Die Ringsysteme der großen Planeten

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Die Ringsysteme der großen
Planeten
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und Stefanie Herfurth
Gliederung
1. Was ist ein Ringsystem und wie entsteht es
2. Das Ringsystem des Jupiters
3. ...des Saturns
4. ...des Uranus
5. …des Neptuns
6. Die Schäferhundmonde
7. Quellen
1. Was ist ein Ringsystem und wie
entsteht es
- Ein Planetenring ist meist scheibenförmiges Ringgebilde um einen Planeten
→ aus Milliarden Staub- oder Eisteilchen, deren Größe sehr variieren
- Ausmaß, Zusammensetzung und Helligkeit können bei jedem Ring verschieden
sein
→ mehrere Ringe um einen Planeten bilden ein Ringsystem
- mehrere Theorien zur Entstehung:
→ kleiner Mond kommt dem Planeten zu nahe, befindet sich innerhalb der
'Roche-Grenze'
→ wurde von den Gezeitenkräften des Planeten auseinandergerissen und
um Planeten verteilt
→ Ringe sind Überreste der Gasscheibe, aus denen sich der Planet geformt hat
→ innerhalb der 'Roche-Grenze' konnte sich das restliche Gas zu keinen
Monden formen
→ zwei Himmelskörper sind kollidiert und auseinandergebrochen
→ aufgrund der hohen Schwerkraft des Planeten wurden die Brocken um
den Planeten verteilt
2. Das Ringsystem des Jupiters
- schwächer als bei anderen Gasplaneten
- 1979 von 'Voyager1' fotografiert
→ kann nur durch Raumsonden nachgewiesen werden
- besteht aus äußerst dunklem Material
- feiner Staub von kleinen felsigen Monden, die ständig von Meteoriten getroffen werden
→ geringe Schwerkraft der Monde bewirkt einen großen Auswurf der Teilchen und die
ständige Auffüllung der Ringe
- Ringe bewegen sich langsam spiralförmig auf Jupiter zu
→ Aufsaugen dieser in ferner Zukunft
→ durch starkes Magnetfeld des Jupiters bewirkt dies ein elektrisches Aufladen der
Staubteilchen → Abbremsung der Teilchen durch Zusammenstoß mit anderen
eingefangen Teilchen oder die Absorption und Remission von
Licht (Verlust an Bahndrehimpuls)
→ beide Effekte bewirken, dass der Staub aus den Ringen verschwinden wird
2. Das Ringsystem der Jupiters
- Hauptring 'bekommt' Staub von Monden <Adrastea> und <Metis>
- zwei schwächere Ringe (Gossamer-Ringe) schließen nach außen hin an
→ werden von Monden <Thebe> und <Amalthea> 'versorgt'
- es existiert auch ein extrem dünner Ring in einer äußeren Umlaufbahn
→ umreist Jupiter in gegenläufiger Richtung
→ aus interplanetarem Staub
- innerhalb des Hauptringes befindet sich ein <Halo> aus Staubkörnern
Breite in
km
Radius/ Entfernung
zum Planeten in km
Halo-Ring
30.800
122.800
Hauptring
6.400
129.200
Gossamer-Ring 132.000
221.000
3. ...des Saturns
- A- und B-Ring schon im 17. Jahrhundert entdeckt
- C-Ring um 1900
- vier weiteren durch Raumsonden zwischen 1979 und 1981 nachgewiesen
- bestehen im wesentlichen aus Eis- aber auch aus Gesteinsbrocken
→ Größe liegt zwischen Millimetern und Metern
- Hauptringsystem besitzt mehr als 100.000 einzelne Ringe mit unterschiedlichen
Zusammensetzungen und Farbtönen
→ werden durch scharf umrissene Lücken getrennt
→ aufgrund gravitativer Wechselwirkungen
- umkreisen Saturn rechtläufig in Äquatorebene
→ Ringsystem und Äquatorebene sind 27° gegen Bahnebene geneigt
- von innen nach außen erstrecken sich radiale, speichenartige Strukturen
→ aus winzigen geladenen Staubpartikeln, die durch UV-Licht in ihrer Flugbahn beeinflusst
werden und durch elektrostatische Kräfte in Schwebezustand gebracht und angehoben
werden
3. ...des Saturns
- Bezeichnung nach Reihenfolge der Entdeckung
- 2006 weiterer schwacher Staubring zwischen F und G
- 2009 Ring weit außerhalb vom Hauptringsystem durch Infrarotstrahlung
→ gegen das innere Ringsystem um 27° geneigt und dreht sich in entgegengesetzte Richtung
→Material vom Mond <Phoebes>
- Ringe bestehen laut Raumsonde 'Cassini' seit 4.5 Milliarden Jahren
→ mit dem Sonnensystem entstanden
Breite in km
Radius/ Entfernung zum
Planeten in km
D-Ring
4.540
74.510
C-Ring
17.490
92.000
B-Ring
25.580
117.580
A-Ring
14.610
136.780
F-Ring
30-500
140.360
G-Ring
10.000
170.000
4. …des Uranus
- 1977 erstmals entdeckt → 1987 durch 'Voyager 2'
- kann durch 'Hubble-Teleskop' beobachtet werden
- besitzt wie Jupiter ein dunkles Ringsystem
- wie bei Saturn aus groben Partikeln und Brocken
→ aus anteilmäßig viel geringeren Partikeln
- 13 bekannte Ringe → 2005 letzten beiden Neuen
→ innere Ringe erscheinen grau
→ äußere Ringe blaue bzw. rote Färbung
- vertikales Ringsystem → geneigte Achse von Uranus → Kollision mit Himmelskörpern
→ Ringe sind Ellipsenförmig → unterschiedlicher Abstand zu Planet
→ nicht immer auf Äquatorebene, 'schwingen' durch Gravitationswirkung und Abplattung
um Uranus
- Ringe werden schmal und scharf durch Leerräume begrenzt
4. ...des Uranus
- Äußere Ringe sind wesentlich breiter
→ blaues Leuchten wie E-Ring von Saturn → durch Eiskristalle von Mond <Mab>
→ 'Ny' besitzt rötliche Färbung → durch Eisenoxid
- elfter Ring 'Epsilon' ist an Planeten nächster Stelle 20km breit und fast undurchsichtig
An Planeten fernster Stelle 96km breit und sehr durchsichtig
→ Monde <Cordelia> und <Ophelia> befinden sich innen und außen des Ringes
→ halten Ring durch Gravitationskraft in Form
Breite in km
Radius/ Entfernung
zum Planet in km
Epsilon
20-96
25.580
Delta
3-9
22.730
Gamma
1-4
22.070
Eta
0-2
21.630
Beta
7-12
20.110
Alpha
7-12
19.160
4
2-3
17.020
5
2-3
16.670
6
1-3
16.280
5. ...des Neptuns
- 1980 mittels Sternverdunklung entdeckt
-'Voyager2' bewies 1989, dass es sich um vollständige Ringe handelt
→ sind kaum zu sehen, da Neptun heller leuchtet → nicht gut durch 'Hubble-Teleskop' zu sehen
- bestehen aus dunklem, staubförmigen Material (Gestein und Staub)
→ masseärmer als bei Uranus
- besteht aus mehreren Ringen
→ Festlegung auf 5 Ringe → nach Astronomen der Neptunforschung benannt
- unterschiedlich starke bogenförmige Verdichtungen
→ Existenz kleiner störender 'Monde' mit unregelmäßiger Form
- Ringe sind scharf begrenzt
→ durch 'Schäferhundmonde' die zwischen den Ringen kreisen und die Teilchen aufgrund
Ihrer Gravitationswirkung in ihrer Bahn halten
5. ...des Neptuns
- feines, azurblaues Ringsystem welches relativ dünn gehalten ist
- in 'Adams-Ring' treten Verdickungen auf → durch große Brocken aufgrund gravitativer
Einflüsse benachbarter Monde
- 'Adams-Ring' besitzt 'Lücken' aufgrund höherer
Konzentration von mikroskopisch kleinem Staub,
wodurch mehr Sonnenlicht reflektiert wird
Breite in km
Radius/ Entfernung zum
Planeten in km
Galle
2.000
43.900
LeVerrier
113
53.313
Lassell
4.000
57.200
Arago
<100
57.600
Adams
50
62.983
6. Die Schäferhundmonde
- werden auch Hirten- oder Wächtermonde genannt
- kleine natürliche 'Satelliten' der Gasplaneten die die Partikel der Ringsysteme mit deutlichen
Lücken oder in separaten Ringen auseinanderhalten
→ sammeln Partikel auf oder lenken sie in ihre ursprüngliche Bahn durch ihre
Gravitationskraft ab
- befinden sich Partikel vor oder hinter dem Mond außerhalb ihres Rings
→ Beschleunigung in Bahnrichtung und gleichzeitige Bewegung nach Außen
→ Abbremsung auf Bahn und Bewegung nach Innen
→ dadurch entstehen die sogenannten 'Lücken'
- Jupiter: keine bekannten Monde
- Saturn: besitzt mehrere
→ <Atlas> für den 'A-Ring'
→ <Prometheus> und <Pandora> für den 'F-Ring'
→ ebenfalls 5 innere
- Uranus: besitzt zwei beiderseits des 'Epsilon-Rings' → <Cordelia> und <Ophelia>
- Neptun: keine bekannten Monde → Vermutung auf <Galatea>
7. Quellen
Text:
https://de.wikipedia.org/wiki/Sch%C3%A4fermond
https://de.wikipedia.org/wiki/Ringe_des_Uranus#Grunds.C3.A4tzliche_Eigenschaften
http://www.neunplaneten.de/nineplanets/uranus.html
http://www.goerlitzer-sternfreunde.de/html/neptun.html
http://www.wissenswertes.at/index.php?id=neptun-ringe
https://de.wikipedia.org/wiki/Neptun_(Planet)#Ringsystem
http://www.neunplaneten.de/nineplanets/neptune.html
Bild:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Neptunian_rings_scheme.png
http://www.astropage.eu/index.php?page=neptunringsystem
http://www.svenwienstein.de/Pics/Uranus.Rings.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e1/Uranian_rings_scheme.png
http://www2.astro.psu.edu/users/niel/astro1/slideshows/class39/015-jupiter-rings2.gif
http://www.meta-evolutions.de/pages/ssdc-jupiter.html
http://sciencev1.orf.at/static2.orf.at/science/storyimg/storypart_65832.jpg
Děkuji za pozomostní.
Merci pour votre attention.
Danke für eure Aufmerksamkeit
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