Merkur ein kurzer Steckbrief. Was ist eine Magnetosphäre? Einige Rätsel der Merkurmagnetosphäre. Die Messenger und BepiColombo Missionen

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1 Hier war die Macht der Phantasie bezwungen - Die unverstandene Magnetosphäre des Planeten Merkur Merkur ein kurzer Steckbrief Was ist eine Magnetosphäre? Einige Rätsel der Merkurmagnetosphäre ; Göttingen; Blick nach Westen Die Messenger und BepiColombo Missionen ; 19:25; Göttingen; Blick nach Westen

2 Planetarer Steckbrief: Merkur Abstand Sonne: Planetenradius: 58 Mill. Km 0.39 AE 2439 km Mittl. Dichte: 5.42 g/cm 3 Rotationsrate: Oberfläche: Ober. Temp.: Tage mondähnlich C Magnetfeld: Atmosphäre: Ja Nein

3 Der innere Aufbau des Planeten Merkur Tiefe [km] Erdkruste Erdmantel ~1800 km Erdkern äußerer innerer

4 Das Magnetfeld des Merkur Flüssiger, elektrisch leitender Planetenkern => ein Dynamoprozeß erzeugt das Magnetfeld Magnetfeld an der Oberfläche: ca. 400 nt Aber Magnetfeld für diesen in Göttingen: Prozeß muß der Planet ca. 40,000 rotieren. nt Da Merkur nur langsam rotiert, spekulierte man Problem: Nach heutigem theoretischen Noch Anfang der 70er Jahre, daß Merkur kein Verständnis müßte man beim Magnetfeld hat. Merkur ein Feld der Stärke 4,000 nt erwarten...

5 Sonnenwind, planetares Magnetfeld und Magnetosphären Der Sonnenwind ist ein heißes, extrem verdünntes, von der Sonne Magnetosphärenschweif mit Geschwindigkeiten von einigen Hundert km/s abströmendes Gas, das um die Planeten herumströmen muß!

6 Nochmals die Magnetosphäre Magnetopause: Druckgleichgewicht zwischen dem Staudruck des Sonnenwindes und dem Magnetischen Druck des Erdmagnetfeldes

7 Elektrische Ströme in der Magnetosphäre Magnetopausenstrom: 10,000,000 Ampere Die Wechselwirkung des Sonnenwindes mit dem Magnetfeld des Planeten stellt ein gigantisches Kraftwerk dar.

8 Magnetische Stürme September :00 06:00 UT Soroya; N-S Komponente 300 nt 6 Stunden

9 Polarlichtstürme

10 Kosmische Elektrotechnik Kosmische Elektrotechnik Stromunterbrechungsregion

11 Ionosphären Ionosphären gibt es nur dort, wo es auch eine Atmosphäre gibt

12 Schweifkollaps Die beim Schweifkollaps frei werdende Energie entspricht etwa der Jahresproduktion eines Kernkraftwerkes!

13 Wenn wir die Magnetosphäre sehen könnten...

14 Magnetosphärenphysik im Merkur-Labor Magnetopause der Erde bei km Wo liegt sie beim Merkur? Magnetischer Teilsturm und Polarlichter Gibt es diese Phänomene auch beim Merkur?

15 Die Mariner 10 Mission zum Merkur Start: November 1973 Merkur-Vorbeiflug: März 1974 Sept März 1975

16 Die Merkurmagnetosphäre Magnetopausenabstand: 4000 km Durchmesser der Erde

17 Ein Paradies für TheoretikerInnen In den vergangenen 20 Jahren sind etwa 500 wissenschaftliche Studien veröffentlicht worden, die sich theoretisch mit den verschiedensten Aspekten der Physik der Merkur-Magnetosphäre beschäftigt haben!!!!!

18 Rätsel 1: Wie entsteht das Magnetfeld des Merkur? Möglichkeit 4 Möglichkeit 31 2 Ein rückgekoppelter Dynamo, Gängige Dynamomodelle lassen erwarten, Kein daß Modifizierter Thermoelektrischer d.h. das Dynamo, Magnetfeld Wechselwirkung sondern Dynamoprozeß etwa um Permanent- Dynamo, zwischen einen im Faktor d.h. Magnet, aufgrund 10 zu d.h. klein von remanente Temperatur- ist! tiefen Merkurinneren unterschieden Magnetosphäre Magnetisierung im Planeteninneren und des Dynamo werden Uli s Krustengesteins elektrische deep-seated Ströme generiert dynamo

19 Rätsel 2: Wie wechselwirkt die Magnetosphäre mit der Oberfläche? Da Merkur keine Atmosphäre besitzt, können energetische Teilchen Mittlerer aus Abstand dem Sonnenwind und der Magnetosphäre 4000 km auf die Oberfläche prallen Minimaler und dort Abstand 700 km Atome, z.b. Natrium, ausschlagen (Sputtering).

20 Die Merkur-Natrium Natrium-Wolke

21 Elektrostatische Aufladung der Merkuroberfläche Levitation durch elektrostatische Aufladung führt vermutlich zu einer elektrisch leitfähigen Schicht an der Oberfläche des Planeten Merkur

22 Rätsel 3: Wie können Teilstürme in Merkurs Magnetosphäre funktionieren? Keine Atmosphäre keine Ionosphäre Aber wo schließt sich der Strom?

23 Kurzschluß gesucht! Und eine weitere spekulative Idee: Ionosphäre Wie steht es als mit der Oberfläche Kurzschluß Die durch Photoemission selber? entfällt, erzeugte Die Kruste des Merkur da der Merkur Grenzschicht keinemit elektrostatisch könnte ja elektrisch aufgeladenen Atmosphäre leitfähig sein. besitzt Staubteilchen liefert mit ihrer Leitfähigkeit den Kurzschluß

24 Vertreibung in ein neues Paradies Mercury Planetary Orbiter Start: August 2004 Vorbeiflug: Januar 2008 Orbit: März 2011 Ende: Sommer 2012 Messenger Start August Vorbeiflug Januar 2008 Orbit März 2011 Mercury Magnetospheric Orbiter Missionsende Sommer 2012

25 BepiColombo: : Missionsszenarium Start: 2013 Ankunft: 2019

26 Der (noch) braunschweigische Beitrag zu BepiColombo

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