Merkur

Der Merkur
Merkur
- kleinster und sonnennächster
Planet
- wegen Sonnennähe schwer zu
sehen
- extreme
Temperaturunterschiede:
zwischen 430 und -170 °C
- keine Atmosphäre
- stark exzentrische Bahn
Perihel und Aphel
• Perihel = sonnennächster Punkt der
Umlaufbahn eines Planeten um die Sonne
• Aphel = sonnenfernster Punkt
Erde: Perihel: 147,1 Mio. km (3. Januar)
Aphel: 152,1 Mio. km (5. Juli)
Verhältnis: Aphel:Perihel = 1,03 (fast Kreis)
Perihel und Aphel
Merkur: Perihel: 45,9 Mio. km
Aphel: 69,7 Mio. km
Verhältnis: Aphel:Perihel = 1,52
Beim Abstand von der Erde spricht man von
Perigäum und Apogäum:
Mond: Perigäum: 356410 km
Apogäum: 406740 km
Perihel und Aphel
Perihel und Aphel
Unterschiedlicher Energieeinfall von der Sonne im
Perihel und Aphel:
EPerihel ≈
69,7
45,9
EAphel ≈ 2,31
Im Perihel trifft 2,3 mal soviel Energie auf den Merkur
wie im Aphel!  es gibt Jahreszeiten
EPerihel ≈
152,1
147,1
EAphel ≈ 1,06
Im Perihel (Winter auf der Nordhalbkugel!) trifft 6%
mehr Energie auf die Erde wie im Aphel (Sommer!)!
Gebundene Rotation
 Bei weit voneinander umkreisenden Körpern ist die
Eigendrehung unabhängig von der Umlaufperiode.
 Bei einander eng umkreisenden Himmelskörpern sind
Eigendrehung und Umlaufperiode gekoppelt.
 Bei der gebundenen Rotation ist die Rotationsperiode des
Planeten bzw. Mondes gleich seiner Umlaufzeit um den
Zentralkörper.
 Die gebundene Rotation stellt sich im Laufe der Zeit ein und
ist bei unterschiedlichen Massen der Körper im Gleichgewicht.
Grund ist Gezeitenreibung.
Gebundene Rotation
 (einfach) gebundene Rotation
Der kleinere Körper rotiert genau einmal, während er den
größeren umkreist. Das bedeutet, er wendet ihm immer
dieselbe Seite zu !
 Beispiel: Erde – Mond!
Gebundene Rotation
 doppelt gebundene Rotation
Beide Körper haben ähnliche Massen. Beide Körper wenden
sich immer dieselbe Seite zu !
 Beispiel: Pluto – Charon
Charon und Pluto umrunden einander in 6 Tagen, 9 Stunden,
17 Minuten und 36,7 ± 0,1 Sekunden. Charon rotiert in
ebenfalls 6 Tagen, 9 Stunden, 17 Minuten und 36,7 ±
0,1 Sekunden um die eigene Achse!
Der Tanz von Pluto und Charon
Der Tanz von Pluto und Charon
Merkurs gebrochen gebundene
Rotation
Merkur dreht sich während zweier
Sonnenumläufe exakt dreimal um
seine Achse.
Merkurs gebrochen gebundene
Rotation
In Position 2 ist der Planet eine
halbe Umdrehung um seine Achse
rotiert.
Merkurs gebrochen gebundene
Rotation
In Position 3 ist der Planet eine
ganze Umdrehung um seine Achse
rotiert.
Merkurs gebrochen gebundene
Rotation
In Position 4 ist ein Merkurjahr
vorbei. Der Planet zeigt der Sonne
jetzt exakt die andere Seite.
Merkurs gebrochen gebundene
Rotation
In Position 5 zeigt Merkur der Sonne
jetzt exakt die andere Seite wie vor
einem Merkurjahr.
Während Merkurs höchsten Bahngeschwindigkeiten im Perihelbereich
ist die Winkelgeschwindigkeit seiner
Bahnbewegung größer als die seiner
Rotation, sodass die Sonne am
Merkurhimmel eine rückläufige
Schleifenbewegung vollführt.
Merkurs gebrochen gebundene
Rotation
Auch in Position 6 zeigt Merkur der
Sonne jetzt exakt die andere Seite
wie vor einem Merkurjahr.
Danach wird wieder Position 1
eingenommen – es beginnt von vorn.
Periheldrehung des Merkur
Die Ellipse der Merkurbahn dreht sich um
die Sonne. Merkur wandert je Umlauf um
rund 1,4“ seitwärts. Er bewegt sich also
nicht auf einer Ellipse, sondern hat eine
rosettenförmige Bahn.
Für eine komplette Periheldrehung von
360° (roter Kreis) benötigt Merkur rund
225.000 Erdenjahre bzw. rund 930.000
Merkurjahre.
Ursache sind gravitative Störungen durch
die anderen Planeten und relativistische
Effekte.
Oberfläche des Merkur
ähnlich der
Mondoberfläche von
Kratern übersät.
Hier eine in den 70er
Jahren von Mariner10
unvollständig gescannte
Oberfläche.
Oberfläche des Merkur
Hier ein Bild von
MESSENGER aus dem
Jahr 2008.
Die Krater sind sehr
gleichmäßig verteilt,
was auf eine zeitgleiche
Entstehung in der
Frühphase des
Sonnensystems
hinweist.
Aufbau des Planeten
Relativ großer Eisenkern, relativ
dünner Mantel + Gesteinskruste
 Relativ hohe Dichte
 Mehr Schwerkraft als bei einem
so kleinen
Objekt zu erwarten ist
Radius - Dichte - Kurve
Mögliche Ursachen
- Ein 2,5mal so großer Ur-Merkur wurde von einem großen
Körper gerammt und verlor dadurch den größten Teil seiner
leichteren Gesteinskruste. Zurück blieb der Kern mit einem Rest
der Gesteine.
- Der damals größere Ur-Merkur zog sich zusammen. Die dabei
entstehende Energie und die Sonneneinstrahlung heizten ihn auf
einige tausend Grad auf. Leichteres Material verdampfte, aber der
kleine Planet konnte diese Atmosphäre nicht halten. Sie entwich
in den Weltraum.
Da Merkur ein innerer Planet ist kann er nicht in Opposition gehen.
Opposition wäre wenn Sonne-Erde-Merkur (man beachte die Reihenfolge!!)
sich auf einer Linie befinden würden. Bei Merkur geht nur Merkur-SonneErde, man spricht dann von der oberen Konjunktion oder Sonne-Merkur-Erde
das wäre dann die untere Konjunktion.
Da Merkur ein innerer Planet ist kann er nicht in Opposition gehen.
Opposition wäre wenn Sonne-Erde-Merkur (man beachte die Reihenfolge!!)
sich auf einer Linie befinden würden. Bei Merkur geht nur Merkur-SonneErde, man spricht dann von der oberen Konjunktion oder Sonne-Merkur-Erde
das wäre dann die untere Konjunktion.
obere Konjunktion
untere Konjunktion
Prinzip der westlichen- und östlichen Elongation des Merkur.
Merkur kann sich, von der Erde aus gesehen, nicht weiter als
28° "rechts und links" von der Sonne entfernen.
größte östliche Elongation
größte westliche Elongation
W
O
28°
S
Klick
Prinzipieller Merkur Auf- und Untergang im Herbst.
Wenn überhaupt ist Merkur in dieser Zeit nur früh,
wenn er einen ausreichenden Abstand zur Sonne hat,
zu beobachten.
Merkur geht vor der Sonne auf und vor der Sonne unter.
W
O
S
Klick
Prinzipieller Merkur Auf- und Untergang im Frühjahr.
Wenn überhaupt ist Merkur in dieser Zeit nur abends,
wenn er einen ausreichenden Abstand zur Sonne hat,
zu beobachten.
Merkur geht nach der Sonne auf und nach der Sonne unter.
W
O
S
Klick
Merkur- und Erdbahn um die Sonne.
Schematische Darstellung, nicht Maßstäblich
Erde
Knotenpunkt ist die Stelle
wo sich die Bahn des
Merkur mit einer gedachten
Knotenpunkte Verbindungslinie Sonne-Erde
berührt. Wie im Bild zu
sehen ist gibt es einen
absteigenden- und einen
aufsteigenden Knoten.
Merkurbahn
Läuft Merkur durch einen Knotenpunkt,
können wir Merkur als kleinen schwarzen
Punkt vor der Sonnenscheibe sehen. Die
Astronomen sprechen von einem Merkurtransit.
Erdbahn
Klick
Der Merkur rotiert so, dass er bei zwei Sonnenumrundungen
sich genau 3mal um die eigene Achse dreht.
Er hat eine sog. „gebrochen gebundene Rotation“
Rechenexempel:
Merkur braucht für eine Umdrehung 58,6462 Tage. Er läuft in 87,969 Tagen einmal um
die Sonne. Also rechen wir: einen Sonnenumlauf mal 2 durch eine Rotation.
87,969 * 2
58,6462
= 2,99999898 …sind wir großzügig, es sind 3 Umdrehungen
Alles klar?

Link zum Merkur
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