Highlights der Astronomie. APOD vom : Venus und Jupiter über Bursa (Türkei)

Transkript

1 Highlights der Astronomie APOD vom : Venus und Jupiter über Bursa (Türkei)

2 alle Neune solar system.net/

3 Unser Planetensystem

4 Die Umlaufbahnen die meisten fast kreisförmig alle in einer Ebene (Ekliptik)

5 Planeten Konstellationen Ekliptik: Hauptbezugsebene; Ebene durch Erdbahn um Sonne definiert Opposition, Konjuktion, Quadratur Quadratur Knoten totale Sonnenfinsternis: Mond in unterer Konjunktion plus in Knoten

6 Die Keplerschen Gesetze die Keplerschen Gesetze ergeben sich direkt aus der Mechanik für eine Zentralkraft, das 3. speziell für eine 1/r2 Kraft 1. Gesetz Die Planeten bewegen sich auf Ellipsen, in deren (einem) Brennpunkt die Sonne steht. Bahnen um gemeinsamen Schwerpunkt, bzw. die von Körper A um B Umwandlung von kinetischer in potentielle Energie und umgekehrt

7 Keplersche Gesetze 2. Gesetz Der Fahrstrahl von der Sonne zum Planeten überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen. dieser Satz ist äquivalent zur Erhaltung des Drehimpulses

8 Keplersche Gesetze 3. Gesetz Das Verhältnis aus den 3. Potenzen der großen Halbachsen und den Quadraten der Umlaufzeiten ist für alle Planeten konstant. 3 a T 2 =M m werden Zeit und Entfernung in Jahren und AU genommen, sind die Massen in Sonnenmassen zu verstehen diese Formel entsteht direkt aus dem Gesetz für die Newtonsche Gravitation aus ihm kann die Masse der Sonne die Entfernung aller Planeten im Sonnensystem bestimmt werden, falls eine davon bekannt ist

9 Einteilung der Planeten historisch: klassische (Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn) modern Zusammensetzung bzw. Größe (bis auf Pluto identisch) felsig/klein bzw. Gasplaneten/groß felsig: Dichten von etwa 5 gm/cm3; Gasplanet: etwa 1 gm/cm3 klein: Radius bis 6000 km; groß: bis km (Sonne: km) Masse: 0.06 (Merkur) bis 320 (Jupiter) Erdmassen (Pluto 0.002); Sonne: 1000 Jupitermassen

10 Merkur Bahn hochexzentrisch, von 46 bis 70 Mill. km; Durchmesser 4880 km; Masse kg; nach Erde zweithöchste Dichte untersucht von Mariner 10 (1974/75) dünne Atmosphäre, daher viele Meteoriteneinschläge Atmosphäre besteht aus Atomen, die vom Sonnenwind aus Merkur Oberfläche evaporiert wurden, aber auch schnell entweichen 3:2 Resonanz zwischen Umdrehungs und Bahnperiode (stellen Sie sich vor, wie die Sonnenbahn im Laufe eines Tages aussieht) Temperaturschwankungen von 90 bis 700 K dichter, relativ großer Eisenkern, dünnerer Silikatmantel; hohe Dichte (nach Erde zweitdichtester Körper im Sonnensystem)

11 Merkur Transit zuletzt am , davor Nov 99, nächster Nov 2006 historische Bedeutung: mittels genauer Zeitmessung der Kontakte von verschiedenen Punkten der Erdoberfläche und Triangulation kann die Entfernung zur Sonne bestimmt werden (3. Kepler Gesetz)

12 Perihel Drehung das Gravitationspotential in der Allgemeinen Relativitätstheorie ist nicht mehr ein 1/r Gesetz, sondern hat in erster Näherung einen 2 RS 3 GM Zusatzterm wobei der R S=2 L mr 2 c2 Schwarzschild Radius und L der Bahndrehimpuls ist das führt dazu, dass eine stabile Bahn nicht mehr durch die stationäre Ellipse beschrieben wird, sondern durch eine sich drehende das kann zum Beispiel durch Bestimmung der Lage des Perihels gemessen werden, die sich nach jeder Umlaufsperiode um einen M Winkel in Rotationsrichtung gedreht hat L beim Merkur beträgt dieser Winkel 43 /Jhdt.; wie vorhergesagt wenn man die Drehung aufgrund der Newtonschen Wirkung der anderen Planeten berücksichtigt hat (G = m3/kg s2)

13 Falschmeldungen 1: Vulkan die Periheldrehung könnte auch mit der Existenz eines weiteren Planeten innerhalb der Merkurbahn erklärt werden 1806 von Le Verrier behauptet (auch gestützt auf Beobachtungen eines Flecken vor der Sonne ) und Bahn berechnet: 19 Tage Umlaufszeit, stark exzentrische Bahn und 1/17 der Masse Merkurs Name: Vulkan 1878 wähernd Sonnenfinsternis gesehen sogar 2 Planeten! dann 1916 Einsteins Erklärung nochmal Sichtungen... was wurde wirklich gesehen? Vermutlich Asteroiden oder Kometen nahe an der Sonne

14 Venus Masse kg; km Durchmesser (fast Erde) nach Sonne und Mond dritthellstes Himmelsobjekt und häufigstes UFO... seit Mariner 2 (1962) mehr als 20 Satelliten, einschl. Venera 7 und 9 (gelandet), zuletzt Magellan mit Radarbildern der Oberfläche ( ) topographische Darstellung westliche Eisla Region: Vulkane Lavakanäle

15 Venus Oberfläche in echten Farben

16 Atmosphäre der Venus obwohl Venus der Erde so ähnlich ist, unterscheiden sich die Atmosphären deutlich Druck von 90 atm (9000 kp; etwa wie im Meer in 1 km Tiefe) hautpsächlich CO2 mit kilometerdicken Wolken aus Schwefelsäure starker Greenhouse Effekt mit Oberflächentem peraturen von 740 K (Blei schmilzt) kein Wasser (verdampft) mäßige Winde an der Oberfläche, aber starke (500 km/h) in der hohen Atmosphäre... ein Blick in unsere Zukunft? Rotation: retrograd und Venus Tag 243 Erdtage; Bahn: synchronisiert; Exzentrizität unter 1%

17 Venus Geologie Venus hat wenige Einschlagkrater, spricht für junge Oberfläche keine kleinen Krater, aber oft Gruppen von Kratern (Meteoriten verdampfen oder zerbrechen in Atmosphäre) glatte Oberfläche mit wenigen großflächigen Erhebungen oder Tiefebenen viele, ausgedehnte Lava Ausflüsse, aber wenige aktive Vulkane (hot spots) zentraler Eisekern (3000 km Durchmesser) und dicker Mantel aus geschmolzenem Felsen (ähnlich Erde) im Mantel Konvektion, daher tektonische Spannungen, aber keine großen tektonischen Platten. Pancake Berge

18 Venus Transit wie Merkur Transit wichtig zur Bestimmung einer ersten, grundlegenden Entfernung im Sonnensystem aber einfacher, da Venus näher und heller am 6. Juni 1761 erstmals (nach Aufruf Halleys) gemacht Ergebnisse zwischen 125 und 155 Mill. km erst 1874 und 1882 genau (Fotografie) Zyklus: 8 Jahre /2 Jahre + 8 Jahre /2 Jahre = 243 Jahre zuletzt , der nächste am Venus und ISS Venusatmosphäre

19 Falschmeldungen 2: Venus Mond Cassini beobachtete 1672 ein Objekt neben der Venus, gab dies aber nicht bekannt ein Mond? 1686 erneute Beobachtung, dann aufgeschrieben wurde dann auch von anderen gesehen, 1761 sogar 16 mal; Scheuten (1761) sah sogar den Schatten während eines Venus Transits; andere Beobachter aber konnten es nicht finden Name: Neith Lambert veröffentlicht 1777 Bahndaten: 11 Tage Umlaufszeit, 66,5 Venusradien Abstand, Bahnneigung 64o Hozeau (1884) behauptet, es sei ein weiterer Planet, aufgrund verschiedener bekannter Bahndaten (!) 1887 zeigt die Belgische Akademie der Wissenschaften, dass alle Sichtungen klar auf bekannte Hintergrundsterne zurückzuführen sind 1892 aber sieht Barnard ein Objekt 7. Größe, das nicht identifizierbar war...

20 Mars Bahnradius 1.52 AU, 6794 km Durchmesser, kg Satelliten: Mariner 4 (1965), Mars 2, Viking Landers (1976); 1997 Mars Pathfinder Bahn exzentrisch, führt zu Klimaschwankungen z.b. Temperatur K ( 218 K) deutliches Oberflächenprofil: Olympus Mons: 500 km Basisdurchmesser, 24 km Höhe, umgeben von einer 6 km tiefen Klippe Tharsis: 4000 km durchmessendes Hochland (10 km) Vallis Marineris: 4000 km lange Canyons, 2 7 km tief

21 Mars weitere Daten Umdrehungsperiode 24 h 37 m Umlaufperiode 687 Tage Durchmesser 6800 km (½ Erde) Dichte 3.9 g/cm3 (72% Erddichte) daher Masse nur etwa 11% Erdmasse 60% der Oberfläche rötlich (Staub und Felsen) polare Eiskappen (schwankende Größe) aus CO2 und Eis Kanäle sind Bergkanten, sich ändernde Farben aufgrund von Verwehungen 1700 km Eisenkern, Mantel und Kruste

22 Mars die Oberfläche Strukturen alt, es gibt aber auch aktive, jüngere Bereiche Südhalbkugel: sieht Mond ähnlich, viele Krater Nordhalbkugel: eher junge, tiefer liegende Ebenen mit komplexeren Strukturen; abrupter Übergang (km Unterschiede) Erosionszeichen: Staub, Verwehungen, Flusstäler wahrscheinlichste Erklärung: Flüsse und Ozeane in der Vergangenheit Bilder der Rover Spirit und Opportunity

23 APOD : Burns Cliff (Mars, Opportunity) Opportunity steht am Fuß einer Klippe, die die Ausfahrt aus dem Krater Endurance blockiert. Der Rover muss wohl umdrehen und den Krater über die Einfahrt verlassen. Untersucht wurde die Abhängigkeit der Bodenzu sammensetzung als Funktion der Tiefe.

24 Mars Express ESA Mission, Dez Ankunft Beagle 2 Lander zerstört aber Orbiter Hauptziel der Mission Kartographierung mit Auflösung von bis zu 10 oder 2 m/pixel Zusammensetzung der Oberfläche mit 100 m Auflösung Atmosphärenzusammensetzung ebenso wie oberste Erdschichten Marsbahn zw. 300 und km Krater am Rand von Huygens Melas Chasma (Kluft)

25 Die Atmosphäre des Mars dünne Atmosphäre mit Winden, Druck 7 mb (½ % Erde) z.t. sehr starke Staubstürme, die ganzen Planeten erfassen und Wochen dauern besteht zu 95% aus CO2, ansonsten aus N, Ar, O, H2O dennoch zu wenig CO2 für (irdischen) Greenhouse Effekt, daher kalt (nur 5o Erwärmung) CO2 wird nicht durch tektonische Vorgänge ersetzt verdunstende Polkappen im Sommer erhöhen Atmosphärendruck um ¼ schwaches Magnetfeld

26 Leben auf dem Mars? Wassereis ist vorhanden (Polkappen) flüssiges Wasser unter der Oberfläche? (Ablussrinnen, M Global Surveyor 2000) sehr jung (Wochen) Mars Meteoriten: 30 (von 22000) auf der Erde stammen vom Mars durch Einschläge auf Mars hoch geschleudert 1999: Antarktis Meteorit soll bakteriologische Wirkung auf Mineral bildung zeigen vor 4 Mrd. J. enstanden, 16 Mio. herausgschleudert, J. eingeschlagen

27 Die Mars Monde Phobos und Deimos in 9000/23000 km Entfernung von Mars Durchmesser 11/6 km, Masse kg/ kg beide von Asaph Hall 1877 entdeckt Phobos hat großen Krater Stickney Phobos ist der seinem Planeten am nächsten befindliche Mond, Deimos der kleinste beide bestehen aus C reichem Fels, sehr ähnlich Meteoriten und aus Eis sind vermutlich Asteroiden gewesen, deren Bahn von Jupiter so gestört wurde, dass sie von Mars eingefangen werden konnten

28 Falschmeldungen 3: Mars Monde Kepler 1610 dachte, die Ringe, die Galileo um Saturn gesehen, aber nicht als solche erkannt hatte, seien in Wahrheit 2 Monde des Mars 1643: Anton Maria Schyrl (Kapuzinermönch) behauptet, Monde gesehen zu haben, was aber mit seinem Teleskop unmöglich war 1727: Swift in Gullivers Reisen schreibt von 2 Marsmonden mit Umlaufzeiten von 10 und 21.5 Stunden. Voltaire übernimmt das in seiner Novelle Micromegas (1750) 1747: der deutsche Kapitän Kindermann behauptet, einen Marsmond mit Periode 59 Std. 50 Min. 6 Sek. beobachtet zu haben 1877: Asaph Hall findet die wirklichen Monde. Perioden sind 7 Std. 39 Min. und 30 Std. 18 Min.

29 Jupiter kg = 1/1000 Sonnenmasse = 318 Erdmassen, doppelte Masse aller anderen Planeten zusammen 778,000,000 km, 5.2 AU; Umlaufszeit 11,9 Jahre 143,000 km Äquatorialdurchmesser; Rotationsperiode etwa 9,9 hrs vierthellstes Himmelsobjekt Galileo fand 1610 die ersten (klassischen) Jupitermonde Io, Europa, Ganymed und Callisto; diese Entdeckung war der erste Beweis für eine nicht geozentrische Bewegung am Himmel Prototyp eines Gasplaneten (Größe genommen bei Druck 1 atm) besteht zu 90% aus Wasserstoff, 10% aus Helium, und andere Spurenelemente

30 Jupiters Aufbau Gasplanet, der nach innen immer dichter wird im Inneren nehmen die Gase metallische Zustandsformen an (Ionisation durch Druck) gasförmige, flüssige, feste (?) Phase zum Großteil aus theoretischen Modellen geschlossen vielleicht ein fester, erdähnlicher Kern von Erdmassen durchschnittliche Dichte 1,33 gm/cm3 Temperatur im Zentrum 20,000 K (durch gravitative Kompression) Jupiter strahlt daher mehr Energie ab als er erhält

31 Jupiters Magnetfeld und daher auch Nordlichter hier beobachtet vom HST Jupiter hat ein Magnefeld 10 mal stärker als das der Erde daher auch Strahlungsgürtel

32 Wolken und Wetter was wir sehen, sind die Wolkenformationen Jupiters, die etwas außerhalb der 1 atm Grenze liegen die Farben kommen wohl von verschiedenen chemischen Verbindungen der Spurenelemente bzw. moleküle Methan, Wasser, Ammoniak Zonen sind die helleren (weiß, gelb) Bereiche, die auch kühler, daher weiter außen sind Bänder sind die dunkleren (rot braunen) Bereiche; heißer, weiter innen man sieht Verwirbelungen Windgeschwindigkeiten bis 600 km/h möglicherweise 3 Wolkenschichten

33 Der Große Rote Fleck wird seit 400 Jahren beobachtet Anti Zyklon in Südhalbkugel, Rotation im Gegenuhrzeigersinn, Periode 6 Tage 3 facher Erddurchmesser fehlende Landmassen und innere Wärme möglicherweise verantwortlich für lange Lebensdauer weitere, ähnliche Wirbel, aber keiner so langlebig

34 Jupiter hat einen Ring 1979 von Voyager 1 entdeckt im Infraroten beobachtbar sehr nahe an Jupiter (1.8 Radien entfernt), innerhalb innerster Mondbahn besteht wohl aus sehr kleinen Staubpartikeln

35 Jupiter Monde 1: die Galileischen Monde Voyager Aufnahme sind die 4 größten Monde Namen von Jupiters Geliebten zwischen 3000 und 5000 km Durchmesser Nähe zu Jupiter bestimmt Eigenschaften 1610 von Galileo entdeckt synchronisierte Bahnperioden von 1:2:4 Io Perioden Callisto erst in einigen hundert Millionen Jahren, dann bei 8

36 APOD vom seltene Dreifach Sonnenfinsternis ( ) durch Ganymed (l), Callisto (r) und Io (Mitte); Io (weiß) und Ganymede (blau) sind selbst sichtbar. Aufnahme HST, Infrarot. Historisch: Ole Rømer bestimmte die Lichtgeschwindigkeit aus solchen Finsternissen

37 Io geologisch aktivster Körper im Sonnensystem seit Voyager ist Vulkanismus bekannt Oberfläche wird alle Million Jahre erneuert außerdem Erosion durch hochenergetische Partikel aus Jupiters Magnetfeld Aktivität resultiert von Gezeitenkräften, die wegen der Nähe zu Jupiter gigantisch sind; so hebt sich die Oberfläche um hunderte von Metern (Flut und Ebbe) dies heizt das Innere stetig auf

38 Europa von Eisschicht bedeckt die glatteste Oberfläche aller Körper im Sonnensystem hier bewirken die Gezeiten, dass Oberfläche weich bleibt

39 Ganymed starke tektonische Aktivitäten tektonische Platten wie Erde Terrains verschiedenen Alters übereinander

40 Callisto etwa Merkurgröße, aber nur 1/3 Masse keine, oder wenig innere Struktur; 40% Eis, 60% Felsen/Eisen alte, von Kratern übersäte Oberfläche Erosionszeichen, kollabierte alte Krater Besonderheit: Gipul Catena eine gerade Linie von Einschlagskratern kein Magnetfeld dünne CO2 Atmosphäre

41 weitere Jupiter Monde innerhalb der klassischen Monde sind: Metis, Adrastea, Amalthea und Thebe km eher Felsbrocken, Asteroiden außerhalb liegen: Leda, Himalia, Lysithea, Elara, Ananke, Carme, Pasiphae, Sinope Elara war die Mutter von Zeus Sinope wurde vergebens von Zeus umworben unter 100 km und dazu noch mehr Monde... insgesamt derzeit wohl 40

42 Saturn 120,000 km Durchmesser, durch Rotation abgeflacht Masse kg 9.5 AU Bahnradius Ringe von Galileo entdeckt Satelliten: Pionieer 11 (1979), Voyager 1 (1980) und 2 (1981), jetzt Cassini (NASA/ESA): Cassini Saturn Orbiter und Huygens Titan Probe, seit Juli im Orbit, am Titan Eintritt; Mission bis 2008

43 Fly by Technik für Satelliten um aus dem Gravitationsfeld der Sonne in die Weiten des interplanetaren Raums zu kommen, reicht die Satelliten Antriebstechnik nicht aus dafür wurde die Slingshot oder Fly by Technik entwickelt, die jetzt meist Gravitational Assist heißt dabei wird in einem engen Vorbeiflug an einem Planeten kinetische Energie und Drehimpuls (zu Lasten des Planeten) gewonnen stationärer Planet: vout=vin Planet in Orbit: vout vin

44 Saturns Inneres ähnlich Jupiter H/He Zusammensetzung 75:25 Spuren von Methan, Wasser, Ammoniak zentraler Felskern Zentrum K heiß, Netto Energieabgabe ebenfalls Bandstruktur in der Atmosphäre Wolkenstrukturen beobachtet, einschließlich Entstehen/Vergehen Magnetfeld und daher Auroren (HST Aufnahme)

45 Saturns Ringe von Galileo entdeckt, von Huygens richtig interpretiert Cassini findet erste Teilung in 2 Ringe (A und B) mittlerweile als System sehr vieler Ringe erkannt Ringe bestehen aus Eis und Gesteinsbrocken, mit Größen von cm bis m, vereinzelt km, dann allerdings schon Mond viel heller als die Ringe der anderen Gasplaneten( Albedo) sehr dünn: 250,000 km Durchmesser, 1.5 km Dicke Gesamtmasse entspricht einem Körper mit nur 100 km Durchmesser Stuktur hängt mit Resonanzen mit Mondbahnen zusammen Ursprung unklar

46 Saturns 18 benannte Monde bis auf zwei Monde rotieren alle synchronisiert (Tag = Umlaufszeit) drei Paare, Mimas Tethys, Enceladus Dione und Titan Hyperion in Resonanz (1:2, 1:2, 3:4) weitere ca. 20 Kandidaten, oder kleinere Monde (Zählung bei 30) Pan, im Ring gefunden, aufgrund Analyse der Ringstruktur

47 Falschmeldungen 4: mehr Saturn Monde 1861: Hermann Goldschmidt findet 9. Mond zwischen Titan und Oberon, den er Chiron nennt. Bestimmt auch genaue Periode, aber niemand sonst sieht diesen Mond 1898: Pickering findet einen anderen 9. Mond mittels photographischer Aufnahmen (erstmals). Man denkt heute, es handelte sich um Phoebe 1905 entdeckt er gleich den nächsten Mond in einem hochexzentrischen Orbit. Nie bestätigt, aber bis 1960 in der Literatur verzeichnet 1966: Dollfuß findet einen 10. Mond, Janus, der aber ganz nahe an den Ringen ist und nur zu sehen ist, wenn man auf die Kante der Ringe blickt 1980 wird ein weiterer Mond, Epimetheus, gefunden, der mit Janus ein Paar bildet. Dieses Paar tauscht seine Orbits aus! Dollfuß beobachtete tatsächlich beide Monde

48 Titan der größte Mond Titan ist im Durchmesser (5150 km) der sichtbaren Scheibe der größte Mond, allerdings im Durchmesser der festen Oberfläche nur der zweitgrößte nach Ganymed, dennoch größer als Merkur und massiver ( kg) als Pluto von Huygens 1655 entdeckt wegen dichter Atmosphäre kann man Oberfläche im sichbaren Licht nicht sehen Atmosphärendruck 50% höher als auf Erde hauptsächlich N2 und Spuren von Argon, Methan, einigen organischen Molekülen, Wasser erinnert an frühe Erdatmosphäre, vor Beginn des Lebens IR (HST) weist auf Kontinente hin; Landeplatz für Huygens

49 Uranus 19.2 AU Bahnradius, 51,000 km Durchmesser Masse kg der erste moderne Planet, entdeckt von Herschel (1781) Name erst Georgium Sidus, dann Herschel, schließlich Uranus (von Bode, 1850) Rotationsachse parallel zur Ekliptik 1986 von Voyager 2 besucht, damals Sonne auf Südpol geschienen, dennoch Äquator heißer. Warum? Unklar, was Nordpol ist (je nach Definition wäre Rotation dann retrograd)

50 Zusammensetzung und Struktur des Uranus Zusammensetzung: vor allem Eise und Fels, nur 15% H, etwas He und Methan ähnlich dem Inneren von Jupiter und Saturn (ohne die Hülle aus flüssigem, metallischen Wasserstoff) aber Atmosphäre aus 83% H, 15% He, 2% CH4 ebenfalls Wolken, aber Farbunterschiede nicht so ausgeprägt blaue Farbe Resultat der Absorption des Rotanteils durch Methan Magnetfeld um 60o gegen Rotationsachse gedreht

51 Die Ringe des Uranus und seine Monde Uranus hat 11 bekannte Ringe dunkel wie die des Jupiters aber aus relativ großen Teilen, wie die des Saturn waren die zweiten, die entdeckt wurden 5 Monde waren bekannt vor Voyager 2 10 weitere (alle innerhalb der ersten 5) von Voyager 2 gefunden jetzt etwa 24

52 Die Shakespeare/Pope Monde des Uranus Miranda (Der Sturm) entdeckt von Kuiper (1948) halb Wasser, halb Fels, stark vermischt Ariel (Der Sturm) entdeckt von Lassel (1851) wie Miranda, auch lange Täler mit Vulkane Umbriel (Pope: The Rape of the Lock) entdeckt von Lassel (1851) Titania (Sommernachtstraum) entdeckt von Herschel (1787) sehr ähnlich zu Ariel Oberon (Sommernachtstraum) entdeckt von Herschel (1787) sehr ähnlich zu Umbriel

53 Falschmeldungen 5: Herschels Uranus Monde Herschel behauptete 1787, dass er sechs Uranus Monde gefunden hätte Aber nur zwei (Titania und Oberon) waren tatsächlich Monde Die anderen 4 waren vermutlich ebenfalls Hintergrund Sterne Man sieht, auch große Astronomen sind nicht frei von Falschmeldungen...

54 Neptun Neptun ist der viertgrößte Planet, kleiner, aber massereicher als Uranus 30 AU Bahnradius, 49,500 km Durchmesser, 1026 kg gefunden von Galle und d'a rrest am nahe der vorhergesagten Position (Streit zw. F und GB wegen Entdeckerruhm) Vorhersage von Adams und Le Verrier aufgrund der Bahnen von Jupiter, Saturn und Uranus Bahn selber wiederum nicht wie erwartet, Hinweis auf weiteren Planeten außerhalb der Neptun Bahn daher: Suche wäre einige Jahre früher oder später wohl erfolglos geblieben

55 Aufbau, Struktur... von Neptun meiste Information von Voyager 2 und in den letzten Jahren vom HST wie auch erdgebundenen Beobachtungen Neptun ähnelt Uranus in der Zusammensetzung sehr (Eis, Fels und Wasserstoff) und hat auch eine H/He/Methan Atmosphäre, die für die blaue Farbe verantwortlich ist könnte einen Felsenkern haben wie alle Gasplaneten Wolken und Stürme, die allerdings mit bis zu 2000 km/h die heftigsten sind Voyager 2 fand einen Großen Roten Flecken, halb so groß wie der des Jupiters, von Winden mit 300 m/s getrieben 1994 war der Spot verschwun den (HST), aber neue aufgetreten

56 Neptun Ringe und Monde auch Neptun hat Ringe damit sind sich die vier großen Planeten ähnlicher als man dachte Neptun hat 8 Monde, den von Laselle 1846 gefunden Triton (1350 km), den von Kuiper 1946 entdeckten Nereide (170 km; äußerster Mond) sowie 6 weitere, die alle von Voyager 2 erstmals gesichtet wurden

57 Triton gefunden nur wenige Wochen nach Neptun (von Lassell) 354,000 km von Neptun, 2700 km Durchmesser retrograder Orbit, als einziger der großen Monde es wird angenommen, dass Triton im Kuiper Gürtel entstand und dann von Neptun eingefangen wurde Rotationsachse 157 gegen die des Neptuns gekippt, und somit fast in Ekliptik (s. Uranus) Triton ähnelt Pluto, z.b. darin dass er einen ungewöhnlichen Orbit hat Zusammensetzung 25% Wassereis plus Fels, Temperatur 35 K, dünne Atmosphäre (0.01 mbar), N2 und CH4 junge Oberfläche mit einigen Kratern und großen Eiskappen Eisvulkane: flüssiger Stickstoff, Staub, Methan werden ausgestoßen

58 Ein Eisvulkan bricht aus Behauptung ist, dass dies eine Vulkanwolke ist, 8 km hoch und 140 km lang (Voyager 2); die anderen dunklen Streifen entsprechen Geysiren

59 Pluto Pluto ist der kleinste Planet, kleiner als sieben Monde 39.5 AU (Durchschnitt) Orbit, 2274 km Durchmesser, kg entdeckt aufgrund der Analyse der Bahnen von Uranus und Neptun diese Daten waren aber falsch, daher eher zufällige Entdeckung durch Clyde Tombaugh (1930) wurde bald klar, dass Pluto zu klein war, um die Diskrepanzen in den anderen Bahnen zu erklären (diese verschwanden mit einer genaueren Massenbestimmung des Neptuns durch Voyager 2) Bahnexzentrizität ist 25%; Bahn liegt z.t. innerhalb der Neptun Bahn; Bahn 17.5 gegen Ekliptik geneigt; 3:2 Resonanz mit Neptun Umlaufperiode Rotationsachse 127 geneigt

60 Pluto ein Planet? Temperatur nur noch K Zusammensetzung unklar; Dichte etwa 2 gm/cm3, daher vermutlich 70% Fels und der Rest Wassereis (wie Triton) Vermutlich dünne N Atmosphäre, die aber nur nahe Perihel gasförmig ist moderne Ansicht ist, dass Pluto wie Triton ein Kuiper Gürtel Objekt ist, das eingefangen wurde

61 Charon Plutos Mond 1978 von J. Christy entdeckt vorher aufgrund schlechter Auflösung mit Pluto für ein Objekt gehalten 19,600 km von Pluto entfernt, Durchmesser 1172 km, Bahnebene = Plutos Äquatorialebene; 6.4 Tage Umlaufzeit Masse kg, ca Plutomassen, d.h. größte Masse relativ zum Planeten (danach Mond/Erde) eher Doppelplanet, oder getrennter Planet (wie Mond/Erde) Charons Rotation ist mit Bahn synchronisiert, aber Plutos Rotation ebenfalls: die beiden zeigen sich gegenseitig also immer dieselben Seiten; Rotation parallel zu Pluto Beispiele für Phasen (links 1930, rechts 1996)

62 Falschmeldungen 6: Planet X die Bahn des Uranus konnte auch nach der Entdeckung des Neptuns und seines Mondes Triton (Masse des Neptuns bestimmbar) nicht erklärt werden, ebensowenig wie die Bahn des Neptuns selbst daher erklärte Le Verrier, dass es noch einen weiteren Planeten geben müsse 1877 bestimmte Todd die Bahnelemente und die damalige Position des 10. Planeten, ebenso, dass die Helligkeit schwächer als 13 mag sein muss 1879: Flammarion sagt einen Planeten bei 50 AU aus der Häufung der Aphelia von Kometen voraus (Methode wurde später mehrfach verwendet; bis zu 3 Trans Neptun Planeten...) Bis 1890: Gaillot, Jackson See, Grigull: Ozeanus, Trans Ozeanus, Hades

63 Inflation : Lau, Gallet, Grigull, Jackson See: 2 Trans Neptun Planeten mit detaillierten, immer wieder revidierten Bahndaten 1904: General Alexander Garnowsky sagt 4 (!) solcher Planeten voraus, ohne Details Pickering hält Rekord: sagte insgesamt (von 1908 bis 1932) acht bis neun weitere Planeten voraus (vergab Namen O U) 1911: Planet Q soll 20,000 Erdmassen = 63 Jupitermassen = 1/6 Sonnenmassen haben (praktisch ein Stern), hoch exzentrischer Orbit die Teilnehmer dieser Vorhersage Inflation passten ihre Bahndaten auch immer wieder an die der anderen an

64 Pluto und Planet X Lowell (Arizona) suchte ernsthaft mit privatem Observatorium ab 1909; 3. Suche ( ) mit dem Bauernburschen Clyde Tombaugh resultierte in Entdeckung des Pluto wegen der zu niedrigen Masse des Pluto musste Suche fortgesetzt werden Tombaugh suchte den gesamten Himmel bis 1943 fort: er betrachtete Bilder von 30 Millionen Sternen fand eine neuen Kugel und 5 neue Offene Sternhaufen einen Galaxienhaufen und mehrere kleine Galaxien einen Kometen und 775 Asteroiden hätte einen weiteren Neptun in der 7 fachen Pluto Entfernung gefunden fand aber keinen 10. Planeten

65 am Ende kein Planet X, aber... bis 1957 weitere Vorhersagen, damals Schutte (München), Kitzinger (Karlsruhe) Tom van Flandern und R. Harrington Vorhersagen und Suchen: Planet X muss im Aphel sein, und sehr dunkel 1987: Anderson (JPL) sagt Planet X aufgrund von Pioneer 10 und 11 Bahndaten, und alten (fehlerhaften) von Planeten Conley Powell fand, dass die Uranus Bahn ab 1910 (Daten besser) sehr viel besser passte als zuvor. Sein Planet hatte 3 Erdmassen, war 60 AU von der Sonne entfernt und lief in 494 Jahren um sie; Suche erfolglos. Derzeitige (!) Vorhersage: 0.8 Erdmassen in fast Pluto Bahn... Charles Kowal findet 1987 Chiron, der aber bald als Asteroid identifiziert wurde; seit damals viele trans Pluto Asteroiden nach den Pioneer und Voyager Missionen und den daraus resultierenden genaueren Planetenmassen war klar man benötigt keinen Planet X und es gibt auch keinen aber es gibt einen trans Neptun/Pluto Asteroidengürtel

66 ... und das nächste Mal APOD vom : Auroren und Magnetfelder