Der Merkur

Merkur - kleinster und sonnennächster Planet - wegen Sonnennähe schwer zu sehen - extreme Temperaturunterschiede: zwischen 430 und -170 °C - keine Atmosphäre - stark exzentrische Bahn

Perihel und Aphel Perihel = sonnennächster Punkt der Umlaufbahn eines Planeten um die Sonne Aphel = sonnenfernster Punkt Erde: Perihel: 147,1 Mio. km (3. Januar) Aphel: 152,1 Mio. km (5. Juli) Verhältnis: Aphel:Perihel = 1,03 (fast Kreis)

Perihel und Aphel Merkur: Perihel: 45,9 Mio. km Aphel: 69,7 Mio. km Verhältnis: Aphel:Perihel = 1,52 Beim Abstand von der Erde spricht man von Perigäum und Apogäum: Mond: Perigäum: km Apogäum: km

Perihel und Aphel

Im Perihel trifft 2,3 mal soviel Energie auf den Merkur wie im Aphel!  es gibt Jahreszeiten Unterschiedlicher Energieeinfall von der Sonne im Perihel und Aphel: Im Perihel (Winter auf der Nordhalbkugel!) trifft 6% mehr Energie auf die Erde wie im Aphel (Sommer!)!

Gebundene Rotation  Bei weit voneinander umkreisenden Körpern ist die Eigendrehung unabhängig von der Umlaufperiode.  Bei einander eng umkreisenden Himmelskörpern sind Eigendrehung und Umlaufperiode gekoppelt.  Bei der gebundenen Rotation ist die Rotationsperiode des Planeten bzw. Mondes gleich seiner Umlaufzeit um den Zentralkörper.  Die gebundene Rotation stellt sich im Laufe der Zeit ein und ist bei unterschiedlichen Massen der Körper im Gleichgewicht. Grund ist Gezeitenreibung.

Gebundene Rotation  (einfach) gebundene Rotation Der kleinere Körper rotiert genau einmal, während er den größeren umkreist. Das bedeutet, er wendet ihm immer dieselbe Seite zu !  Beispiel: Erde – Mond!

Gebundene Rotation  doppelt gebundene Rotation Beide Körper haben ähnliche Massen. Beide Körper wenden sich immer dieselbe Seite zu !  Beispiel: Pluto – Charon Charon und Pluto umrunden einander in 6 Tagen, 9 Stunden, 17 Minuten und 36,7 ± 0,1 Sekunden. Charon rotiert in ebenfalls 6 Tagen, 9 Stunden, 17 Minuten und 36,7 ± 0,1 Sekunden um die eigene Achse!

Der Tanz von Pluto und Charon

Merkurs gebrochen gebundene Rotation Merkur dreht sich während zweier Sonnenumläufe exakt dreimal um seine Achse.

Merkurs gebrochen gebundene Rotation In Position 2 ist der Planet eine halbe Umdrehung um seine Achse rotiert.

Merkurs gebrochen gebundene Rotation In Position 3 ist der Planet eine ganze Umdrehung um seine Achse rotiert.

Merkurs gebrochen gebundene Rotation In Position 4 ist ein Merkurjahr vorbei. Der Planet zeigt der Sonne jetzt exakt die andere Seite.

Merkurs gebrochen gebundene Rotation In Position 5 zeigt Merkur der Sonne jetzt exakt die andere Seite wie vor einem Merkurjahr. Während Merkurs höchsten Bahn- geschwindigkeiten im Perihelbereich ist die Winkelgeschwindigkeit seiner Bahnbewegung größer als die seiner Rotation, sodass die Sonne am Merkurhimmel eine rückläufige Schleifenbewegung vollführt.

Merkurs gebrochen gebundene Rotation Auch in Position 6 zeigt Merkur der Sonne jetzt exakt die andere Seite wie vor einem Merkurjahr. Danach wird wieder Position 1 eingenommen – es beginnt von vorn.

Periheldrehung des Merkur Die Ellipse der Merkurbahn dreht sich um die Sonne. Merkur wandert je Umlauf um rund 1,4“ seitwärts. Er bewegt sich also nicht auf einer Ellipse, sondern hat eine rosettenförmige Bahn. Für eine komplette Periheldrehung von 360° (roter Kreis) benötigt Merkur rund Erdenjahre bzw. rund Merkurjahre. Ursache sind gravitative Störungen durch die anderen Planeten und relativistische Effekte.

Oberfläche des Merkur ähnlich der Mondoberfläche von Kratern übersät. Hier eine in den 70er Jahren von Mariner10 unvollständig gescannte Oberfläche.

Oberfläche des Merkur Hier ein Bild von MESSENGER aus dem Jahr Die Krater sind sehr gleichmäßig verteilt, was auf eine zeitgleiche Entstehung in der Frühphase des Sonnensystems hinweist.

Aufbau des Planeten Relativ großer Eisenkern, relativ dünner Mantel + Gesteinskruste  Relativ hohe Dichte  Mehr Schwerkraft als bei einem so kleinen Objekt zu erwarten ist

Radius - Dichte - Kurve

Mögliche Ursachen - Ein 2,5mal so großer Ur-Merkur wurde von einem großen Körper gerammt und verlor dadurch den größten Teil seiner leichteren Gesteinskruste. Zurück blieb der Kern mit einem Rest der Gesteine. - Der damals größere Ur-Merkur zog sich zusammen. Die dabei entstehende Energie und die Sonneneinstrahlung heizten ihn auf einige tausend Grad auf. Leichteres Material verdampfte, aber der kleine Planet konnte diese Atmosphäre nicht halten. Sie entwich in den Weltraum.

Da Merkur ein innerer Planet ist kann er nicht in Opposition gehen. Opposition wäre wenn Sonne-Erde-Merkur (man beachte die Reihenfolge!!) sich auf einer Linie befinden würden. Bei Merkur geht nur Merkur-Sonne- Erde, man spricht dann von der oberen Konjunktion oder Sonne-Merkur-Erde das wäre dann die untere Konjunktion.

untere Konjunktion obere Konjunktion Da Merkur ein innerer Planet ist kann er nicht in Opposition gehen. Opposition wäre wenn Sonne-Erde-Merkur (man beachte die Reihenfolge!!) sich auf einer Linie befinden würden. Bei Merkur geht nur Merkur-Sonne- Erde, man spricht dann von der oberen Konjunktion oder Sonne-Merkur-Erde das wäre dann die untere Konjunktion.

O S W größte westliche Elongationgrößte östliche Elongation Merkur kann sich, von der Erde aus gesehen, nicht weiter als 28° "rechts und links" von der Sonne entfernen. Prinzip der westlichen- und östlichen Elongation des Merkur. 28° Klick

O S W Prinzipieller Merkur Auf- und Untergang im Herbst. Wenn überhaupt ist Merkur in dieser Zeit nur früh, wenn er einen ausreichenden Abstand zur Sonne hat, zu beobachten. Merkur geht vor der Sonne auf und vor der Sonne unter. Klick

O S W Prinzipieller Merkur Auf- und Untergang im Frühjahr. Wenn überhaupt ist Merkur in dieser Zeit nur abends, wenn er einen ausreichenden Abstand zur Sonne hat, zu beobachten. Merkur geht nach der Sonne auf und nach der Sonne unter. S Klick

Knotenpunkte Merkur- und Erdbahn um die Sonne. Schematische Darstellung, nicht Maßstäblich Erdbahn Merkurbahn Erde Läuft Merkur durch einen Knotenpunkt, können wir Merkur als kleinen schwarzen Punkt vor der Sonnenscheibe sehen. Die Astronomen sprechen von einem Merkurtransit. Knotenpunkt ist die Stelle wo sich die Bahn des Merkur mit einer gedachten Verbindungslinie Sonne-Erde berührt. Wie im Bild zu sehen ist gibt es einen absteigenden- und einen aufsteigenden Knoten. Klick

Der Merkur rotiert so, dass er bei zwei Sonnenumrundungen sich genau 3mal um die eigene Achse dreht. Er hat eine sog. „gebrochen gebundene Rotation“ Merkur braucht für eine Umdrehung 58,6462 Tage. Er läuft in 87,969 Tagen einmal um die Sonne. Also rechen wir: einen Sonnenumlauf mal 2 durch eine Rotation. 87,969 * 2 58,6462 = 2, …sind wir großzügig, es sind 3 Umdrehungen Rechenexempel: Alles klar? Link zum Merkur Beenden