Aufbau des Sonnensystems

Aufbau des Sonnensystems

Gliederung Sonne Planeten: terrestrische Planeten iovianische Planeten Sonderfall Pluto Asteroidengürtel Kuipergürtel Oortsche Wolke Missionen

Die Sonne Durchmesser 1,392 10 6 km Zentrum des Sonnensystems Masse 1,989 10 30 kg Effektive Oberflächentemperatur 5778 K Alter ca. 4,6 10 9 a Energieerzeugung durch Verbrennen von H 2 zu He Hauptreihenstern Hauptbestandteile 90,97 % H 2 8,89 % He geringe Mengen O 2,C, Ne, N 2

Planeten Definition: Ein Planet ist ein Himmelskörper, der (a) sich auf einer keplerschen Umlaufbahn um die Sonne bewegt (b) über eine ausreichende Masse verfügt, um durch seine Eigengravitation eine annähernd runde Form (hydrostatisches Gleichgewicht) zu bilden (c) die Umgebung seiner Bahn bereinigt hat

Terrestrische Planeten (Merkur, Venus, Erde und Mars) Gemeinsamkeiten bestehen vollständig oder fast vollständig aus festen Bestandteilen Schalenaufbau: im Zentrum ein Eisenkern, darüber Mantel aus Silikaten und Oxiden, dünne Kruste Ähnliche Massen, Durchmesser und Dichten (4 6 g/cm 3 )

Merkur - Große Halbachse 0,3871 AE - Äquatordurchmesser 4879 km - Masse 3,302 10 23 kg - Keine Monde - Atmosphäre: 42 % O 2 29 % Na 22 % H 2 Mittlere Temperatur 440 K Druck 10-15 bar

Präzession des Perihels von 5,74" pro Jahr (keine Erklärung durch Newtonsche Mechanik) Vermutung vor Einstein: Asteroidengürtel oder ein weiterer Planet Nachweis gelang nicht Erklärung durch die allgemeine Relativitätstheorie

Venus - Große Halbachse 0,723 AE - Äquatordurchmesser 12104 km - Masse 4,869 10 24 kg - Keine Monde - Atmosphäre: 96,5 % CO 2 und 3,5% N 2 Mittlere Temperatur 770 K Druck 92 bar - Retrograder Drehsinn und besonders niedrige Rotationsgeschwindigkeit - Ursache unbekannt - Möglicherweise Kollision mit einem Asteroiden

Erde Große Halbachse 1AE = 149,6 10 9 m Äquatordurchmesser 12756 km Masse 5,974 10 24 kg 1 Mond Atmosphäre: 78,08% N 2 20,94% O 2 0,03 % CO 2 mittlere Temperatur 288 K Druck 1,013 bar

Mars - Große Halbachse 1,524 AE - Äquatordurchmesser 6794 km - Masse 6,419 10 23 kg - 2 Monde - Atmosphäre: 95,3% CO 2 2,7% N 2 Druck 6 10-3 bar mittlerer Temperatur 210 K

Leben auf dem Mars? Spekulation um Marsbewohner 1877 Entdeckung von Marskanälen Mars Global Surveyor: Ergebnis natürlicher Erosion Viking 1 und 2: keine auf Kohlenstoff basierenden Organismen nachweisbar, aber Abgabe großer Mengen O 2 durch den Boden und Nachweis radioaktiver

Entdeckung großer Mengen gefrorenen Wassers am Südpol, dann am Nordpol Nachweis von CH 4 in der Atmosphäre Mikrostrukturen, die sich als künstlich erwiesen Insgesamt wohl kein intelligentes Leben, aber Möglichkeit primitiver Lebensformen

Iovianische Planten (Jupiter, Saturn, Neptun,Uranus) Gemeinsamkeiten Große Planeten, die überwiegend aus leichten Elementen wie H 2 und He bestehen Geringer Anteil an schwerem Material Keine feste Oberfläche Relativ niedrige Dichte (0,7 bis 1,7g/cm 3 ) Meist rasche Rotation Mehr oder weniger ausgeprägtes Ringsystem und zahlreiche Monde

Jupiter - Große Halbachse 5,203 AE - Äquatordurchmesser 142984 km - Masse 1,899 10 27 kg - 63 Monde - Hauptbestandteile:75% H 2 24% He - Mittlere Temperatur 165 K - Großer roter Fleck: heftiger Wirbelsturm

Galileische Monde

4 Galileische Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto 1610 Entdeckung als erste Monde eines anderen Planeten Widerspruch zum geozentrischen Weltbild (da keine Drehung um die Erde) Durchmesser 3122 bis 5268 km, mit die größten im Sonnensystem Planetennahe, nur wenig geneigte Bahnen

Saturn - Große Halbachse 9,582 AE - Äquatordurchmesser 120536 km - Masse 5,685 10 26 kg - 60 Monde - Hauptbestandteile 96,3±2,4 % H 2 3,25±2,4 % He - Mittlere Temperatur 134 K

Auffälliges Ringsystem - 1610 Entdeckung durch Galilei - 100000 einzelne Ringe mit unterschiedlicher Zusammensetzung - Eisbrocken, Gestein, gefrorene Gasklumpen - Viele größere und kleinere Lücken - Durchmesser: fast 10 6 km - Wenige hundert Meter dick - Entstehungstheorien: - Auseinandergebrochener Mond - Kollision mit einem Kometen oder Asteroiden - Gemeinsame Entstehung mit dem Saturn

Uranus Große Halbachse 19,201 AE Äquatordurchmesser 51118 km Masse 8,683 10 25 kg 27 Monde Mittlere Temperatur 76 K 1781 Entdeckung durch Wilhelm Herschel Schnelle Rotation, geringe Dichte; in Folge deutliche Abplattung Hauptbestandteile 83 ± 3 % H 2 15 ± 3 % He 2,3 % CH 4 Reflektion des Sonnenlichts durch obere Wolkenschichten, Absorption des rötlichen (nicht des blauen) Teils des Lichts durch Methan, infolge erscheint er blau

Neptun Große Halbachse 30,047 AE Äquatordurchmesser 49528 km Masse 1,0243 10 26 kg 13 Monde Mittlere Temperatur 72 K 1612 Entdeckung durch Galilei Erscheint blau wie Uranus Hauptbestandteile 80 ± 3,2 % H 2 19 ± 3,2 % He 1,5 ± 0,5 % CH 4 Spuren von Ethan, Wasserstoffdeuteriden

Sonderfall Pluto Große Halbachse 39,482 AE Äquatordurchmesser 2390 km Masse 1,25 10 22 kg 3 Monde Entdeckung 1930 durch das Lowell- Observatorium Keine Bereinigung seiner Bahn, erfüllt die beiden anderen Planeten-Bedingungen Einstufung: Zwergplanet (wie auch Ceres und Eris), Objekt des Kuipergürtels Vielfältige Kritik an dieser Einstufung

Asteroidengürtel

Ansammlung von Asteroiden Bewegen sich auf keplerschen Umlaufbahnen um die Sonne Größenordnungen kleiner als Planeten Großteil der Asteroiden unseres Sonnensystems Große Halbachse 2,0 bis 3,4 AE Aus dem präsolaren Urnebel hervorgegangen

Gesamtmasse aller Asteroiden: 5% unseres Mondes In inneren Bereich (2,0 bis 2,5 AE) dominieren helle Objekte (Spektralklassen E, V und S) Ab 2,5 AE dunkle, kohlenstoffhaltige Asteroiden der Spektralklasse C Ungleichmäßige Verteilung (Bahnstörungen durch Jupiter)

Kuipergürtel Scheibenförmige Region außerhalb der Neptunbahn 1951 Entdeckung durch Gerald Kuiper 30 bis 50 AE Entfernung von der Sonne Mehr als 70000 Objekte mit Durchmesser >100 km ca. 800 bekannte Objekte, unterteilt in drei Klassen:

Resonante KBOs: resonante Bahnen zu Neptun, in Folge Stabilisierung der Bahnen bei ca. 40 AE Klassische KBOs: kleine Exzentrizitäten auf nahezu kreisförmigen Bahnen zwischen 41 und 50 AE und Bahnneigungen von bis zu 30 Gestreute KBOs: große Exzentrizitäten auf Bahnen mit Periheldistanzen nahe 35 AE und Apheldistanzen bis 1000 AE

Oortsche Wolke 1950 Entdeckung durch Jan Hendrik Oort Umschließt das Sonnensystem schalenförmig (nahezu isotrop) in einen Abstand von 300 bis 100000 AE Gesteins-, Staub- und Eiskörper, die sich nicht zu Planeten zusammenschlossen Gravitativ an die Sonne gebunden Ursprungsort von Kometen

Bisher kein direkter Nachweis möglich Indirekt: Überschuss von langperiodischen Kometen mit einer Apheldistanz von über 20000 AE

Missionen Pioneer 10/11: Jupiter Galileo: Jupiter und seine Monde Voyager 1/2: Saturn, Jupiter, Uranus, Neptun Mars Express: Mars Ulysses: Jupiter, Sonnenkorona, -wind, -magnetfeld, kosmische Strahlen Cassini/Huygens: Saturn und seine Monde

Zukünftige Missionen New Horizons (Start 2006): Pluto Juno (Start 2011): Jupiter Phoenix (Start 2008): Mars

Quellen http://www.wikipedia.org/wiki/sonnensystem http://de.wikipedia.org/wiki/sonne http://de.wikipedia.org/wiki/erd%c3%a4hnlicher_planet http://de.wikipedia.org/wiki/merkur_%28planet%29 http://de.wikipedia.org/wiki/venus_%28planet%29 http://de.wikipedia.org/wiki/erde_%28planet%29 http://de.wikipedia.org/wiki/mars_%28planet%29 http://de.wikipedia.org/wiki/gasplanet http://de.wikipedia.org/wiki/jupiter_%28planet%29 http://de.wikipedia.org/wiki/galileische_monde http://de.wikipedia.org/wiki/saturn_%28planet%29 http://de.wikipedia.org/wiki/uranus_%28planet%29 http://de.wikipedia.org/wiki/neptun_%28planet%29 http://de.wikipedia.org/wiki/pluto_%28zwergplanet%29 http://de.wikipedia.org/wiki/asteroideng%c3%bcrtel http://de.wikipedia.org/wiki/kuiperg%c3%bcrtel http://de.wikipedia.org/wiki/oortsche_wolke http://de.wikipedia.org/wiki/voyager_1 http://de.wikipedia.org/wiki/voyager_2 http://de.wikipedia.org/wiki/ulysses_%28sonde%29 Carroll & Ostlie: Modern Astrophysics, Chapters 19 & 20 http://www.solarviews.com/germ/homepage.htm

Florian Scheiner Dienstag, 20. November 2007 Ende