Highlights der Astronomie. APOD vom : Machholz und andere Kometen

Transkript

1 Highlights der Astronomie APOD vom : Machholz und andere Kometen

2 was sehen wir? Lichtfleck heller als umgebende Sterne mit Strahlen in zwei Richtungen ausgedehnter Lichtfleck, heller als umgebende Sterne, mit Strahlen in zwei verschiedene Richtungen

3 Objekt bewegt sich Objekt ändert seine Position deutlich von Tag zu Tag verändert dabei auch seine Helligkeit Strahlenrichtungen verändern sich relativ zur Bewegungsrichtung

4 Komet, Meteor, Sirius, Orion

5 die aktuelle Position ( )

6 Komet Machholz (C/2004 Q2) Der Amerikaner Don Machholz entdeckte am Morgen des nach 10jähriger Pause wieder einen Kometen seinen mittlerweile 10. Zu diesem Zeitpunkt noch auf Südhemisphäre. Bahnberechnungen und Helligkeitsvorhersagen ließen es möglich erscheinen, dass er um die Jahreswende 2004/2005 mit bloßem Auge (Helligkeit etwa 4. Größenklasse) zu beobachten sein würde. Bis Ende November 2004 entwickelte sich Komet Machholz jedenfalls wie vorhergesagt, Mitte Dezember war er sogar eine halbe Größen klasse heller als erwartet. Im Januar ist er bereits 3.8 mag hell, etwas heller als erwartet und passierte die Pleiaden bochum.de/main/machholz.htm

7 Entdeckungsbericht Als ich um 3:20 Uhr am Morgen des 27. August 2004, einem Freitag, aufwachte, wusste ich gleich, was ich machen wollte und warum ich drei Stunden vor meiner normalen Zeit aus dem Bett stieg: Dies war ein Morgen für die Kometenjagd... An diesem Morgen konnte ich ein 6 Zoll Teleskop benutzen, um den Himmel im Süden abzusuchen. Ich hatte es 1968 zu Weihnachten geschenkt bekommen...um 3:35 fing ich an, am Südhimmel zu suchen. Um 4.12 Uhr entdeckte ich ein schwaches, diffuses Objekt, ziemlich klein. Ich schaute genau hin, um zu sehen, ob es vielleicht ein Doppelstern oder eine kleine Sterngruppe war, die nur wie ein Wölkchen aussah. Das war nicht so. Dann griff ich nach meiner Sternkarte um zu sehen, ob es in der Gegend irgendwelche bekannten Galaxien oder Nebel gab. Ich brauchte ein paar Minuten, um genau festzustellen, wo auf der Karte ich war. Dort war nichts eingezeichnet. In meiner Sternwarte war eine detailliertere Karte....zeigte nichts. Ich markierte die Stelle auf der Karte mit Datum und Uhrzeit. Wenn es ein Komet war, sollte er in einer Stunde eine Bewegung zeigen... Inzwischen war es 4:37 Uhr. Vor 25 Minuten hatte ich das Objekt zum ersten Mal gesehen, und in 40 Minuten würde die Morgendämmerung hereinbrechen. Ein Teleskop in meiner Sternwarte schien eine leichte Bewegung zu zeigen. Ich ging dann ins Haus zurück und versuchte, meine Familie zu wecken. Meine Frau wollte erst gar nicht aus dem Bett, und meine beiden Söhne auch nicht. Kurz nach 5 Uhr war ich wieder in der Sternwarte und schätzte die Helligkeit des Kometen. Einen Schweif hatte er nicht. Aber er hatte sich nach Westen bewegt. Seit meiner letzten Kometenentdeckung vor fast 10 Jahren hatte ich Stunden gesucht. Seitdem ich vor fast 30 Jahren am 1. Januar 1975 mit dem Kometensuchen angefangen habe, habe ich Stunden gesucht. Ich stellte nun eine zusammen, die ich an das Central Bureau for Astronomical Telegrams schickte. Es dauerte noch 6 Stunden, bis ich von Dan Green vom CBAT hörte: Der Komet war bestätigt. Er wurde C/2004 Q2 genannt, und am nächsten Tag wurde Machholz seinem Namen hinzugefügt.

8 Bahn des Kometen geringster Sonnenabstand am mit 1.2 AU geringster Erdabstand am 5. Januar mit 0.35 AU daher Mitte Januar beste Beobachtungs bedingungen (Neumond, oder Mond im 1. Viertel) Beobachtung am besten mit Feldstecher aber auch mit bloßem Auge im März dann nahe Polarstern, aber schwächer

9 2 weitere Kometen C 2003 K4 (Linear) am Lincoln Near Earth Asteroid Research (LINEAR) mit GEODSS Teleskop (1m), über 140 Kometen entdeckt C 2003 T4 (Linear) am

10 Historische Kometen Kometen wurden meist als Unheilsbringer verstanden, da sie ein spezieller Fingerzeig Gottes (der Götter) am Himmel zu sein schienen. Dabei konnte es sich nur um ein mahnendes Menetekel handeln. Illustrationen zu Kometen des 17. und 18. Jhdts. ( Halley 1682

11 Giotto und Halley Anbetung der Drei Weisen Fresko in der Scrovegni Kapelle in Padua mit dem Stern von Bethlehem, inspiriert durch ein weiteres Erscheinen des Kometen Halley im Jahr 1301

12 Moderne Kometen Shoemaker Levy 1994 und Einschlag Hale Bopp 1997 Hyakutake 1996 Halley 1986

13 Kometen Kometen sind Teil des Sonnensystems gehören zu den kleinen Körpern Erscheinung am Himmel ist ein Phänomen, das sich im interplanetaren Raum abspielt Sichtbarkeits /Helligkeitsverlauf Folge der Annäherung an Sonne seit Whipple oft und zutreffend als schmutzige Schneebälle bezeichnet cometes griechisch für etwas haariges; Schweif wurde als leuchtende Haare angesehen; heute: Schweifstern; China: Besenstern; Azteken: citlalimp poca (rauchender Stern) Fred Whipple: The Mystery of Comets, Cambridge University Press, 1985

14 Kometenbahnen schon Beobachtung mit bloßem Auge zeigt, dass sich Kometen schnell bewegen (nahe sind) nicht in der Ekliptik liegen (wie Planeten) Halley war der erste, der die Wiederkehr von Kometen vorhersagte aber nicht alle Kometen kehren wieder

15 Kometenbahnen (2) Bahnen können elliptisch (E<0, e<1), parabolisch (E=0,e=1), oder hyperbolisch (E>0,e>1) sein, wobei Bestimmung oft schwierig ist, weil die Objekte nur in Sonnennähe beobachtbar sind Wiederkehr: schwierig vorher zu sagen; manche Kometen sind extrem langperiodisch, andere haben falsch bestimmte Bahnen, wieder andere verschwinden (zerbrechen durch Sonnennähe, oder durch WW mit Planeten, oder stürzen auf Planeten) Halley das beste Beispiel für einen treuen Wiederkehrer

16 Bahnstatistik (Stand 1982) 1109 bekannte Kometen mit Bahnelementen aber nur 710 verschiedene Kometen 121 wiederkehrende für 520 Erscheinungen verantwortlich die anderen 589 vermutlich nur jeweils einmal gesehen, davon die Hälfte mit approximativen Parabel Bahnen 4 wiederkehrende sind retrograd (Halley!) 105 der 121 Perioden unter 30 Jahren; die meisten nur bis Jupiter 169 auf Orbits mit Millionen Jahren Perioden (oder offen) schon 1930 Frage nach einem Kometenvorrat im äußeren Sonnensystem Lösung: Oort Wolke (s. 1. Vorlesung); Kometen gehören zum Sonnensystem und lagern beinahe bewegungslos an seinem Rand, wo sie durch Sternvorübergänge gestört und losgeschickt werden kurzperiodische Kometen: nach vielen langen Umläufen

17 Halleys Bahn (1) Edmund Halley entdeckt 1682 einen hellen Kometen überredet (!) Newton 1687, seine Principia zu veröffentlichen, wodurch die Gravitationsphysik und somit die Planetenbahnen zugänglich wurden Halley berechnete parabolische Orbits für 24 Kometen zwischen 1337 und 1698 und findet, dass die Kometen von 1531, 1607 und 1682 nahezu identische Bahnparameter haben (Perihel: 0.58 AU) daher auch 1456 und sogar 1066 (William der Eroberer!) derselbe Komet (der Halleysche) erkennt aber auch, dass die großen Planeten die Bahn verändern können (Gravitation als universelle Kraft) sagt Wiederkehr für 1758 voraus (stirbt aber 1742 mit 85 Jahren)

18 Halleys Bahn (2) in Vorbereitung der erwarteten Wiederkehr des Halleyschen Kometen wurde fieberhaft (bis zur Erkrankung; J.J. de la Lande) an der Berechnung der aktuellen Bahn gerechnet Clairaut erwartete Halley ganze 600 Tage verspätet (veröffentlichte es aber erste Ende 1758, als nach Halley bereits gesucht wurde...) Palitzsch (Bauer bei Dresden) entdeckt ihn am ; Clairauts Perihel Vorhersage war nur 32 (von 28000) Tagen falsch mit Herschels Uranus Entdeckung war die nächste Wiederkehr schon auf 3 Tage korrekt (1835) vorhergesagt 1910 vier Tage falsch eine Überraschung; Effekt? Erde sollte durch Schweif gehen Untergangsstimmung

19 Ende der Kometen fallen in Sonne (rechts) oder auf Planeten (unten) zerbrechen, fliegen aber im Verbund weiter; Folge: Meteoritenschauer (Leoniden, Perseiden,...)

20 Was sind Kometen? Kern: einige km großer, kartoffelförmiger Brocken besteht aus Wasser und Kohlendioxyd Eis, sowie Staub und weiteren flüchtigen Substanzen energiereiche Strahlung (UV und Teilchen) bewirken chemische Reaktionen an Oberfläche; Folge: pechschwarze äußerste Schicht (Bild rechts: Halley bei Vorbeiflug von Giotto am ) zwischen Jupiter und Saturn Sonnenstrahlung genügend energiereich, bewirkt Verdampfung und Fontäne nach vorne ohne nennenswerte Eigengravitation bildet sich Gas und Staubblase (bis km!) um Kern, die Koma

21 Kern und Schweif die Koma beginnt zuerst zu leuchten und ist am hellsten (was man mit dem Feldstecher/Auge sieht) in Sonnennähe wird Komagas teilweise ionisiert; Ionen durch Sonnenwind und Magnetfeld im Sonnenwind mitgerissen (Richtung von Sonne weg zeigend) Fluoreszenz der Ionen im UV Licht der Sonne: Schweif Fluoreszenz: emittiertes Licht bei niedriger Energie als anregendes, aber quasi instantan Gasschweif kann AU groß werden die herausgelösten Staubteilchen dagegen werden kaum vom Sonnenwind beeinflusst, nur die leichtesten werden vom Lichtdruck von der Sonne weggedrückt; daher Staubschweif leicht gekrümmt und der Bahn folgend Schweife von Hale Bopp: blau: Gas, weiß: Staub

22 Deep Impact neue NASA Mission, gestartet am soll Komet Tempel am treffen d.h. einschlagen und Material aus dem Inneren herauslösen da Kometen aus dem fernen Äußeren des Sonnensystems stammen, denkt man, dass sie auch aus ursprünglicher Materie stammen deren Zusammensetzung will man von der Erde aus analysieren Temple 1 ist ein wiederkehrender Komet mit P=5.5 Jahren, bekannt seit 1867

23 Rosetta Rosetta ist die ESA Nachfolge Mission von Giotto diesmal Landung auf Komet im November P/Churyumov Gerasimenko usprüngliches Ziel 46 P/Wirtanen, wurde aber wegen Planungsproblemen verschoben im Anflug Flyby an 2 Asteroiden Lander soll auch hier Zusammensetzung der kometaren Materie bestimmen Start war (Ariane 5+) 3 gravity assists durch Erde und einer durch Mars!

24 ... und das nächste Mal APOD vom : Gasnebel nahe Nova Cygni