Zwergplaneten - Urspringschule

Zwergplaneten
Zwergplaneten sind eine von der Internationalen Astronomischen Union
definierte Klasse von Himmelskörpern im Sonnensystem, die sich auf
einer Umlaufbahn um die Sonne bewegen.
Wie die Planeten besitzen sie genügend Masse, um annähernd die Form
einer Kugel anzunehmen. Im Unterschied zu Planeten haben sie ihre
Umlaufbahnen aber nicht von anderen Objekten freigeräumt.
Mit Ceres, Pluto, Haumea, Makemake und Eris gelten derzeit (2012) fünf
Himmelskörper als Zwergplaneten.
Zwergplaneten im Asteroidengürtel
Ceres, das größte Objekt im Asteroidengürtel, wurde als Zwergplanet eingestuft,
weil sie eine ausreichende Masse für ein hydrostatisches Gleichgewicht besitzt.
Ceres ist kugelförmig und verfügt über einen planetenartigen Aufbau – im
Gegensatz zu den zahlreichen anderen Asteroiden, die nur unregelmäßig geformte
Felsbrocken sind.
Zwergplaneten im Asteroidengürtel
Ceres, das größte Objekt im Asteroidengürtel, wurde als Zwergplanet eingestuft,
weil sie eine ausreichende Masse für ein hydrostatisches Gleichgewicht besitzt.
Ceres ist kugelförmig und verfügt über einen planetenartigen Aufbau – im
Gegensatz zu den zahlreichen anderen Asteroiden, die nur unregelmäßig geformte
Felsbrocken sind.
Ceres wurde nach ihrer Entdeckung im Jahre 1801 zunächst als Planet klassifiziert.
Bis zur Entdeckung des achten Planeten Neptun im Jahre 1846 wurden vier weitere
Asteroiden (Pallas, Juno, Vesta, Astraea) entdeckt, die damals allesamt als
vollwertige Planeten bezeichnet wurden. Damit wurden im Jahre 1846 insgesamt
13 Objekte als Planeten bezeichnet.
Weil ab 1847 laufend neue Objekte zwischen Mars und Jupiter entdeckt wurden,
führten Astronomen 1851 eine neue Kategorie ein: Die der Asteroiden
(Planetoiden). Die Zahl der großen Planeten belief sich danach auf acht.
Transneptunische Zwergplaneten (Plutoiden)
Pluto wurde 1930 entdeckt und galt lange als neunter Planet unseres Sonnensystems. Er
verfügt über fünf Monde, wovon der größte, Charon, den halben Plutodurchmesser hat.
2006 wurde ihm jedoch der Status eines vollwertigen Planeten aberkannt, weil er nicht
das dominierende Objekt in seiner Umlaufbahn ist. Auch ist seine Bahn um die Sonne
stark geneigt und stark exzentrisch.
Das 2005 bekannt gemachte Objekt Eris ist größer und schwerer als Pluto. Weil beide
ähnliche Eigenschaften aufweisen, wäre eine Zuweisung in unterschiedliche Kategorien
nicht sinnvoll gewesen. Deshalb wurden beide als Zwergplaneten eingeordnet.
2008 wurden dem Kuiperobjekt 2005 FY9 der Name Makemake und dem Kuiperobjekt
2003 EL61 der Name Haumea und beiden der Status eines Zwergplaneten zugewiesen.
Etwas Allgemeinbildung: Herkunft der Namen (1)
Ceres (griechisch: Demeter) ist die römische Göttin
des Ackerbaus, der Fruchtbarkeit und der Ehe.
Ihre Attribute waren Früchte, Fackel, Schlange,
Ährenkranz oder Ährengarbe. Heilig waren ihr der
Mohn und das Schwein. Sie wird mit
weizenblonden Haaren beschrieben. Manchmal trägt
sie ein Füllhorn.
In allegorischen Darstellungen der vier Jahreszeiten
verkörpert Ceres den Sommer.
Etwas Allgemeinbildung: Herkunft der Namen (2)
Pluto (griechisch Hades) ist in der griechischen und
römischen Mythologie der Gott der Totenwelt in der
Erdtiefe.
Begleiter wird er von Kerberos (latinisiert Cerberus,
dt. auch Zerberus – „Dämon der Grube“).
Dieser ist in der Mythologie der dreiköpfige
Höllenhund, der den Eingang zur Unterwelt bewacht,
damit kein Toter herauskommt und auch kein
Lebender eindringt.
Etwas Allgemeinbildung: Herkunft der Namen (3)
Eris ist in der griechischen Mythologie die Göttin der
Zwietracht und des Streites.
Sie ist bekannt durch den goldenen „Apfel der Zwietracht“
den sprichwörtlichen „Zankapfel“, den sie auf einer
Hochzeit unter die Gäste warf. Auf diesem Apfel war "Der
Schönsten“eingraviert.
Die Göttinnen Aphrodite, Athene und Hera begannen um
den Apfel zu streiten.
Der (sterbliche) Mensch Paris aus Troja sollte ihn der
schönsten der drei Göttinnen geben. Er entschied sich für
Aphrodite, die ihm die schönste Frau der Welt versprach.
Es erwies sich aber danach, dass diese bereits verheiratet
war: Helena, die Frau des Königs von Sparta. Ihre Entführung durch Paris löste dann den Trojanischen Krieg aus.
Etwas Allgemeinbildung: Herkunft der Namen (4)
Haumea ist eine hawaiische Gottheit der
Fruchtbarkeit.
Sie ist nach der Überlieferung die Schwester
von Kāne und Kanaloa und gehört zu den
ältesten Göttern der Insel.
In einigen Erzählungen ist sie mit dem Gott
Kanaloa verheiratet und hat mit ihm
zahlreiche Kinder. Dazu zählen der
Kriegsgott Kekaua-Kahi, die Vulkangöttin
Pele und die Göttin Hi'iaka. Ihre Kinder
werden aus verschiedenen Teilen des
Körpers geboren.
Etwas Allgemeinbildung: Herkunft der Namen (5)
Makemake ist die Schöpfer- und Fruchtbarkeitsgottheit der Kultur der Osterinsel.
Im Vogelmannkult ist Makemake die Hauptgottheit.
Makemake tritt in den Geschichten der
Rapanui fast immer zusammen mit
seinem Begleiter Haua auf.
Sowohl Makemake als auch Haua
kommen nur in der Religion der
Osterinsel vor, nicht aber in anderen
polynesischen Religionen.
Der Kuipergürtel
Der Kuipergürtel (englisch Kuiper belt) ist eine ringförmige, relativ flache
Region, die sich in unserem Sonnensystem außerhalb der Neptunbahn in einer
Entfernung von ungefähr 30 bis 50 AE nahe der Ekliptik erstreckt und
schätzungsweise mehr als 70.000 Objekte mit mehr als 100 km Durchmesser
sowie viele kleinere Objekte enthält.
Kometen
Man vermutet, dass ein Großteil der
Kometen mit mittleren Perioden aus
dem Kuipergürtel stammt. Während
man früher davon ausging, dass die
Kometenkerne nahezu unverändert
aus ihrer Bahn geworfene
Kuipergürtelobjekte sind,
geht man heute jedoch davon aus, dass es sich bei den
Kometenkernen um Fragmente handelt, die aus Zusammenstößen
von Kuipergürtelobjekte stammen.
Gasschweif und Staubschweif
Das Foto des Kometen Hale-Bopp aus dem
Jahr 1997 zeigt, das man zwei
Kometenschweife beobachten kann.
Der Sonnenwind drückt die leichten und
ionisierten Gasteilchen senkrecht in den
Raum (Gasschweif). Die Dichte des
Gasschweifes ist übrigens kleiner als das
beste technisch herstellbare Hochvakuum.
Die etwas schwereren Staubteilchen
können nicht so stark beschleunigt werden
und markieren beim Anflug etwa die Spur
des Kometen.
Richtung der Kometenschweife
Die Skizze zeigt, dass Kometenschweife immer von der Sonne
abgewandt sind.
Der Sonnenwind drückt die leichten
und ionisierten Gasteilchen senkrecht in
den Raum.
Die etwas schwereren Staubteilchen
können nicht so stark beschleunigt
werden und markieren beim Anflug
etwa die Spur des Kometen.
Ursache der Schweife
Molekül
H2O
CO
CO2
HCHO
CH3OH
NH3
CH4
C 2H 2
C 2H 6
HCOOH
CH2CO
CH3CHO
SO2
Häufigkeit
Molekül
100
20
6–20
1
2
0,7–1,8
0,6
0,1
0,3
0,06
<0,03
0,02
0,1
C2H5OH
CH3OCH3
HCOOCH3
HNCO
NH2CHO
HCN
HNC
CH3CN
HC3N
H2S
OCS
H2CS
SO
Häufigkeit
<0,05
<0,45
0,06
0,06–0,1
0,01
0,25
0,04
0,02
0,02
1,5
0,5
0,02
0,2–0,8
Entfernungsbestimmung
durch tägliche Parallaxe
Berechne die tägliche Parallaxe, die ein 200
Millionen km entfernter Komet bei einer
Konstellation entsprechend der nebenstehenden
Skizze aufweisen müsste!
Wie weit ist ein Körper entfernt, dessen tägliche
Parallaxe einen Wert von 0,00001° hat?
Missionen zu Kometen (1)
Komet 67P/Tschurjumow-Gerassimenko
Sonde Rosetta mit Landemodul Philae
im Jahre 2014
Missionen zu Kometen (2)
Sonde Giotto flog 1986 bis auf knapp 600
km an den Halleyschen Kometen heran
Der Halleysche Komet (1)
Der Komet Halley zählt seit langem zu den bekanntesten Kometen. Er ist
sehr lichtstark und kehrt im Mittel alle 76 Jahre wieder. Zuletzt kam er 1986
in Erdnähe; seine nächste Wiederkehr wurde für das Jahr 2061 berechnet.
Er ist der einzige, der meistens gut mit freiem Auge beobachtet werden
konnte. Wie andere periodische Kometen verliert er bei jeder Sonnennähe
durch Ausgasen Materie, so dass er zuletzt weniger Helligkeit als erwartet
entwickelte.
Die Umlaufzeit variiert zwischen 75 und 77 Jahren, weil die Bahn zeitweilig
deutlich vom Jupiter beeinflusst wird. Zwischen 1222 und 1301 sollen es
sogar 79 Jahre gewesen sein.
Der Halleysche Komet (2)
Halley hat eine sehr langgestreckte Ellipsenbahn, die sich
vom sonnennächsten Punkt mit 0,586 AE zwischen den
Bahnen der Planeten Merkur und Venus bis zum
sonnenfernsten Punkt mit 35,082 AE im Bereich der
Neptunbahn erstreckt.
Die Bahnneigung seiner Umlaufbahn gegen die Ekliptik
beträgt 162,262°.
Warum gibt man nicht 27,738° an?
Der Halleysche Komet (3)
Er wurde nach dem Mathematiker und
Astronomen Edmond Halley (1656–1742)
benannt, der wegen seiner Verdienste um die
Bahnbestimmung von Kometen 1720 königlicher
Astronom und Leiter der Sternwarte in
Greenwich wurde. Während das Auftauchen von
Kometen bis zu dieser Zeit noch als
unvorhersagbar galt, entdeckte Halley im Jahr
1705, dass der 1682 beobachtete Himmelskörper
mit früheren Kometensichtungen in den Jahren
1531 und 1607 identisch sein müsse, und sagte
seine Wiederkehr zutreffend für 1758 voraus.
Der Halleysche Komet (4)
Der Stern von Bethlehem (1)
Als Stern von Betlehem wird eine
Himmelserscheinung bezeichnet, die nach dem
Matthäusevangelium Sterndeuter oder Weise zum
Geburtsort Jesu Christi geführt haben soll (Mt 2,1.9):
„Als Jesus zur Zeit des Königs Herodes in Betlehem
in Judäa geboren worden war, kamen Sterndeuter aus
dem Osten nach Jerusalem und fragten: Wo ist der
neugeborene König der Juden? Wir haben seinen
Stern aufgehen sehen und sind gekommen, um ihm
zu huldigen. … Und der Stern, den sie hatten
aufgehen sehen, zog vor ihnen her bis zu dem Ort, wo
das Kind war; dort blieb er stehen.“
Der Stern von
Bethlehem (2)
Eine berühmte Szene von Giotto di
Bondone (* 1266 bei Florenz; † 8.1.1337
in Florenz) ist die Anbetung der Heiligen
Drei Könige, in der ein kometenähnlicher Stern am Himmel schwebt
(wahrscheinlich eine der frühesten
Darstellungen des Halleyschen
Kometen, der wenige Jahre vorher mit
bloßem Auge zu sehen war).
Daher kommt auch der Name der Sonde,
die selbigen Kometen 1986 untersuchte.
Der Stern von Bethlehem (3)
Seit der Spätantike bezogen Theorien den „Stern von Betlehem“ auf verschiedene
vor der Zeitenwende sichtbare Himmelsphänomene, um Jesu Geburt genauer zu
datieren:
- den Halleyschen Kometen (12–11 v. Chr.),
- eine große Konjunktion im Sternbild Fische (7 v. Chr.),
- eine komplexe Konstellation von Sonne, Jupiter, Venus und Mond (6 v. Chr.),
- einen unbekannten anderen Kometen oder eine Nova (5 oder 4 v. Chr.)
- zwei verschiedene Konjunktionen von Venus und Jupiter (3–2 v. Chr.).
Aufgrund je spezifischer Einwände ist bisher keine dieser Theorien
wissenschaftlich anerkannt.
Oortsche Wolke
Die von Oort angenommene „Wolke“
umschließt die übrigen Zonen des
Sonnensystems schalenförmig in
einem Abstand zur Sonne von bis zu
100.000 AE, was rund 1,6 Lichtjahren
entspricht.
Oortsche Wolke
Die von Oort angenommene „Wolke“
umschließt die übrigen Zonen des
Sonnensystems schalenförmig in
einem Abstand zur Sonne von bis zu
100.000 AE, was rund 1,6 Lichtjahren
entspricht.
Im Vergleich dazu ist der sonnenfernste Planet nur ca. 4,2 Lichtstunden,
der nächste Stern dagegen bereits 4,2 Lichtjahre von der Sonne entfernt.
Schätzungen der Anzahl der Objekte liegen zwischen einhundert Milliarden
und einer Billion. Innen geht die Oortsche Wolke kontinuierlich in den
Kuipergürtel (30 bis 50 AE) über, dessen Objekte allerdings gegen die Ekliptik
konzentriert sind.
Interstellarer Raum
Der interstellare Raum (lateinisch inter stellas ‚zwischen den Sternen‘)
ist das Gebiet zwischen benachbarten Sternen. In dieses sind die
sternnahen Räume (Heliosphäre) um die Sterne eingestreut.
Interstellarer Raum
Der interstellare Raum (lateinisch inter stellas ‚zwischen den Sternen‘)
ist das Gebiet zwischen benachbarten Sternen. In dieses sind die
sternnahen Räume (Heliosphäre) um die Sterne eingestreut.
Die Grenze zwischen interplanetarem und interstellarem Raum wird
durch die Heliopause definiert, an welcher der Sonnenwind von der
interstellaren Materie gestoppt wird. Der genaue Abstand dieses
Grenzbereiches von der Sonne ist bislang nicht bekannt, er wird
ungefähr auf die vierfache Entfernung des Neptun und damit auf gut 18
Milliarden Kilometer geschätzt, das sind 120 AE.
Aufschluss über die Reichweite der Heliosphäre und die Bedingungen an
der Heliopause wurde und wird von den Voyager-Raumsonden erwartet.
Voyager 1 trat 2012 als erstes menschengeschaffenes Objekt aus der
Heliosphäre aus und sendet weiterhin Messdaten zur Erde.