Gasriesen des Sonnensytems 01 [Kompatibilitätsmodus]

Gasriesen des Sonnensytems
Jupiter und Saturn
UE zu Planetologie II
SoSe 2011
Richard Moser
Inhalt
• ein kurzer Steckbrief
• Aufbau
• Magnetfeld
• Atmosphäre
Jupiter - Steckbrief
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gr. Halbachse – 5.2 AU
e = 0.0484
i = 1.305°
Umlaufzeit = 11.86 Jahre (sider.)
Äquator- /Poldurchmesser: 142.984 km / 133.708
(oblateness: 6,94%)
Masse: 1.899 * 1027 kg
mittlere Dichte: 1,326 g cm-3
Fluchtgeschwindigkeit: 59.54 km/sec
Neigung der Rotationsachse: 3.13°
Jupiter - Steckbrief
• differentielle Rotation (9 h 50 min am Äquator, 9 h 56 min
an den Polen)
• Hauptbestandteile d. oberen Atmosphäre:
H (89.8), He (10.2), CH4 (0.3), NH3 (0.026)
-> vgl. primordiale Zusammensetzung des solaren
Urnebels (Häufigkeiten in der Sonne)
• ausgeprägte atmosphär. Erscheinungen (Sturmsysteme –
ringförmig, oder bandförmig parallel z. Äquator)
• Monde: dzt. 64
• Trojanersystem (L4, L5)
• schwaches Ringsystem
Jupiter - Magnetfeld
Jupiter - Magnetfeld
• 6 Mio. km auf der Sonnenseite, bis 700 Mio. km entgegen
– fast bis zur Saturnbahn
• 3 Bereiche
• 1200 µTesla (20-fache Erde)
• magnetische Nordpol liegt beim geogr. S-Pol
• Achse ist um 11º in Relation zur Rotationsachse geneigt
• geht nicht direkt durch das Zentrum des Planeten
• WW mit IO – S+Atome um IO;
• Magnet. Anomalie auf der nördl. Hemissphäre
Jupiter - Atmosphäre
• strukturierte Atmosphäre – äquatorparallele Bänder,
Sturmwirbel (große rote Fleck)
• 70 – jähriger Klimazyklus ??
• nach Abflauen der Stürme – Temperaturunterschiede in der
Atmosphäre von bis zu 10 K (Pol-Äquator)
• weisse und rote Sturmzentren, Zyklone, Antizyklone
• Spuren von O, C ,S ,Ne,Ar,Kr, Schwefelwasserstoffe,
Wasser, Sulfide, Oxide
• äußere Schichten: Ammoniakkristalle, die in tieferen
Schichten in Ammoniumsulfidwolken übergehen; noch
tiefer auch organische Verbindungen
Jupiter - Atmosphäre
Jupiter – zonale Winde
Jupiter - Atmosphäre
Jupiter - Atmosphäre
Saturn - Steckbrief
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gr. Halbachse – 9.58 AU
e = 0.054
i = 2.484°
Umlaufzeit = 29.457 Jahre (sider.)
Äquator- /Poldurchmesser: 120.536 km / 108.728
Masse: 5.685 * 1026 kg
mittlere Dichte: 0,687 g cm-3
Fluchtgeschwindigkeit: 35.5 km/sec
Neigung der Rotationsachse: 26.73°
Saturn - Steckbrief
• differentielle Rotation (10 h 13 min am Äquator, 10 h 39
min an den Polen)
• im Inneren: 10 h 47 min – durch Messung des
Magnetfeldes
• Hauptbestandteile d. oberen Atmosphäre:
H2 (96.3), He (3.25), CH4 (0.45), NH3 (0.026)
• Polarwirbel (Hexagon am Nordpol, Hurrican am S-Pol)
• gr. weisse Fleck
• Monde: dzt. 62
• stark ausgeprägtes Ringsystem
Saturn - Magnetfeld
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Stärke am Äquator vgl. mit Erdmagnetfeld
magnetische Nordpol liegt beim geogr. S-Pol
Achse ist nur um 1º zur Rotationsachse geneigt
Ringe, Mimas, Enceladus, Thetys, Dione und Rhea liegen
innerhalb der inneren Magnetosphäre
• mass-loading von Enceladus in Magnetosphäre
Saturn - Atmosphäre
• Wolken aus auskristallisiertem NH3
• mindestens 2 Wolkenschichten, die untere im IR sichtbar
• Hexagon am Nordpol
Ø bei 25.000 km
Tiefe: einige 100 km
rotiert mit 10 h 39 min 24 sec (analog der Rotationsperiode
d. Radioemissionen)
bereits 1980/1981 von den Voyagersonden beobachtet,
2006 von Cassini wieder;
Saturn - Atmosphäre
• Sturmauge am Südpol:
Ø bei 8.000 km
ortsfest
weitere Sturmzentren:
- gr. weissen Fleck (alle 29 Jahre auf der nördl. Hemisphäre)
- hot Spots an den Polen (2005, Keck-Teleskop), nicht
abhängig von der Sonneneinstrahlung, atmosphär.
Erscheinung
Jupiter – zonale Winde
Saturn - Atmosphäre
Vielen Dank für die
Aufmerksamkeit
Literatur
• http://de.wikipedia.org/wiki/Jupiter_(Planet)
• http://de.wikipedia.org/wiki/Jupiter_(Saturn)
• Planetary Sciences, 2nd Ed., Cambridge Univ.Press,
dePater and Lissauer
• Muss noch ergänzt werden