Scheinkriterien. Praktische Übung und Klausur. Aufgabe: Durchführung und Auswertung einer eigenen Beobachtung

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2 Scheinkriterien Praktische Übung und Klausur Aufgabe: Durchführung und Auswertung einer eigenen Beobachtung 1) Planung der Beobachtung 2) Ausführung der Beobachtung mit dem PTST 1 3) Reduktion der Daten 4) Analyse der gewonnen Daten Anforderung: Abgabe einer ca. 5-seitigen Ausarbeitung. Die Arbeit soll in 2er-Gruppen durchgeführt werden. Ziel: Praxisnaher Einblick in das wissenschaftliche Arbeiten 1 Planet Transit Search Teleskop

3 Planung der Beobachtung Ziel: Photometrische Beobachtung eines planetaren Transits Vorgabe: Objekt, Ephemeriden, Koordinaten Aufgabe: Berechnung der günstigsten Beobachtungsdaten

4 Ausführung der Beobachtung mit dem PTST Ziel: Durchführung der Beobachtung mit dem PTST PTST: Sternwarteneigenes 60 cm Teleskop auf Mallorca Ablauf: Die Beobachtungen werden an der Sternwarte (Bergedorf) durchgeführt. Das Teleskop wird vom Rechner aus ferngesteuert. Bei den Beobachtungen wird immer jemand anwesend sein. Dauer ca. 4-5 Stunden. Erreichen bzw. verlassen der Sternwarte mit öffentlichen Verkehrsmitteln können Nachts schwierig sein. Auto? Absprechen... Wetter...

5 Scheinkriterien Das PTST

6 Scheinkriterien Das PTST

7 Scheinkriterien Das PTST

8 Reduktion der Daten Ziel: Extraktion einer Transitlichtkurve aus den beobachteten Bildern Ablauf: Die Datenreduktion wird mit IRAF erfolgen. Hierzu existiert bereits eine Anleitung. Die Reduktion soll ebenfalls unter Anleitung an der Sternwarte durchgeführt werden (tagsüber, evt. als Blockveranstaltung). Dauer 1-2 Tage.

9 Analyse der gewonnen Daten Ziel: Wissenschaftliche Auswertung der gewonnen Daten Aufgabe: Aus der Lichtkurve soll mittels eines physikalischen Modells die Eigenschaften des Planeten bzw. dessen Umlaufbahn rekonstruiert werden.

10 Ausarbeitung zu den Übungen Ziel: Ca. 5-seitige Zusammenfassung des Projektes Inhalt der Zusammenfassung: Kurze Einleitung und Transitmethode Vorstellung des Beobachteten Objektes Planung der Beobachtung Beobachtung (Durchführung, Wetter, sonstige Besonderheiten) Datenauswertung Präsentation der Ergebnisse und Auswertung

11 Klausur Ca. einstündige Klausur zu Themen der Vorlesung. Der Termin wird rechtzeitig bekannt gegeben.

12 Das Schön aber wissenschaftlich aus der Mode?

13 ESA s Cosmic Vision Cosmic Vision: Langfristige ( ) Planung für Weltraummissionen der European Space Agency L-class mission: Large missions mit einem Budget von etwas einer Milliarde Euro Zur Wahl standen: JUpiter ICy Moon Explorer (JUICE) NGO (New Gravitational wave Observatory) ATHENA (Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics) Die Entscheidung fiel im April 2012 in Paris

14 ESA s Cosmic Vision Cosmic Vision: Langfristige ( ) Planung für Weltraummissionen der European Space Agency L-class mission: Large missions mit einem Budget von etwas einer Milliarde Euro Zur Wahl standen: JUpiter ICy Moon Explorer (JUICE) LISA, Gravitationswellen IXO, International X-ray Observatory Die Entscheidung fiel im April 2012 in Paris

15 Jupiter Jupiter: Größter Planet des s (2, 5 mal die Masse aller anderen Planeten) Radius km ca. 11 R Masse 1, kg ca. 320 M Dichte 1,3 g/cm 3 ca. 1/4 ρ Abbildung: Jupiter, Cassini Relevante Missionen (nicht komplett): Pioneer 10 & 11 (1973, 1974) Voyager 1 & 2 (1979) Galileo (1995)

16 Scheinkriterien Die Galileischen Monde Abbildung: Die Oberflächen von Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Mond Io Europa Ganymed Kallisto Radius [km] Radius [% Mars] Masse [1022 kg] 8,9 4,8 14,8 10,8 Masse [% Mars]

17 Die Galileo-Mission Ziel: Jupiter und seine Monde Start: Okt Ankunft: Dez Aufbau: Orbiter + Eintrittssonde Abbildung: Galileo (1983), NASA/JPL Ergebnisse (nur Höhepunkte): Beobachtung des Vulkanismus of Io Anzeichen für Flüssigkeit unter der Oberfläche von Ganymed und Kallisto Messungen aus Jupiters Atmosphäre

18 Ios Energiequelle(n) Über 400 aktive Vulkane Energiefluss ca W Abbildung: Io Woher stammt diese Energie? 2 Abbildung: Links: Exzentrische Bahn, Rechts: Ios Formveränderung (beide stark übertrieben) 2 Figuren:

19 Europa Abbildung: Die Oberfläche Europas. Links: Modell des Inneren Europas. Europa könnte von einem bis zu 100 km tiefen Ozean umgeben sein.

20 JUICE JUpiter ICy Moon Explorer Zeitplan: Start 2022, Ankunft 2030 Ziele: Ganymed, Kallisto und Europa Wissenschaftliche Zielsetzung: Erforschung der Krusten und Erkundung möglicher Wasserreservoires Topographische und geologische Kartierung Studium der Eiskruste Studium des Magnetfeldes Abbildung: JUICE, künstlerische Darstellung

21 Die Sonne Abbildung: Die Sonne Die Sonne G2V Stern (5778 K) Leuchtkraft 3, W Vereint 99, 86% der Gesamt des s auf sich aber nur 0, 5% des Gesamtdrehimpulses 11 jähriger Aktivitätszyklus

22 Die terrestrischen Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars Fundamentale Daten Abstand Periode Masse Radius [AE] 3 [Tage] [Erdmassen] [Erdradien] Merkur 0, ,056 0,382 Venus 0,72 224,7 0,82 0,95 Erde 1 365,3 1 1 Mars 1, ,11 0,532 3 Astronomische Einheit (AE) = Abstand Erde-Sonne

23 Merkur Abbildung: Merkur (Messenger) Merkur: Sonnennächster Planet Höchste Exzentrizität Höchste Bahnneigung (7,2 ) Sonnenäquator Kleinste Masse (0, 055 Erdmassen) aber höchste (unkomprimierte) Dichte (5,3 g/cm 3 ) Merkur besitzt ein Magnetfeld 3:2 Spin-Bahn Resonanz (1965)

24 Der Merkurtag Ein Tag dauert zwei Jahre Abbildung: Merkurs Bahnbewegung und Ausrichtung eines Beobachters.

25 Venus Venus: Erdzwilling: 81, 5% der Erdmasse 6046 km Radius (325 weniger als die Erde) Gleiche (unkomprimierte) Dichte wie die Erde (3,95 g/cm 3 ) Dichte CO 2 Atmosphäre (92 bar) Abbildung: Venus (Radarbild) 243 Tage Rotationsperiode (gegenläufig) Kein Magnetfeld

26 Das Erde-Mond System Abbildung: Der Mond (NASA) Erde-Mond System Größtes Massenverhältnis Außergewöhnlich großer Drehimpuls Mond Bahn geneigt zu Ekliptik und Erdäquator Geringe Dichte (3,34 g/cm 3 ) vergleichbar mit Erdmantel Der Mond ist knochentrocken arm an flüchtigen Elementen (z.b.: C, H, O, N) Die Zusammensetzung des Mondes ist ähnlich (aber nicht gleich) der des Erdmantels

27 Das Erde-Mond System Die Entstehung des Mondes Abbildung: Der Einschlag von Theia; benannt nach der Mutter der Mondgöttin Selene Die Hypothesen: 1. Einfang eines unabhängigen Körpers 2. Abnabelung von schnell rotierender Erde 3. Bildung als Doppelplanet 4. Einschlag eines Körpers von der Größe des Mars Einschlag erscheint momentan am wahrscheinlichsten

28 Das Erde-Mond System Die Entstehung des Mondes Abbildung: Der Einschlag von Theia; benannt nach der Mutter der Mondgöttin Selene Die Hypothesen: 1. Einfang eines unabhängigen Körpers 2. Abnabelung von schnell rotierender Erde 3. Bildung als Doppelplanet 4. Einschlag eines Körpers von der Größe des Mars Einschlag erscheint momentan am wahrscheinlichsten

29 Mars Mars: Dünne Atmosphäre (0.006 bar, CO 2 ) Geografischer Nord-Süd Gegensatz Zwei Monde: Phobos und Daimos Abbildung: Mars (Viking 1) Die Polarkappen (H 2 O und CO 2 ) zeigen saisonale Veränderungen. Im Sommer verursacht sublimierendes CO 2 starke Winde. Abbildung: Südpol)

30 Der Asteroidengürtel Abbildung: Der Asteroidengürtel

31 Der Asteroidengürtel Überbleibsel eines explodierten Planeten? Ca bekannte Asteroiden Gesamtmasse: ca. 1/1000 Erdmasse 33% der Masse vereint Ceres ( 460 km Radius) auf sich Abbildung: Ceres im vergleich mit der Erde und dem Mond

32 Der Asteroidengürtel Struktur im Chaos Abbildung: Abstandsverteilung der Asteroiden Kirkwood Lücken.

33 Die Riesenplaneten Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun Abbildung: Die Gasriesen im Vergleich Grundlegende Daten Abstand Periode Masse Radius [AE] [Jahre] [Erdmassen] [Erdradien] Jupiter 5,2 11,9 318,0 11,2 Saturn 9,5 29,5 95,2 9,4 Uranus 19,2 84,0 14,5 4,0 Neptun 30,0 164,1 17,2 3,9

34 Zwei Arten von Riesenplaneten Gasriesen und Eisriesen Jupiter und Saturn Uranus und Neptun Abbildung: Aufbau: Kern (Fe+Ni), metallischer Wasserstoff, Atmosphäre (H+He) Abbildung: Aufbau: Kern (Fe+Ni), Mantel (Wasser, Ammoniak, Methan), Atmosphäre (H+He+Methan)

35 Saturn Abbildung: Saturn (Cassini) Am wenigsten dichter Planet des s (0,69 g/cm 3 ) Größte Abplattung (10% größer am Äquator) Die Ringe des Saturn (rechts): Hochstrukturiert und dünn ( 1 km). Abbildung: Saturn bedeckt die Sonne (Cassini)

36 Saturns Hexagon Abbildung: Blick auf Saturns Nordpol (Cassini). Das Hexagon ist klar zu erkennen. (NASA/JPL)

37 Uranus Abbildung: Uranus (Hubble, NIR) Entdeckung: Wilhelm Herschel (1781) Neigung der Rotationsachse (98 ) Mond- und Ringsystem ist ebenfalls geneigt Uranus ist der kälteste Planet des s (Abstrahlung beträgt das 1,06 ± 0,08 der Einstrahlung)

38 Neptun Die äußere Grenze des Planetensystems Äußerster Planet des s Entdeckung durch Bahnstörung des Uranus (Le Verrier, Adams, Galle, d Arrest 1846) Exzentrizität 0, 01 fast perfekter Kreis Abbildung: Neptun (Voyager 2)

39 Pluto und Charon Von einem der mal ein Planet war Abbildung: Die Entdeckung Plutos.

40 Die Zwergplaneten Abbildung: Transneptunische Objekte und Zwergplaneten.

41 Kuipergürtel und Oortsche Wolke Die äußere Grenze des s Das äußere : AE Kuipergürtel AE Innere Oortsche Wolke Abbildung: Kuipergürtel und Oortsche Wolke AE Äußere Oortsche Wolke

42 Zusammenfassung Das Die acht Planeten und ihre Monde Asteroiden Zwergplaneten Kuipergürtel und Oortsche Wolke