpartikeln
Quellen: Kollisionen von Teilchen, von der Oberflächen der Monde Auch andere Planeten haben Ringe Ringe bestehen aus vielen kleinen Partikeln (Millimeter bis Hausgröße). Mehr als tausend Einzelringe Quellen der Partikel: Kollisionen, Oberfläche der Monde Die Hauptringe A, B und C haben lediglich Dicken um 30 m. Farbkontrast erhöht, Raumsonde Galileo, NASA

70 Schäferhundmonde Ringe bestehen aus vielen kleinen Partikeln (Millimeter bis Hausgröße). Mehr als tausend Einzelringe Quellen der Partikel: Kollisionen, Oberfläche der Monde Die Hauptringe A, B und C haben lediglich Dicken um 30 m. Die Ringunterteilungen werden von kleinen Monden erzeugt

71 Der Saturnmond Titan Zweitgrößter Mond in unserem Sonnensystem
Temperaturen um -179°C Atmosphäre ähnelt der Uratmosphäre der Erde Durchmesser: km (größer als Merkur, aber geringere Masse, etwa 40%) Dichte: 1,88 g/cm³ Atmosphäre: ca. 94% Stickstoff, Rest fast ausschließlich Methan; Oberflächenluftdruck etwa 1 1/2-mal so groß wie auf der Erde (der einzige Mond mit einer voll entwickelten Atmosphäre; dichte Atmosphäre verhindert direkte Beobachtung der Oberfläche im sichtbaren Licht. Methan regnet auf die Oberfläche; Existenz von Seen, Flüssen (z. B. Kohlenwasserstoffe) noch nicht bewiesen, jedoch für die jüngere (geologische) Vergangenheit wahrscheinlich. Da die Huygens-Sonde nur Daten zu einem winzig kleinen Ausschnitt der Oberfläche Titans lieferte, kann über Titan als Ganzes nur wenig ausgesagt werden. Falschfarben-Aufnahme: Rot+Grün (Infrarot, zeigt bes. atmosphärischen Methan), Blau (Ultraviolett, zeigt oberste Atmosphäre Titan in Falschfarben, NASA Titan in Falschfarben

72 Titanbildes des Landers Huygens
NASA Aufnahme der Oberfläche nach Landung: die zwei mittleren Steine haben eine Größe von 15 cm (links) und 4 cm (recht) und sind nur etwa 85 cm von der Hugyens-Sonde entfernt. Huygens landete auf einer Oberfläche, die nassem Sand oder Lehm mit einer dünnen festen Kruste ähnelt. Die Oberfläche besteht größtenteils aus „schmutzigem“ Wassereis und Kohlenwasserstoffeis. Es existieren ev. Seen aus flüssigem Methan (oder haben vor nicht allzu langer Zeit existiert. NASA während des Sinkfluges nach der Landung

73 Saturnmond Mimas Durchmesser ca. 400 km
Riesenkrater Herschel: km Durchmesser, km Tiefe, km hoher Zentralberg Mimas: Durchmesser 397,2 km (Umfang = ca km); Dichte 1,17 g/cm³ (besteht vermutlich zum großen Teil aus Eis); wegen Gezeitenkräften leicht oval (eine Seite 10% länger) Krater Herschel: Durchmesser 130 km, Tiefe 10 km, Zentralberg 6 km hoch; Einschlag zerstörte fast Mimas (auf der gegenüberliegenden Seite finden sich Spuren von konzentrierten Schockwellen); ein entsprechender Krater auf der Erde wäre mehr als km groß. Mimas, Voyager 1, NASA Mimas und Krater Herschel

74 Planet Uranus 1781 von William Herschel entdeckt 4 Erddurchmesser
Entfernung 19,2 AE Rotationsachse nur 8° von Bahnebene geneigt Entfernung: 19,2 AE = 159,68 Lichtminuten = 2,66 Lichtstunden Entdeckungsdatum: 13. März 1781 Bläuliche Farbe stammt vom Methan in der Atmosphäre (absorbiert v. a. orangen und roten Wellenlängenbereich). Geringe Neigung der Rotationsachse -> beide Pole liegen abwechselnd mehrere Jahrzehnte im Schatten, trotzdem haben sie etwa die gleiche Temperatur. Keine interne Energiequelle Erst von 1 Raumsonde besucht: Voyager 2 Selbst bei größter Annäherung lassen sich auf Uranus kaum Strukturen erkennen. Im Gegensatz zu anderen 3 Riesenplaneten KEINE interne Energiequelle. Atmosphäre: ca. 83% H2, 15% He, Rest v. a. Methan. Achtung: im Gegensatz zu Jupiter und Saturn besteht der größte Teil der Masse von Uranus nicht aus Wasserstoff sondern aus Gestein und verschiedenen Sorten Eis. Uranus, Voyager 2, NASA

75 Planet Neptun 1846 vorausberechnet und dann von Johann Gottfried Galle gefunden 3,9 Erddurchmesser 17 Erdmassen Etfernung 30,05 AE Entfernung: 30,05 AE = 249,92 Lichtminuten = 4,16 Lichtstunden Entdeckung: 23. September 1846 von Johann Gottfried Galle (nach Berechnungen von Urbain Leverrier) Strahlt 2,7-mal soviel Energie ab als er von der Sonne erhält Erst von 1 Raumsonde besucht: Voyager 2 Neptun, Voyager 2, NASA

76 Der neunte „Planet“ Pluto
1930 von Clyde Tombaugh nach langer Suche entdeckt Entfernung ca. 40 AE Pluto mit Mond Charon im HST Seit letztem Jahr kein Planet mehr Pluto, Eliot Young (SwRI) et al., NASA Entfernung: 39,24 AE = 326,35 Lichtminuten = 5,43 Lichtstunden Entdeckung: 18. Februar 1930 durch Clyde Tombaugh Perihel: 30,15 AE, Aphel: 48,02 AE Orbit: sehr exzentrisch (e=0,248), im Perihel sogar innerhalb Neptun-Bahn; Bahnebene um 17,16° zur Ekliptik geneigt Geringere Masse als alle andere Planeten (und sogar als die 7 Monde Ganymed, Titan, Callisto, Io, der Erdmond, Europa und Triton Charon: 1978 entdeckt; einziger Mond Plutos; gemeinsames Massenzentrum liegt außerhalb von Plutos Oberfläche.

77 Der Kuiper-Gürtel Quelle unbekannt Schätzung: mind transneptunische Objekte (TNO) > 100 km Gilt als Quelle der kurzperiodigen Kometen Heute schon mehr als 800 KBOs bekannt. Drei Sorten: Klassische KBO: äußerer Rand bei 50 AE; Häufung der großen Halbachsen um 42-48AE; vergleichsweise geringe Exzentrizität „Scattered-KBOs“: große exzentrische Umlaufbahnen mit starker Inklination mit Perihel bei etwa 35 AE und Aphel bis zu 200 AE Plutinos: 3:2-Resonanz mit Neptun; z. B. Pluto; große Halbachse AE; ca. ¼ der „bekannten“ (Vorsicht!!!) KBOs; Exzentrizität um 0,2 Quoaor: Oberflächentemperatur um 50 K (ca °C) Im Jahre 2002 wurde Quaoar gefunden / 2003 Sedna und UB313. Zwei Jahre später entdeckte man, dass dieses Objekt sogar 1,5 mal größer als Pluto ist.

78 Kometen Kern aus Eis und Staub: wenige hundert Kilometer
Der Plasmaschweif zeigt immer von der Sonne weg Kern: v.a. Wasser-, Kohlendioxid-, Methan-, Ammoniak-Eis und kleinen Staub- und Mineralienteilchen -> „schmutzige Schneebälle“ Kurzperiodische Kometen: Perioden < 200 Jahre Langperiodische Kometen: Perioden > 200 Jahre (z. T. mehr als 1 Million Jahre) Ionenschweif: in ihm herrscht eine geringere Dichte als in einem irdischen Hochvakuum. Staubschweif: auf Meteorströme hinweisen (= Teilchen des Staubschweifs, die sich entlang der Kometenbahn verteilen) -> Leoniden (November), Perseiden (12. August) Geschichte eines Kometen: Koma und Schweif bilden sich erst aus, wenn der Komet sich ausreichend der Sonne nähert (ein paar AE). Obwohl der Schweif mehr als 1 AE lang sein kann, verliert der Komet pro Umlauf teilweise nur 1/500-tel seiner Masse. Deshalb kann der Komet mehrere Umläufe machen, bevor er „tot“ ist (einige „Asteroiden“ werden als „tote“ Kometenkerne interpretiert). 1986: letzte Erdnähe des Halleyschen Kometen (Periode 76 Jahre) 1994: Shoemaker-Levy 9 (zerbrochener Komet) stürzt auf Jupiter 2014: „Rosetta“ soll auf Komet Tschurjumov-Gerasimenko landen John Laborde, 1977 Der Komet Hale-Bopp

79 Kometen Brockhaus Multimedial

80 Kometen Der Komet Ikeya-Zhang 2002 (30 Minuten)

81 Die Oortsche Wolke 1950 von Jan Oort vorhergesagt
Kugelförmige Wolke aus Kleinkörpern bei AE Noch kein Objekt gefunden 1950 von Jan Oort vorausgesagt weil: Kein Komet mit Bahn, die auf Ursprung im interstellaren Raum hinweist Häufung der Aphels der langperiodigen Kometen bei ~ AE Keine bevorzugte Inklination (keine Häufung zur Ekliptik) Noch kein Mitglied beobachtet, also rein hypothetisch. Sedna (Entfernung AE) gilt allgemein als zu nahe um dazuzugehören. Es könnte jedoch u. U. ein Teil eines inneren Teils der O. Wolke sein. Objekte der O. Wolke dürften im inneren Teil des Sonnensystems entstanden sein, noch weiter innen als die KBOs, wurden jedoch von den Riesenplaneten nach außen katapultiert. Jene, die nicht komplett dem Anziehungsbereich der Sonne entkamen, bildeteten die O. Wolke. Vermutlich Quelle der meisten langperiodischen Kometen Quelle unbekannt Schema der Oortsche Wolke