Sonnensystem Update Max Camenzind Senioren Uni WS2014

Transkript

1 Sonnensystem Update 2014 Max Camenzind Senioren Uni WS2014

2 Themen Die Sonne, ihr Spektrum und was auf der Erde ankommt. Die aktive Sonne 3 Jahre Sonnenbeobachtung mit SDO - was bringt Cyclus 24 für unser Klima? Die zentrale Frage: Wie weit beeinflusst die Sonneneinstrahlung unser Klima? Mars unser Fluchtplanet? Curiosity, Maven etc. Impressionen vom Saturn mit Cassini. Kennen Sie JUICE?

3 Die Sonne

4 Das Sonnen-Spektrum

5 Sonneneinstrahlung Zirkulation in Atmosphäre Climate4you

6 Sonnenbeobachtung mit SDO 170, 193, 335 nm etc. + visible

7 The Atmospheric Imaging Assembly (AIA) images the solar atmosphere in multiple wavelengths to link changes in the surface to interior changes. Data includes images of the Sun in 10 wavelengths every 10 seconds. PI: Alan Title, PI Institution: Lockheed Martin Solar Astrophysics Laboratory.

8 The Helioseismic and Magnetic Imager extends the capabilities of the SOHO/MDI instrument with continual full-disk coverage at higher spatial resolution and new vector magnetogram capabilities. PI: Phil Scherrer, PI Institution: Stanford University.

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14 HMI Magnetogramm Polarität Feldlinien HMI Intensität sichtbar

15 Die Sonne am Alan Friedman

16 AR2192 am /USA

17 AR2192 am /SDO

18 AR2192 Jupiter Alan Friedman

19 SDO

20 Sonne im Aufruhr

21 OUR POWERHOUSE- Die Aktive Sonne THE 1 Mio. Kelvin

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23 Sonnen-Flecken Zyklen

24 3 Jahre Sonnenbeobachtung SDO

25 Magnetfeld-Loops

26 Ha Filament Sonne

27 Eruptionen & Sonnensturm

28 Sonnensturm & Erdatmosphäre

29 Sonnensturm quetscht Erdatmosphäre

30 Die Sonnen-Zyklen Aufzeichnungen seit 1750 Variationen im 11-Jahreszyklus Heute: Zyklus 24

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34 Sonnenflecken heute wie 1900 Climate4you

35 Climate4you

36 Flecken- Maximum Flecken- Maximum Flecken- Minimum Climate4you

37 Climate4you

38 Climate4you

39 Sonnenfleckenzahl seit 1600

40 Sonneneinstrahlung zugenommen Maunder Climate4you

41 Minima der Sonneneinstrahlung

42 Climate4you The variation in global temperature is about 0.2 o C during one sunspot period Asymmetrical temperature 'bump' around 1998 are reflecting oceanographic El Niño effects.

43 Geringfügige Zunahme seit 1960 Climate4you

44 Satelliten-Daten

45 Langzeitentwicklung Temperatur Abkühlung seit Kambrium Kontinentaldrift Reduktion CO2-Gehalt ppm Variation Erdbahn Sonnen- Flecken Grafik: Wikipedia/Camenzind

46 Klimazyklen seit Jahren

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48 Milankovic erklärt Klimazyklen

49 Klimaschwankungen seit letzter Eiszeit

50 Warmzeiten Hochkulturen

51 Der Mars & seine Atmosphäre

52 Komet Siding Spring C/2013 A1 verfehlt Mars nur knapp Perihel = 1,3986 AE; Ecc e = 1,0007; Inc = 129

53 Der Komet von der Größe eines kleinen Berges passierte den Roten Planeten mit einer Geschwindigkeit von mehr als Stundenkilometern im Abstand von nur knapp Kilometern.

54 Mars-Rover Opportunity vermeldet Wasser auf dem Mars

55 Mars-Rover Opportunity ist nicht totzukriegen! Eigentlich sollte der Roboter nur drei Monate lang über den Roten Planeten fahren, aber er rollt und rollt: Pünktlich zum zehnten Jahrestag (Jan. 2014) seiner Landung ist dem Forschungsroboter "Opportunity" eine wichtige Entdeckung auf dem Mars gelungen. Im "Endeavour"-Krater, wo der Rover der US- Raumfahrtbehörde NASA sich seit Monaten aufhält, hat es einst Wasser gegeben.

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57 Mars-Rover Curiosity Dieser Stein lag doch vorher nicht da Pinnacle Island

58 Mars-Rover Curiosity Suche nach Leben auf dem Mars

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60 Mars-Rover Curiosity untersucht Mount Remarkable

61 Aus mehreren Einzelbildern zusammengesetztes Selbstporträt: Der Rover landete am 6. August 2012 auf dem Mars und war seitdem auf dem Weg Richtung Gipfel des Mount Sharp.

62 Wasser auf dem Mars? Am Boden des Mars herrscht derzeit ein so niedriger Luftdruck, wie auf der Erde in 35 Kilometern Höhe und die Temperatur ist mit durchschnittlich - 55 Grad lebensfeindlich niedrig. Außerdem besteht die Atmosphäre fast vollständig aus Kohlendioxyd. Ein Großteil des Mars-Wassers wird unter der Oberfläche des Planeten vermutet. Auch sind kohlenstoffhaltige Minerale im Boden nachgewiesen worden - ein weiterer Hinweis auf Leben, wie wir es kennen. Die einst dichte Atmosphäre könnte ins Weltall verdampft sein. Der Mars hat immerhin nur gut ein Drittel der Schwerkraft der Erde und sein schützendendes Magnetfeld verschwand im Lauf der Jahrmillionen fast vollständig.

63 NASA-Sonde Maven erreicht den Marsorbit Die primäre Mission ist dabei vorerst auf ein Erdenjahr ausgelegt, in dem die Zusammensetzung der Marsatmosphäre untersucht wird, sowie deren Zusammenspiel mit der Sonne und Sonnenwinden. Fünfmal soll die Sonde dabei aus ihrer ursprünglichen Höhe von rund 150 km auf rund 125 km absinken und die Atmosphäre untersuchen.

64 Vergleich von Planeten-Atmosphären

65 Da der Mars im Gegensatz zur Erde über kein nennenswertes Magnetfeld verfügt, kann die von der Sonne ausgehende Strahlung - der Sonnenwind - tief in die Marsatmosphäre vordringen. Die Sonnenwindionen können dabei die in der Atmosphäre enthaltenen Moleküle in ihre atomaren Bestandteile aufspalten. Diese Aufspaltung beschleunigt das Entweichen in den Weltraum.

66 Venus Mars

67 Einst sah es auf dem Mars wahrscheinlich so aus, wie heute im Yellowstone- Nationalpark der USA. Aus Erdspalten dampften schwefelige Gase, vielleicht spritzen Geysire ihre Fontänen in die Luft.

68 Atmosphäre des Mars - unmenschlich Erschwerend ist der 95-prozentige Kohlendioxid-Anteil der Mars-Atmosphäre. Der ist zum einen sehr hoch, zum anderen aber nicht stabil, denn im Winter senkt sich rund ein Drittel des atmosphärischen Kohlendioxids aus der Luft auf den Boden. Ungefähr 30 Prozent der Atmosphärenmasse kondensiert dann. Dadurch kommt es zu starken Druckveränderungen. Und diese wiederum führen dazu, dass Luftmassen angezogen werden und sich in Bewegung setzen. Besonders in der Winterhemisphäre des Planeten finden solche Bewegungen statt, da ein Großteil des Kohlendioxids ausfällt, wenn es auf der Oberfläche kondensiert. Das aber bringt die in der Atmosphäre verbliebene Luft in Bewegung.

69 Nächster Mars-Rover

70 Auswandern zum Mars? Die Strahlenbelastung einer Reise zum Mars und zurück summiert sich auf 1010 Millisievert. Beschäftige in Atomkraftwerken dürfen pro Jahr maximal 20 Millisievert erreichen.

71 JUICE Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat sich mit ihrem nächsten großen Projekt ein fernes Ziel gesetzt: Die Wissenschaftsmission JUICE wird sich der Erforschung der Eismonde des Planeten Jupiter widmen. Eine mit zahlreichen Messinstrumenten ausgestattete Raumsonde soll 2022 zum Jupitersystem aufbrechen, würde dieses acht Jahre später erreichen und inspizieren. 7,6 Jahre Reise zum Jupiter + 3,5 Jahre Beobachtung im Jupiter-System.

72 JUICE = JUpiter ICe Moons Explorer

73 JUICE 2022

74 µm

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79 Struktur der Galilei Monde

80 Io 100 km tiefer Ozean auf Europa Europa A primary target 100 km

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85 Saturn hat???? Monde

86 Kennen Sie diesen Schneeball?

87 Cassini Saturn Prospective

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91 Saturns Nordpol-Wirbel

92 Saturns Magnetosphäre

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95 Titan Atmosphäre am

96 Sonnenaufgang über Methansee auf Titan

97 Zusammenfassung Sonnenaktivität klingt langsam ab, das Maximum ist überschritten. Temperaturzunahme der Erde geht mindestens teilweise auf Zunahme der Sonneneinstrahlung seit 1700 zurück! Die gute Nachricht: Es gibt Wasser auf dem Mars. sollte mal Wasser gegeben haben Die schlechte Nachricht: Die Mars- Atmosphäre ist ganz anders aufgebaut wie die Erdatmosphäre: 96% CO2. Cassini-Mission wird bis 2017 fortgesetzt.