Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Kometen und Asteroiden - Sterne und Weltraum Dossier 1/2015 Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de
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Editorial Komet Lovejoy: Gerald Rhemann; Vesta: NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA; Komet Tschurjumow-Gerasimenko: ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA; SuW-Collage Zum Titelbild: Kometen, wie hier der Komet Lovejoy, sind eindrucksvolle Himmelserscheinungen. Aber ihre ausgedehnten Schweife werden von vergleichsweise kleinen Objekten erzeugt, wie zum Beispiel dem Kern von 67P/Tschurjumow-Gerasimenko. Er ist nur etwa vier Kilometer groß. Mit mehr als 500 Kilometer Durchmesser spielt der Asteroid Vesta in einer anderen Liga. Tilmann Althaus Redakteur althaus@sterne-und-weltraum.de»klein, aber oho!«so könnte das Motto zu diesem Heft lauten, denn die hier besprochenen Himmelsobjekte mögen im Vergleich zu einem Planeten ja winzig und massearm sein, aber die Vielfalt der kleineren Mitglieder unseres Sonnensystems ist wirklich erstaunlich. Kometen stellen sich immer mehr als dynamische Objekte heraus. Dies gilt insbesondere für den Schweifstern 67P/Tschurjumow-Gerasimenko, den derzeit die Raumsonde Rosetta umrundet. Mit Rosetta schreibt die Europäische Raumfahrtbehörde ESA Geschichte, denn erstmals erkundet eine Raumsonde einen Kometenkern für längere Zeit aus der Nähe, und es gelang ihr sogar die Landung der Tochtersonde Philae auf dessen Oberfläche. Hierüber berichten wir ab S. 8. Auch die Asteroiden haben eine Menge zu bieten, denn durch diverse Raumsonden wächst unser Wissensschatz über diese Objekte immer mehr. Von 2011 bis 2012 umkreiste die Raumsonde Dawn den Asteroiden (4) Vesta für rund anderthalb Jahre und konnte diesen Protoplaneten aus der Frühzeit des Sonnensystems im Detail erforschen (siehe S. 56). Während ich diese Zeilen schreibe, befindet sich dieselbe Raumsonde im Anflug auf den Zwergplaneten (1) Ceres, bei dem sie im März 2015 ankommen soll. Dann wird wieder eine bislang weit gehend unbekannte Welt enthüllt werden. Auch ohne Raumsonde können Sie sich mit ihrem eigenen Teleskop an der Asteroidenforschung beteiligen: Wie das geht, beschreibt Martin Federspiel ab S. 66. Asteroiden und Kometen sind aber nicht nur faszinierende und ästhetische Himmelsobjekte, sie können uns auch gelegentlich gefährlich werden. Immer wieder wird unsere kosmische Heimat von Brocken aus dem All getroffen. Dabei entstehen wie bei den anderen Welten mit fester Oberfläche Einschlagkrater. Vor rund 200 Millionen Jahren traf es das Gebiet des heutigen Frankreich, wir berichten ab S. 74. Herzlichst grüßt Ihr www.sterne-und-weltraum.de SuW-Dossier 1/2015 Kometen und Asteroiden 3
Inhalt 8, 14, 16, 22 Rosetta und Philae Mit der Rosetta-Mission zum Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko schreibt die Europäische Raumfahrtbehörde ESA Raumfahrtgeschichte. Wir stellen erste Ergebnisse vor. Kometenkern: ESA / Rosetta / NavCam und ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA; Sonden: ESA C. Carreau / ATG medialab 48 Staub von Itokawa Die japanische Raumsonde Hayabusa brachte erstmals winzige Gesteinsproben eines Asteroiden zur Erde. 42 Aktive Asteroiden Ein Mittelding zwischen einem Kometen und einem Kleinplaneten sind diese aktiven Kleinkörper. NASA/ESA und David Jewitt (UCLA) 79 Tscheljabinsk Der gut dokumentierte Niedergang eines kleinen Asteroiden im Februar 2013 stieß weltweit auf große Beachtung. Alex Alishevskikh / CC-by-SA-2.0 (CC BY-SA) via http://www.flicker.com/photod/alexeya/ Künstlerische Darstellung: Akihiro Ikeshita / MEF / JAXA-ISAS 4 SuW-Dossier 1/2015 Kleinkörper Sterne und Weltraum
6 WAS IST WAS im Sonnensystem? Eine Übersicht der wichtigsten Objekttypen 8 Ein Komet wird entschleiert Raumsonde Rosetta nimmt die Arbeit auf 34 Durch Schnee und Eis Der nur 2,2 Kilometer große Kern des Kometen Hartley-2 entpuppte sich beim Vorbeiflug als ein äußerst aktiver Himmelskörper. NASA / JPL-Caltech / UMD 14 Infografik: Europas Kometenjäger Rosetta 16 Philaes Abenteuer oder: Die Landung auf einem Kometenkern 22 Infografik: Die Landesonde Philae 24 Die ToP Ten der Kometen Die eindrucksvollsten Schweifsterne des letzten Jahrtausends Von Stefan Krause 38 Komet Tempel 1 Dieser Schweifstern ist der erste Komet, der zweimal von einer Raumsonde aus der Nähe untersucht wurde. 56 Vorstoss zu einem Protoplaneten Die Raumsonde Dawn erforschte mit dem Asteroiden (4) Vesta erstmals ein urtümliches Objekt aus der Frühzeit des Sonnensystems. NASA / JPL-Caltech / Cornell / Univ. of Maryland 34 Durch Schnee und Eis Raumsonde Deep Impact beim Kometen Hartley 2 Von Harald Krüger 38 Komet Tempel 1 unter der Lupe Die Ergebnisse von Stardust-NExT Von Harald Krüger 42 Aktive Asteroiden Eine neue Gruppe von Kleinkörpern im Sonnensystem Von Harald Krüger 48 Die Beute des Wanderfalken Staub vom Asteroiden Itokawa ist nun analysiert Von Harald Krüger 53 Kleinplanet Chariklo hat Ringe Ein Mini-Saturn im äußeren Sonnensystem 56 VorstoSS zu einem Protoplaneten Die Raumsonde Dawn erforscht den Planetoiden Vesta Von Ralf Jaumann und Thorsten Dambeck 66 Kleinplaneten selbst erforschen Asteroidenerkundung ohne Raumsonden Von Martin Federspiel 74 Spuren einer Kosmischen Katastrophe Ein Einschlag vor 200 Millionen Jahren in Westeuropa Von Martin Schmieder 79 Der Bolide von Tscheljabinsk Sein Ursprung und seine Folgen NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA 84 Ein heller Lichtblitz auf dem Mond Ein Meteorit verdampft 86 Neos im Visier der Vereinten Nationen Welche Maßnahmen sind nötig? Von Felicitas Mokler Rubriken 3 Editorial 90 Impressum, Artikelnachweise www.sterne-und-weltraum.de SuW-Dossier 1/2015 Kometen und Asteroiden 5
~ 50 Millionen Kilometer Licht und Teilchenstrahlung von der Sonne gerader Ionenschweif Ein typischer Komet gliedert sich in eine Koma, die den hier unsichtbaren festen Kern enthält, und in einen Ionen- und einen Staubschweif. Trotz ihrer äußerst geringen Massen im Vergleich zu Planeten sind Kometen räumlich sehr ausgedehnte Himmels objekte. Koma (100000 km) Neutralgaswolke aus Wasserstoff gebogener Staubschweif unsichtbarer Kern (10 km) SuW-Grafik Erde (12000 km) Was ist was im Sonnensystem? In unserem Sonnensystem existiert neben den acht Planeten eine Vielzahl und Vielfalt an kleineren Himmelskörpern. Hier eine Übersicht der wichtigsten Objekttypen. Kometen, Asteroiden, Zwergplaneten: In unserem Sonnensystem gibt es neben den acht großen Planeten eine Vielzahl von Objekten, die sich aber in gewisse Kategorien einteilen lassen. Die»Internationale Astronomische Union (IAU)«, das oberste Gremium der Fachastronomen weltweit, hat im Jahr 2006 diese Himmelskörper in diverse Klassen neu eingeteilt (siehe Grafik S. 7). Die in diesem Heft hauptsächlich besprochenen Kometen und Asteroi den sind ein Teil der»kleinkörper des Sonnensystems«. Sie sind zwischen wenigen Metern bis hin zu rund 500 Kilometer groß. Bei Asteroiden, synonyme Begriffe hierfür sind Planetoiden oder Kleinplaneten, handelt es sich im Allgemeinen um unregelmäßig geformte Himmelskörper, die aus silikatischen Gesteinen, Metallen und auch Beimengungen von elementarem Kohlenstoff sowie organischer Stoffe bestehen. Sie stammen aus der Frühzeit des Sonnensystems vor rund 4,6 Milliarden Jahren und haben sich seit ihrer Entstehung kaum verändert. Sie halten sich zu Millionen bevorzugt in einem Gürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter auf. Eine Untergruppe von ihnen sind die erdnahen Asteroiden, die sich der Erde sehr dicht annähern können und manchmal auch mit ihr kollidieren (siehe S. 74 und 79). Brocken aus Gestein und Metall Die meisten Asteroiden, von denen uns auf der Erde kleinere Bruchstücke in Form von Meteoriten erreichen, sind so genannte Chondrite. Sie enthalten große Mengen an rundlichen Gebilden, die zwischen Bruchteilen von Millimetern und mehreren Millimetern groß sind. Wesentlich seltener als diese aus Gestein aufgebauten Asteroiden sind Objekte, die aus metallischem Eisen mit Beimengungen von Nickel bestehen. Bei ihnen handelt es sich um Bruchstücke eines Himmelskörpers, der sich in der Frühzeit des Sonnensystems differenzierte (siehe S. 56). Das bedeutet, er schmolz durch starke Wärmeentwicklung nahezu vollständig auf, so dass sich unter der Einwirkung der Schwerkraft die dichteren Metalle von den weniger dichten silikatischen Mineralen trennen konnten. Dabei gliedern sich diese Himmelskörper wie die großen erdähnlichen Planeten in einen Kern, einen Mantel und eine relativ dünne Kruste. Kometen die eisigen Schmutzbälle Sehr bekannt und manchmal auch sehr auffällig sind die Kometen, auch Schweifsterne genannt. Sie stammen ursprünglich aus den eisigen Weiten im äußeren Sonnensystem jenseits der Umlaufbahn des Planeten Neptun. Dort bilden sie zu Millionen eine weitere Ansammlung von Klein 6 SuW-Dossier 1/2015 Kometen und Asteroiden Sterne und Weltraum
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