Asteroiden entdecken Einführung Historisches Astrometrie

Präsentation zum Thema: "Asteroiden entdecken Einführung Historisches Astrometrie"—  Präsentation transkript:

1 Asteroiden entdecken Einführung Historisches Astrometrie
Beobachtungspraxis Asteroiden-Entdeckungen des Physikalischen Vereins Namensgebung Asteroiden = Planetoiden = Kleinplaneten = kleine Planeten Einführung

2 Innere Sonnensystem Äußere Sonnensystem
Erwin Schwab: Die Trojaner kreisen um die Librations- oder Lagrange-Punkte L4 und L5. Diese sind die Gleichgewichtspunkte und stellen einen Sonderfall im sonst nur schwierig lösbaren Dreikörperproblem dar. Das System Sonne – Jupiter – Trojaner bildet für jeden dieser Kleinkörper ein stabiles Dreikörpersystem. An diesen Punkten im heben sich die Gravitationskräfte von Sonne und Jupiter und die Zentripetalkraft der Bewegung gegenseitig auf Bislang sind in L4 und L5 rund 1140 beziehungsweise 927 Trojaner bekannt (Stand: 10 Okt. 2006), die Gesamtzahl wird auf einige Tausend geschätzt. Joseph Louis Lagrange (* 25. Januar 1736 in Turin; † 10. April 1813 in Paris) war ein italienischer Mathematiker und Astronom 1992 QB1, die erste Entdeckung eines transneptunischen Asteroiden Innere Sonnensystem Äußere Sonnensystem Einführung

3 Größenvergleich zwischen Planeten und Sonne
Einführung

4 Größenvergleich zwischen Erde, Erdmond und Asteroiden
Ceres Pluto und Charon Einführung

5 Größenvergleich CERES und Endeckungen des Physikalischen Vereins
1000 km Durchmesser Asteroiden-Entdeckungen des Physikalischen Vereins ca km Durchmesser Einführung

6 Asteroid (243) Ida mit Mond Dactyl
Erwin Schwab: Zwergplaneten sind eine von der Internationalen Astronomischen Union (IAU) am 24. August 2006 in Prag definierte Klasse von Himmelskörpern Als Zwergplaneten gelten im Sonnensystem jene Himmelskörper, die sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne befinden und ausreichend Masse haben, damit die eigene Schwerkraft sie zu annähernd kugelförmiger Gestalt zusammenzieht (hydrostatisches Gleichgewicht), die jedoch im Unterschied zu Planeten ihre Umlaufbahn nicht von anderen Objekten frei geräumt haben. Die Definition ist jedoch umstritten, weil sich immer wieder Kritiker melden und das letzte Kriterium anders auslegen. So hat die Erde, klassifiziert als Planet, immer noch etwa zehntausend Objekte in ihrer Bahn. Auch in Jupiters Orbit befinden sich noch viele Objekte (Trojaner). Hauptgürtel Asteroid Ceres mit 1000 Km Durchmesser Foto: Keck Observatory mit adaptiver Optik und 10m Spiegel Transneptunischer Asteroid Quaoar Foto: Hubble Space-Teleskop Asteroid (243) Ida mit Mond Dactyl Foto: Raumsonde Galileo (NASA, August 1993) in einem Abstand von km, 56Km Durchmesser an der breitesten Stelle Einführung

7 Opposition - Konjunktion
Asteroid 2006 WV129 zum Zeitpunkt seiner Entdeckung am Entfernung Erde-Asteroid 147 Millionen Km Konjunktion: Asteroid 2006 WV129 heute am Entfernung Erde-Asteroid 490 Millionen Km Einführung

8 Entdeckung des „achten Planeten“
Giuseppe Piazzi studierte in Turin Theologie & Philosophie und anschließend war er Mönch Cremona 1781 Direktor der Sternwarte Palermo (Friedrich Wilhelm Herschel entdeckt Uranus) Entdeckung des ersten Asteroiden durch ein Linsenteleskop mit 7,5 cm Durchmesser. Piazzi nannte seinen neuen Planeten CERES FERDINANDAE, nach der Schutzgöttin Siziliens und König Ferdinand IV von Neapel. Ceres galt eine Weile als achter Planet 1802 Bremer Arzt Wilhelm Olbers entdeckt Pallas 1804 Astronom Karl Harding / Lilienthal bei Bremen entdeckt Juno 1807 Bremer Arzt Wilhelm Olbers entdeckt Vesta 1845 Postbeamter Karl Ludwig Hencke aus Driesen endeckt Astraea und zwei Jahre danach Hebe 1846 Johann Gottfried Galle entdeckt Neptun auf der Berliner Sternwarte Erwin Schwab: Piazzi war damit beschäftigt, den Sternkatalog von Wollaston zu überprüfen. 1781Musiker und Amateurastronom Friedrich Wilhelm Herschel entdeckt Uranus 1817 gibt Olbers seine Suche auf Sternwarte Lilienthal hatte eines der weltweit größten Teleskope mit 50cm Durchmesser Giuseppe Piazzi Historisches

9 Bahnbestimmung von Ceres
Berechnungsgrundlage: 22 Positionsmessungen des Entdeckers Giuseppe Piazzi über den Zeitraum Der 24-jährige Carl Friedrich Gauß schaffte es 1801 die Bahn des Asteroiden mit Hilfe seiner Ausgleichsrechnungen auf Basis der Methode der kleinsten Fehler-Quadrate zu berechnen. Knapp ein Jahr später am fand Baron Franz Xaver von Zach aufgrund der Berechnungen von Gauß den Asteroiden Ceres wieder. Erwin Schwab: Entscheitend ist nach einer Entdeckung den Asteroiden weiterzuverfolgen, um aufgrund der Positionsmessungen eine Bahn zu bestimmen. Theoretisch reichen drei Positionen, um eine Bahn bestimmen zu können,dann allerdings sehr ungenau. Xaver von Zach, österreichische Astronom Carl Friedrich Gauß Sternwarte Seeberg zu Gotha, Ölbild Landesbibliothek Gotha Historisches

10 Planeteninstitut in Frankfurt 1913 - 1939
Erwin Schwab: Aufgaben waren im wesentlichen Theoretischer Natur keine Asteroiden Entdeckung (1487) Boda entdeckt 1938 von K. Reinmuth in Heidelberg Planeteninstitut in Frankfurt Gegründet vom Physikalischen Verein Weltweit zentrale Sammelstelle für alle Positionsmessungen von Asteroiden In 26 Jahren wurden die Bahnen von über 600 Kleinplaneten berechnet. Grundlegende Veröffentlichungen zur Himmelsmechanik verfasst. Neue Theorien zu Bahnstörungen entwickelt Leiter des Instituts & Sternwarte Martin Brendel (761) Brendelia entdeckt 1913 von F. Kaiser in Heidelberg Historisches

11 Minor Planet Center (Cambridge, Massachusetts, USA) seit 1947 Die weltweit zentrale Sammelstelle für alle Positionsmessungen von Asteroiden ist seit 1947 das Minor Planet Center. Das MPC ist eine Unterabteilung der Internationalen Astronomischen Union, zuständig für die Objekte unseres Planetensystems. Erwin Schwab: Aktuell ist das MPC für die Berechnung der Bahnen der Kleinplaneten zuständig Historisches

12 Statistik der Asteroiden - Entdeckungen
Jahr Asteroiden Bemerkungen Ceres Vesta, Pallas, Juno, Astraea alle visuell entdeckt ab 1892 fotografisch, erstmals Max Wolf (LSHD) Planeteninstitut Frankfurt ( ) Seit 80er Jahren Digitalkameras Seit 1996 automatisierte Großteleskope 2007 ~ Historisches

13 Die vielen „Zehnten Planeten“ und die Degradierung des Plutos
Erwin Schwab: Die erste Entdeckung eines TNOs: 1992 QB1 Discovery date : Discovery site : Mauna Kea Discoverer(s) : Jewitt, D. C., Luu, J. X Durchmesser 160 Km. Die vielen „Zehnten Planeten“ und die Degradierung des Plutos Sept. 1992: Entdeckung des ersten Transneptunischen Asteroiden (15760) 1992 QB1 mit 160 Km Durchmesser März 2004: Sedna mit 1700 km Durchmesser ging als „zehnter Planet“ durch die Presse. Juli 2005: Eris (zunächst als 2003 UB313 und Xena bekannt) mit 2400 km ging auch als „zehnter Planet“ durch die Presse. August 2006: Pluto (2300 Km) wird durch die Internationalen Astronomischen Union IAU in die neu definierte Klasse der Zwergplaneten eingestuft (Resolution 6A Abstimmung: 237 zu 157 Astronomen bei 30 Abwesende, also 60,1% dafür). Planeten Zwergplaneten Kleinplaneten (Asteroiden, Planetoiden) September 2006: Pluto bekommt die Kleinplaneten-Nummer vom Minor Planet Center, Unterabteilung der IAU Eris: Göttin der Zwietracht, Tochter von Hera und Zeus Historisches

14 Die größten transneptunischen Asteroiden
Pluto mit Hubble Space -Teleskop Eris am10m Teleskop mit adaptiver Optik. Keck Observatory Quaoar Entdeckungsfoto: Oschin Teleskop (1,2m) Die größten transneptunischen Asteroiden Einführung

15 Animation des Planetensystems
Einführung

16 Astrometrie - Positionsmessung von Gestirnen
Die Astrometrie ist eine der ältesten Teilbereiche der Astronomie. Sie umfaßt die Messung und Berechnung der Positionen von Himmelsobjekten und ihren Bewegungen in genau definierten Bezugsystemen. Geozentrisches Bezugssystem Das Koordinatensystem der Erde wird auf den Himmel projiziert Längengrad entspricht Rektaszension Breitengrad entspricht Deklination Heliozentrische Bezugssystem Die Sonne steht im Mittelpunkt, die Himmelskörper des Planetensystems bewegen sich um die Sonne. Astrometrie

17 Messgenauigkeit (Messfehler)
- der Unterschied zwischen Theorie und Praxis Weshalb hat der Entdecker von CERES Giuseppe Piazzi damals 22 mal die Position von CERES gemessen ? Theoretisch ist mittels 2 Punkten eine Gerade beschrieben und mit drei Punkten eine Ellipse. Eine Messung mit unendlicher Genauigkeit ist in der Praxis unmöglich. Messfehler sollte möglichst klein sein Möglichst viele Messungen über einen langen Zeitraum Meßgenauigkeit auf der Taunus-Sternwarte ist besser als 1 Bogensekunde. Ein Euro in 5Km Entfernung Erwin Schwab: Beispiel Einbauküche passt nie… Theoretisch reichen drei Positionen, um eine Bahn bestimmen zu können, dann allerdings sehr ungenau Entscheidend ist nach einer Entdeckung den Asteroiden weiterzuverfolgen, um aufgrund der Positionsmessungen eine Bahn zu bestimmen. . Astrometrie

18 Auffinden und Astrometrie von Asteroiden im 19. Jahrhundert
Die Asteroiden wurden visuell gesucht und mittels Teilkreisinstrumente deren Position vermessen. Instrument mit dem Guiseppe Piazzi im Jahr 1801 den CERES entdeckte und 22 Positionen gemessen hatte. Gesamthöhe 2,8 m Linsenteleskop mit 7,5 cm Öffnung Es hatte sehr genaue Kreisskalen Höhenteilkreis mit 1,5 m Durchmesser Horizontkreis mit 0,9 m Durchmesser Ceres Entdeckungsgerät Hersteller: Jesse Ramsden (London 1789) Das Gerät befindet sich im Museum des Observatoriums von Palermo Astrometrie

19 Auffinden und Astrometrie von Asteroiden im 20. Jahrhundert
Fotografische Suche nach Asteroiden wurde 1891 von Max Wolf auf der Landessternwarte eingeführt. Auffinden und Astrometrie von Asteroiden im 20. Jahrhundert Die Himmelsabschnitte wurden auf Fotoplatten belichtet. Mittels Blinkkomparator wurden die bewegten Objekte gefunden. Mittels Koordinatenmesstisch wurden die Positionen der Asteroiden im Vergleich zu den Sternen vermessen und vom x-y Koordinatensystem des Messtisches in Himmelskoordinaten umgerechnet. Blinkkomparator der Sternwarte Hamburg-Bergedorf X-Y Koordinatenmesstisch der Landessternwarte Heidelberg Astrometrie

20 Auffinden und Astrometrie von Asteroiden im 21. Jahrhundert
Erwin Schwab: Profis arbeiten seit den 70 er Jahren mit Digitalkameras, damals noch preislich unerschwinglich für Amateure The Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) is a "research institute" of the Smithsonian Institution headquartered in Cambridge, Massachusetts, where it is joined with the Harvard College Observatory (HCO) to form the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Auffinden und Astrometrie von Asteroiden im 21. Jahrhundert Die digital vorliegenden Fotos werden am PC mittels Software, welche die Bilder blinkt und vermisst, ausgewertet. Die vermessenen Asteroiden-Positionen werden via im vorgeschriebenen Format ans Minor Planet Center (USA) versendet. Am MPC werden auf Grundlage dieser Positionsmessungen die aktuellen Bahnen von Asteroiden, Kometen und Monde berechnet und veröffentlicht. 55636 C V B C V B C V B01 Astrometrie

21 Asteroiden-Entdeckungen
Erwin Schwab: Kamera QE über 50 % Erfolgsrezept für Asteroiden-Entdeckungen Asteroid Ceres ist ca mal heller als die heutigen Asteroiden-Entdeckungen ! 2000 Km Frankfurt Lisabon Die Asteroiden, die heute entdeckt werden, sind so lichtschwach wie eine Kerzenflamme, gesehen aus 2000 Km Entfernung Rezept: Teleskop mit möglichst großer Öffnung leistungsstarke Digitalkamera (seit 2006) Auswertesoftware ausreichend guter Beobachtungsstandort klare Nächte in Folge (Schönwetterperiode) gute Such-Strategie „Observatory Code“ für die Sternwarte: Wichtig für das Übermitteln und die schnelle Auswertung (Bahnbestimmung) auf Grundlage der Positionsmessungen Praxis

22 Die Sternwarte des Physikalischen Vereins im Taunus
Anfang Juni 2006 Positionsmessungen von (612) Veronika und (2303) Retsina Die Genauigkeit unserer Positionsmessungen sind denen der professionellen Sternwarten gleichwertig. Die Taunus-Sternwarte bekommt am 14. Juni 2006 den Observatory Codes B01 von der Internationalen Astronomischen Union. Foto: Sighard Schräbler 55636 C V B C V B C V B01 Praxis

23 Hauptgürtel Asteroid 2006 WV129 Transneptunischer Asteroid (55636)
Planetensystem-Animation dreier auf der Sternwarte des Physikalischen Vereins beobachteten Asteroiden: Erdnahe Asteroid 2004 XP14 Hauptgürtel Asteroid 2006 WV129 Transneptunischer Asteroid (55636) Praxis

24 Erwin Schwab: Bewegung am Himmel: Zwei Vollmonddurchmesser pro Stunde Erdnahe Asteroid 2004 XP14 Der Asteroid mit 500 Meter Durchmesser raste in km Entfernung an der Erde vorbei. 43 Einzelfotos mit je 10s Belichtungszeit und 10s zeitlicher Abstand Praxis

25 Transneptunischer Asteroid (55636)
Belichtung je 15min im Abstand von 2 Stunden Praxis

26 Die erste Asteroiden -Entdeckung des Physikalischen Vereins
2006 WV129 Am Das erste Foto mitten in die Ekliptik Entdeckung 2006 WV129 und Wiederentdeckung 2003 AS68 Erste Asteroiden-Entdeckung in der über 180-jährigen Geschichte des Physikalischen Vereins 2003 AS68 27440 Entdeckungsfoto des Asteroiden 2006 WV129 vom , 5 Minuten Belichtungszeit Erwin Schwab & Rainer Kling Taunus-Observatorium (B01) des Phys. Vereins Praxis

27 FAZ Darmstädter- Echo Presseberichte 23.1.2006
- Frankfurter entdecken Asteroiden - Winzling in den Weiten des Weltraums - Auf der Jagd nach Kleinplaneten - Zwischen Jupiter und Mars FAZ Frankfurter Allgemeine Zeitung Darmstädter- Echo Drei Interviews im Hörfunk (HR1 und HR4) Ein Bericht im Fernsehen (Hessenschau am ) Praxis

28 Asteroiden-Entdeckungen des Physikalischen Vereins
Datum Vorläufige Durch TYP Entdecker Bezeichnung -messer WV ,2 Km Hauptgürtel R.Kling, E.Schwab AP ,0 Km Marsbahnkreuzer R.Kling, E.Schwab CS ,2 Km Hauptgürtel S.Karge, E.Schwab DH7 1,1 Km Hauptgürtel R.Kling, E.Schwab DO7 1,2 km Hauptgürtel R.Kling, E.Schwab QY ,8 Km Hauptgürtel S.Karge, R.Kling RV ,7 Km Hauptgürtel R.Kling, E.Schwab RZ ,9 Km Hauptgürtel R.Kling, E.Schwab RW ,0 Km Hauptgürtel S.Karge, E.Schwab RT ,7 Km Hauptgürtel S.Karge, E.Schwab RT ,2 Km Hauptgürtel R.Kling, E.Schwab RR ,0 Km Hauptgürtel R.Kling, E.Schwab RZ ,5 Km Jupiter-Trojaner R.Kling, E.Schwab RH ,0 Km Hauptgürtel R.Kling, E.Schwab RG ,1 Km Hauptgürtel R.Kling, E.Schwab RB ,5 Km Hauptgürtel R.Kling, E.Schwab RD ,9 Km Hauptgürtel S.Karge, R.Kling SS ,2 Km Hauptgürtel S.Karge, R.Kling Praxis

29 Schema der vorläufigen Bezeichnungen von Asteroiden (Designation)
2007 BA ist die 1. Asteroiden-Entdeckung in der 2. Januar-Hälfte des Jahres 2007 2007 BZ ist die 25. Asteroiden-Entdeckung in der 2. Januar-Hälfte des Jahres 2007 2007 BA1 ist die 26. Asteroiden-Entdeckung in der 2. Januar-Hälfte des Jahres 2007 2007 BA2 ist die 51. Asteroiden-Entdeckung in der 2. Januar-Hälfte des Jahres 2007 Der erste Buchstabe ist der Halbmonat der Entdeckung: erster Zeitraum Buchstabe der Entdeckung A Jan. 1-15 B Jan . X Dez. 1-15 Y Dez Zweite Buchstabe zeigt an, die wievielte Asteroiden-Entdeckung des Halbmonats es war. A , B, C X, Y, Z = Entdeckung des Halbmonats Bei mehr als 25 Entdeckungen im Halbmonat werden die Buchstaben wiederholt, zusätzlich mit einer Ziffer. Namensgebung

30 Endgültige Nummerierung, wenn die Ungenauigkeit der vorausberechneten Position am Himmel unter 1“ sinkt Eine Bogensekunde = 1 Euro-Stück in 5 Km Entfernung Namensgebung

31 Die Benennung eines Asteroiden
Vorraussetzung: Wenn die Berechenbarkeit der Bahn eine bestimmte Genauigkeit erreicht hat, dann wird aus der vorläufigen Bezeichnung eine Kleinplaneten - Nummer z.B. (40764) = 1999 TA16 Namensvorschlagsrecht: Der oder die Entdecker bis zehn Jahre nach der Nummerierung. Namensgebungsrecht: The Committee for Small Body Nomenclature (CSBN), working group of Division III of IAU. ein paar aktuelle Regeln: Asteroiden werden nicht nach den Entdeckern benannt Der Name darf maximal 16 Zeichen lang sein und muss “aussprechbar” sein (4090) Říšehvězd Namen von Haustieren sind nicht erlaubt: (966) Muschi oder (24168) Hexlein sind Kosenamen von Personen militärische und politische Führer, wenn sie bereits 100 Jahre verstorben sind (19290) Schroeder, benannt nach Astronomen Jeff Schroeder Firmen oder Produkt-Namen werden nicht akzeptiert (7414) Bosch Bei manchen Asteroiden-Typen sind nur Namen aus der Mythologie erlaubt. (99942) Apophis Namensgebung

32 Laudatio (728) Leonisis Discovered 1912 February 16 by J. Palisa at Vienna. Named in honor of Geheimrat Leo Gans ( ), president of the Physical Society at Frankfurt a.M., Germany on the occasion of his 70th birthday. The emblem of the Society is an Isis, thus the combined name for this planet. Named by M. Brendel. (966) Muschi Discovered 1921 November 9 by W. Baade at Bergedorf. Named in honor of the wife of the discoverer. Muschi is a nickname. Vorgeschriebenes Format: maximal 4 Zeilen mit maximal 80 Zeichen pro Zeile Namensgebung

33 Laudatio (761) Brendelia Discovered 1913 September 8 by F. Kaiser at Heidelberg. Named by the discoverer in honor of the late theoreticist of the minor planets, Otto Rudolph Martin Brendel ( ), who at that time was director of the "Planeteninstitut" at the University of Frankfurt am Main. Brendel himself chose for the planet to be named the object with the smallest inclination from the planets discovered by Kaiser and not previously named. (1487) Boda Discovered 1938 November 17 by K. Reinmuth at Heidelberg. Named in honor of the German astronomer Karl Boda ( ) who at the Frankfurt Planeten-Institut worked on minor planet dynamics. Namensgebung

34 Morgen: Astronomietag
Ende Morgen: Astronomietag Ende

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