das sonnensystem

DAS SONNENSYSTEM
1.
2.
3.
Das Sonnensystem
Die Entstehung des Sonnensystems
Die Planeten
Übersicht
Die scheinbaren Bewegungen
Merkur
Venus
Erde
Mars
Jupiter
Saturn
Uranus
Neptun
Pluto
4.
Kleinkörper des Sonnensystems
Planetoiden
Kometen
Meteore
Interplanetare Materie
1. Das Sonnensystem
Das Sonnensystem besteht aus einer größeren Zahl von Himmelskörpern, die durch die Gravitation an
unsere Sonne als Zentralgestirn gebunden sind. Die Hauptkörper dieses Systems sind neben der Sonne die
neun Planeten, die ihrerseits wieder, außer Merkur und Venus, von kleineren Himmelskörpern, ihren
Monden umkreist werden. Ferner bewegt sich in der Hauptsache zwischen Mars- und Jupiterbahn eine
größere Zahl sogenannter Planetoiden (Asteroiden). Eine weitere Gruppe von Körpern des Sonnensystems
bilden die Kometen, die Meteore und die aus Staubteilchen, Ionen und freien Elektronen bestehende
interplanetare Materie.
Begriffe: - Planeten: kugelförmige Himmelskörper, die sich um die Sonne bewegen, und deren Licht reflektieren
- Sterne : selbstleuchtende Gaskugeln großer Masse und hoher Temperatur
- Monde : meist kugelförmige Himmelskörper, die einen Planeten umlaufen u. das Licht der Sonne reflektieren
Die wahre Bewegung der Planeten
Was bewegt sich?
Um 1500 - COPERNICUS:
Die Erde und die anderen neun Planeten bewegen sich um die Sonne
(heliozentrisches Weltbild)
Wie bewegen sich die Planeten?
Um 1600 - KEPLER:
Drei Planatengesetze
Warum bewegen sich die Planeten?
Um 1700 - ISAAC NEWTON:
Gravitationsgesetz
Größenverhältnisse und Massenverhältinsse
rErde
rErde
mErde
mErde
:
:
:
:
rJupi
rSonne
mJupi
mSonne
=
=
=
=
1
1
1
1
:
10
:
100
:
318
: 330.000
Die Sonnenmasse ist etwa 700 mal so groß, wie alle Planetenmassen zusammen. Sie macht 99,857 % der Masse des
gesamten Planetensystems aus.
2. Die Entstehung des Sonnensystems
I solarer Urnebel: vor ca. 4,5 Mrd. Jahren
unser Planetensystem entwickelte sich wahrscheinlich gleichzeitig mit der Entstehung der Sonne
Abb.1: interstellare Staub- und Gasmassen verdichten sich, Kontraktion setzt ein
II
in einer rotierenden Gas- und Staubwolke bildete sich im Zentrum ein Stern (Sonne) und in der Scheibe weitere
Materieklümpchen (Embryoplaneten von 1-1000 km Durchmesser)
Abb.2: Kernfusion setzt im Zentrum ein, Rotation setzt ein
III die Kerntemperatur der Sonne ist auf 10 Mio.°C gestiegen, die massereichen werdenden Planeten ziehen fast alle sie
umgebende Materie an
Abb.3: fortschreitende Materieverdichtung
IV heute: 4,6 Mrd. Jahre nach der Entstehung
Kerntemperatur 15 Mio.°C, Oberflächentemperatur: 5800°C / 9 Planeten, zurück geblieben sind Trümmer von
Planetoiden, Meteoriten und Kometen
Abb.4: heutiges Sonnensystem
Zusammenstöße, Meteoriteneinschläge etc. Formten die Planeten. Zum Teil entstanden hohe Temperaturen, die die
chemische und physikalische Beschaffenheit stark veränderten.
3. Die Planeten
! Planeten sind kugelähnliche Himmelskörper. Sie umlaufen die Sonne in kreisähnlichen Bahnen (Ellipsen) in fast
einer Ebene (Ekliptik) und reflektieren deren Licht. Die Sonne ist das Gravitationszentrum. Man unterscheidet die
inneren und äußeren Planeten auf Grund ihrer Distanz zur Sonne.
Übersicht :
Abb.5: Das Sonnensystem
Name des
Planeten
Merkur
Venus
Umlaufzeit um
die Sonne (in
Erdjahren)
mittl.
Umlaufgeschwindigkeit (in km/s)
0,241
47,8
Saturn
Uranus
Neptun
Pluto
Umdrehungszeit
um die eigene
Achse (in
Erdzeit)
1
Sonne (in AE )
mittl. Temperatur an der
Oberfläche
mittl. Dichte
3
(in g/cm )
Äquatordurchmesser (rel. Zum
2
Erddurchmesser)
Masse (rel
3
zur Erde)
Fluchtgeschwindigkei
t (in km/s)
Anzahl der
Monde
Anzahl
der Ringe
Zeitpunkt der
Entdeckung
0°?
0,39
+350°C (Tag) 170°C (Nacht)
5,44
0,38
0,05
4,25
0
0
Diese
Planeten
178°
0,72
+475°
C
5,24
0,95
0,815
10,36
0
0
sind
23°27
’
24°
1
+22°C
5,52
1
1
11,18
1
0
mit dem
1,52
-23°C
3,93
0,53
0,107
5,02
2
0
bloßem
1,33
11,19
317,9
59,64
16
1
Auge zu
35,0
3,39°
1
29,8
0°
23h
56min4,1s
1,881
24,1
1,85°
24h37min
22,6s
251,9
mittl. Entfernung von der
58d15h
36min
0,615
11,86
9
29,62
8
84,66
5
165,5
Winkel zwischen
Äquatorebene
und Umlaufebene
7,00°
243d
3h50min
Erde
Mars
Jupiter
Bahnneigung
zur Umlaufebene der Erde
13,0
1,31°
9h55min
30s
3°4’
5,20
-123°C (oberer
Wolkenrand)
9,6
2,49°
10h40min
24s
9,54
-18°C (oberer
Wolkenrand)
0,69
9,48
95,2
35,41
21
ausgedehntes
Ringsystem
erkennen
6,8
0,77°
15h
26min
26°44
’
98°
19,20
-218°C (oberer
Wolkenrand)
1,27
4,06
14,5
21,41
17
10
1781
5,4
1,77°
16h3min
29°
30,06
-228°C (oberer
Wolkenrand)
1,66
3,81
17,2
23,52
8
3
1846
17,2°
6d9h22min
50°?
39,6
-230°C?
1,1
0,23
0,003
1,0
1
0
1930
4,7
1
1 A.E. (1 Astronomische Einheit) = 149.600.000 km
2
Erddurchmesser: 12.756 km
3
Erdmasse: 5,97x1024 kg
Die scheinbaren Bewegungen :
innere Planeten
obere Konjunktion
Merkur-/Venusbahn
Erdbahn
größte
östl. Elongation
α: Elongation
größte
westl.
Elongation
Erde
untere
Konjunktion
Abb.6: Scheinbare Bewegungen der inneren Planeten
- der Planet scheint um die Sonne zu pendeln
- Sichtbarkeit: . als Morgen- oder Abendstern sichtbar
.
niemals um Mitternacht
.
zeigen Phasengestalten
Abb.7: Phasengestalten der Venus
Symbol
äußere Planeten
Blickrichtung
zum Jupiter
Jupiter
1
Monat
Erde
Sonne
Abb.8: Scheinbare Bewegungen der äußeren Planeten
- Überholt der innere (schnellere) Planet Erde den äußeren (langsameren) Planeten, so scheint sich dieser zeitweilig
entgegengesetzt zu bewegen, er ist „rückläufig“. Anschließend bewegt er sich wieder in der ursprünglichen Richtung
wie die Sonne, nämlich von West nach Ost, er ist wieder „rechtläufig“. Durch diesen Bewegungswechsel bildet die
Bahn des Planeten eine Schleife.
rechtläufig
rückläufig
Abb.9: Schleifenbewegung eines äußeren Planeten
- Sichtbarkeit: Äußere Planeten können auch auf der sonnenabgewandten Seite (Nachtseite) der Erde stehen und wären
dann die ganze Nacht sichtbar.
Merkur :
Abb. 10: Merkur
Wegen seiner großen Sonnennähe ist Merkur nur in der Abend- oder Morgendämmerung beobachtbar. Sein Abstand
von der Erde schwankt zwischen 80 und 220 Millionen Kilometern. Seine größte scheinbare visuelle Helligkeit beträgt 0m,2, die Rotationsperiode beträgt 58,65 Tage und seine siderische Umlaufzeit beträgt 87,97 Tage. Da der Planet keine
nennenswerte Atmosphäre besitzt, herrschen große Temperaturgegensätze zwischen Tag- (585°K) und Nachtseite
(150°K). Die Oberfläche besitzt erdmondähnliche Formationen.
- gehört zu den inneren (erdähnlichen) Planeten
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 57,9x106 km
kleinster Abstand: 46 x106 km
größter Abstand : 70 x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 7,00°
- Äquatordurchmesser: 4878 km
- mittlerer Dichte: 5,43 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 278 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 2°
- Albedo: 0,096
- Merkur besitzt keinen Mond
Venus
Abb.11: Venus
Venus gehört zu den inneren (erdähnlichen) Planeten. Bezüglich Masse, Dichte und Radius ist die Venus der Erde
sehr ähnlich. In den anderen physikalischen Parametern treten jedoch kaum Gemeinsamkeiten auf. Eine Besonderheit
gegenüber allen anderen Planeten ist die langsame Venusrotation von 243 Erdtagen, die entgegengesetzt (retrograd) zur
Bahnbewegung um die Sonne gerichtet ist. Die Länge eines Sonnentages auf der Venus entspricht 117 Erdtagen. Die
Atmosphäre der Venus ist völlig anders aufgebaut, als die der Erde. Sie besteht in 24 km Höhe (Druck 17,7 bar) aus
96,4% CO2; 3,4% N2; 0,135% H2O-Dampf; alle anderen Bestandteile liegen im ppm-Bereich (1 auf 1 Million): 200 ppm
SO2; 70 ppm O2; 200 ppm He; 20 ppm Ar; 5 ppm Ne. Die Venus wird von einer Wolkenhülle umgeben, deren oberste
und mit max. 14 km Dicke stärkste Schicht sich zwischen 56 und 79 km Höhe erstreckt. Die durchschnittliche
Temperatur dieser Schicht betrtägt etwa -20°C; in ihr wurde ein großer Anteil von Schwefelsäurepartikeln
nachgewiesen. Das Kohlendioxid, der atmosphärische Wasserdampf sowie die nachgewiesenen festen und flüssigen
Schwefelpartikel bewirken die Aufheizung der Venusoberfläche (Treibhauseffekt), so daß Temperaturen bis zu 450°C
erreicht werden. Der Druck am Boden beträgt um 90 bar (=9x106 Pa). Die Oberfläche der Venus macht nach
Radarmessungen von Bord amerikanischer Venussonden aus einen weitestgehend flachen bis hügelligen Eindruck. Auf
der Nordhalbkugel wurde jedoch ein Hochplateau von 3200km Länge und 1600km Breite entdeckt, das fast 5km höher
als die Umgebung ist und an dessen Rändern sich drei große Berggruppen mit bis zu 12.000m über das Grundniveau der
Venus erheben. Ferner wurde ein 250km breites und mindestens 1500km langes Kluftsystem aufgefunden, in dem sich
eine etwa 6,5 km tiefe und etwa 400 km lange Spalte befindet.
- Abstand von Sonne:
mittlerer Abstand: 108,2x106 km
kleinster Abstand: 107,5x106 km
größter Abstand : 108,9x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 3,39°
- Äquatordurchmesser: 12.104 km
- mittlere Dichte: 5,24 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 860 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 3°
- Albedo: 0,6
- Venus besitzt keine Monde
Erde
Abb.12: Die Erde - der blaue Planet
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 149,6x106 km
kleinster Abstand: 147 x106 km
größter Abstand : 152 x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 0°
- Äquatordurchmesser: 12.756 km
- mittlerer Dichte: 5,515 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 978 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 23°27’
- Albedo: 0,37
- die Erde besitzt 1 Mond
Mars
Abb. 13: Mars
Der Mars gehört zu den inneren (erdähnlichen) Planeten. Außer der Erde ist der Mars der einzige Planet, bei dem es
möglich ist, durch seine Atmosphäre auf die feste Oberfläche zu blicken. Seine Entfernung zur Erde schwankt je nach
Stellung der beiden Planeten auf ihren Bahnen zwischen rund 400 Mio km und 56 Mio km. Der Marstag ist nur wenig
länger als ein Erdentag (24h37min). Die Neigung der Äquatorebene (23°59’) führt wie bei der Erde zu einem Wechsel
des Einfallswinkels der Sonnenstrahlen und damit zu Jahreszeiten. Messungen der amerikanischen Raumflugkörper
ergaben, daß die Marsatmosphäre bis in 230 km Höhe reicht (Temperatur 200°K = -73°C). Die Marsatmosphäre besteht
in Bodennähe aus Kohlendioxid (95%), Stickstoff (weniger als 0,4%), Wasserdampf (zwischen 0,01 und 0,1%, stark
variabel), Kohlenmonoxid (weniger als 0,16%) und Spuren der Edelgase Krypton und Xenon. Der Atmosphärendruck an
der Oberfläche des Planeten beträgt rund 8mbar. Temperaturmessungen amerikanischer Raumsonden ergaben
durchschnittliche Tagestemperaturen zwischen +13°C und -53°C und Nachttemperaturen zwischen -53°C und -100°C.
Die tiefste gemessene Temperatur betrug 134°K (-139°C), unmittelbar am Südpol, der zum Zeitpunkt der Messung in der
lokalen Winterperiode war. Die gefundene tiefste Temperatur bedeutet, daß in der Winterperiode über dem Polgebiet
atmosphärisches Kohlendioxid ausfriert und als Eis deponiert wird. Die Sommertemperatur ergab gleichzeitig 205°K (68°C); demnach dürfte die permanente Polkappe im Sommer aus normalem Wassereis bestehen. Als charakteristische
Oberflächenformen kommen neben Vulkanen und durch Meteoriteneinschlag entstandene Krater auch Sanddünenfelder,
Risse, Spalten u.a. Bruchsysteme sowie 1000km lange und bis zu 250km breite flußähnliche Vertiefungen vor.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 227,9x106 km
kleinster Abstand: 206,7x106 km
größter Abstand : 249,2x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 1,85°
- Äquatordurchmesser: 6794 km
- mittlere Dichte: 3,93 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 372 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: 23°59’
- Albedo 0,154
- Mars besitzt 2 Monde (Phobos und Deimos)
Jupiter
Abb. 14: Jupiter
Der Planet Jupiter ist der größte und massereichste Planet des Sonnensystems; er gehört zu den hellsten Objekten des
Himmels. Je nach der Stellung von Jupiter und Erde ändert sich der Abstand des Planeten von der Erde zwischen588
Mio und 967 Mio km. Schon bei Betrachtung des Jupiters mit kleinen Fernrohren fällt seine starke Abplattung auf, die er
infolge seiner schnellen Rotation besitzt. Jupiter rotiert in weniger als 10 h um seine Achse, die fast senkrecht auf seiner
Bahnebene steht. Ferner kann man auf der Oberfläche parallel zum Planetenäquator mehrere dunkle und helle
wolkenartige Streifen und den seit 1878 ständig beobachteten „Großen Roten Fleck“ sehen. Jupiter übertrifft die Erde im
Durchmesser um das Elffache und besitzt eine Masse von 318 Erdmassen. In der Atmosphäre konnten bisher
Wasserstoff, Deuterium, Helium, Methan und Ammoniak nachgewiesen werden. Die Temperatur an der
Wolkenobergrenze liegt bei -145°C (128°K). Außer einem Ring, der maximal 30 km „dick“ und 8000 km breit ist und
sich in einer Entfernung von etwa 128.300 km vom Planeten erstreckt, besitzt Jupiter 16 Monde, deren vier größte (von
Galilei entdeckt) bereits in einem guten Feldstecher zu sehen sind.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 779x106 km
kleinster Abstand: 740x106 km
größter Abstand : 815x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 1,31°
- Äquatordurchmesser: 142.984 km
- mittlerer Dichte: 1,33 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 2288 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 3°04’
- Albedo: 0,52
- größte scheinbare Helligkeit: -2m,5
- Jupiter besitzt 16 Monde
Saturn
Saturn ist der griechischen
Sage
nach
ein
alter
Bauerngott. Er ist der
zweitgrößte Planet in unserem
Sonnensystem und gehört zu
den Jupiterähnlichen. Er
unterscheidet sich in seiner
Größe nur wenig von Jupiter.
Auch seine Atmosphäre ist
der des Jupiter ähnlich und
besteht v.a. aus Wasserstoff
und
Helium
mit
Beimischungen
von
Ammoniak und Methan;
ferner
beobachtet
man
streifige Wolkenstruktur. Ein
vollständiger Umlauf um die
Sonne dauert bei einem
Abstand von 9,54 A.E. 29,46
Jahre. Durch seine schnelle
Rotationsgeschwindigkeit (1
Umdrehung um die eigene
Achse dauert 10h40min24s)
kommt es zu einer starken
Abplattung des Globusses. In seiner
toben Stürme zehnmal so schnell wie bei uns auf der Erde. Die
Abb. 15:Atmosphäre
Saturn
Auffälligkeit des Saturns ist sein ausgeprägtes Ringsystem. Die Auswertung der von den amerikanischen Raumsonden
„Voyager 1“ und „Voyager 2“ beim Vorbeiflug am Saturn (November 1980 bzw. August 1981) gelieferten Daten ergab,
daß Saturn ein kompliziertes, aus mehreren Einzelringen bestehendes Ringsystem besitzt. Die Einzelringe wiederum
bestehen aus Eisbrocken und eisbedeckten Gesteinsbrocken. Desweiteren besitzt Saturn mindestens 21 Monde, deren
größter, Titan, eine Atmosphäre besitzt, die v.a. aus Wasserstoff und Methan besteht. Die durchschnittliche Temperatur
auf der Titanoberfläche liegt bei etwa -160°C (113°K).
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 1432x106 km
kleinster Abstand: 1343x106 km
größter Abstand : 1509x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 2,49°
- Äquatordurchmesser: 120.536 km
- mittlerer Dichte: 0,70 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 905 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 26°44’
- Albedo: 0,76
- größte scheinbare Helligkeit: +0m,7
- Saturn besitzt 21 Monde und ein ausgedehntes Ringsystem
Außendurchmesser Außenring: 278.600 km
Innendurchmesser Kreppring: 144.000 km
20 km breit (Ringe)
Cassinische Teilung
(5000 km breit)
Das Ringsystem ist um 26°44’ zur
Umlaufebene geneigt und ist zu
bestimmten Zieten nicht sichtbar.
Kreppring (Florring)
Innenring
Außenring
Abb.16: Ringsystem des Saturns
- mittlere Dichte des Saturns: 0,69 g/cm3 (kleiner als Dichte von H2O)
- Oberflächentemperatur: -150°C
Atmosphäre (H2, He, NH3, CH4)
Vielzahl von Wolkenbändern bzw. zonen
r
/2
H2 - flüssig
H2 - metallisch
Abb. 17: Aufbau des Saturns
Saturn besitzt 21 Monde (u.a. Tethys, Dione, Rhea, Titan, Japetus)
Titan: ! Saturns größter Trabant
(einzigster Mond mit dichter Atmosphäre)
- Titanen ! griechisches Göttergeschlecht, das von Uranus und Gäa abstammt
- Durchmesser: 5150 km
- gleicht den inneren, erdähnlichen Planeten
- Gesteinskern / Atmosphäre (1,5x Erdatmosphärendruck; besteht aus N2; ! kein Treibhauseffekt)
- Oberfläche: Orangefarbene Wolken, welche an den Rändern blaue Dunstschleier aufweisen
Abb. 18: Die Monde des Saturns
Uranus
Abb. 19: Uranus
Dieser von F. W. Herschel am 13. März 1781 entdeckte Planet unterscheidet sich durch die Lage der Rotationsachse,
die fast genau in seiner Bahnebene liegt, von allen anderen Planeten. Aus den beim Vorbeiflug der Raumsonde „Voyager
2 im Januar 1986 gewonnenen Daten geht hervor, daß Uranus eine Atmosphäre (Temperatur um -200°C) aus über 80%
Wasserstoff und 10 bis 15% Helium besitzt; wolkenartige Gebilde konnten ein Methaneisnebel identifiziert werden.
Uranus besitzt ein aus 11 dünnen Ringen bestehendes Ringsystem sowie 5 größere, 10 kleinere und 2 1997 entdeckte
Monde.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 2884x106 km
kleinster Abstand: 2735x106 km
größter Abstand : 3005x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 0,77°
- Äquatordurchmesser: 51.120 km
- mittlerer Dichte: 1,27 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 777 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 98°
- Albedo: 0,51
- größte scheinbare Helligkeit: +5m,5
- Uranus besitzt 17 Monde
Neptun
Abb. 20: Neptun
Entdeckt wurde Neptun 1846, nachdem seine Existenz auf Grund der Störungen, die er auf die Bahn von Uranus
ausübt, vorhergesagt worden war. Durch Vorbeiflug der Raumsonde „Voyager 2“ im August 1989 konnten bessere Daten
über Neptun gewonnen werden. Neptun besitzt eine hauptsächlich aus Methan bestehende Atmosphäre. Die
Oberflächentemperatur beträgt 37°K (= -236°C). Neptun besitzt ein Ringsystem aus zwei schmalen (10 bis 15 km) und
sehr viel breiteren Ringen. Acht Monde umkreisen den Planeten.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 4509x106 km
kleinster Abstand: 4456x106 km
größter Abstand : 4537x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 1,77°
- Äquatordurchmesser: 49.526 km
- mittlerer Dichte: 1,71 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 1100 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 29°
- Albedo: 0,35
- größte scheinbare Helligkeit: +7m,8
- Neptun besitzt 8 Monde
Pluto
Abb. 21: Pluto
Der erst 1930 entdeckte Planet besitzt die größte mittlere Entfernung aller Planeten von der Sonne. Zwischen 1970
und 2008 allerdings ist Neptun sonnenfernster Planet, innerhalb dessen fast kreisförmiger Bahn die stark elliptische Bahn
von Pluto in diesem Zeitraum verläuft. Pluto besitzt einen Mond mit dem Namen „Charon“, welcher 1978 entdeckt
wurde und eine Umlaufzeit von 6,4 Tagen aufweist.
- Abstand von der Sonne:
mittlerer Abstand: 5966x106 km
kleinster Abstand: 4425x106 km
größter Abstand : 7375x106 km
- Bahnneigung gegen die Ekliptik: 17,2°
- Äquatordurchmesser: 2.300 km
- mittlerer Dichte: 2,03 g/cm3
- Fallbeschleunigung: 0,4 cm/s2
- Äquatorneigung gegen die Bahnebene: rund 122°
- Albedo: 0,4
- größte scheinbare Helligkeit: +14m,9
- Pluto besitzt 1 Mond (Charon)
4. Kleinkörper des Sonnensystems
Planetoiden :
! auch Asteroid oder kleiner Planet genannt. Im Vergleich zu den großen Planeten handelt es sich um kleine Körper
unseres Planetensystems von zumindest unregelmäßiger Gestalt. Planetoiden bestehen aus Materie, die sich zur Zeit der
Planetenbildung nicht verbinden konnte. Zwischen der Mars- und Jupiterbahn kreisen über 50.000 (!) dieser
Kleinstplaneten um die Sonne. Ein Zusammenstoß mit anderen Planeten ist nicht ausgeschlossen. Am 18. Januar 1991
bewegte sich ein Planetoid an der Erde vorbei. Der Abstand betrug nur 170.000 km ! Das Objekt hatte einem
Durchmesser von etwa 9 m.
Große Planetoiden: 1 CERES, 3 JUNO, 7 IRIS, 11 PARTHENOPE
Abb.22: Die Planetoidenbahn
Kometen :
! Kometen sind Kleinstkörper des Sonnensystems. Sie bestehen im wesentlichen aus ihrem eisigen Kern, welcher
oft als "schmutziger Schneeball" bezeichnet wird, da er zum Hauptteil aus Gesteinstrümmern, gefrorenem Wasser,
Ammoniak, Methan und Staub besteht. Sie bewegen sich auf langgestreckten, ellipsenförmigen Bahnen um die Sonne.
Kometen werden oft plötzlich und unerwartet entdeckt, wenn sie sich in Sonnennähe (2 A.E.) befinden, denn dann
beginnt der eisige Kern zu schmelzen und Gase auszustoßen. Diese werden vom sog. Sonnenwind (ein Strom von
geladenen Partikeln von der Sonne) mitgerissen und zum Leuchten angeregt (Plasmaschweif) bzw. reflektieren das
Sonnenlicht (Staubschweif). Diese markante Erscheinung beobachten wir als stets von der Sonne weggerichteten
Schweif.
Abb. 23: exzentrische Kometenbahn
periodischer Komet
nicht - periodischer Komet
- mit gewisser Regelmäßigkeit zu
beobachten
- 1 Sonnenumrundung zwischen
3,3 und mehr als 150 Jahren
- Wiederkehr kann nicht berechnet
werden ( Umlaufzeiten zu groß)
- parabolische Bahnen
letzte helle Kometen: 1976 ( WEST )
1996 ( HYAKUTAKE )
1997 ( HALE-BOPP )
bekanntester Komet: Komet 1P/HALLEY
300.000 Jahre Umlaufzeit
30.000 Jahre Umlaufzeit ?
2.700 Jahre Umlaufzeit
76 Jahre Umlaufzeit
Abb. 24: Kometenschweif
Kern + Koma = Kopf
Kopf: - besteht aus Ansammlungen aus meteorit. Material ( Gestein, Eisbrocken, gefrorene Gase -> H2O, NH3, CH4,
CO2 u.a. )
- wird von nebliger Gashülle ( Koma ) umgeben
- Verdampfung der Materie durch Sonneneinstrahlung; Herausstoßen in den Raum durch Strahlungsdruck der
Sonne -> Ausbildung eines Schweifs
Der Halley`sche Komet (1 P/Halley)
Abb. 25: Der Komet Halley
Der Komet Hyakutake ( C/1996 B2 )
Abb. 26: Komet C/1996 B2 Hyakutake
Der
Komet
"Hyakutake" (Bezeichnung C/1996 B2),
welcher am 29.Januar
1996
von
dem
japanischen
Amateurastronomen
Yuji Hyakutake entdeckt wurde, bewegte
sich auf seiner stark
exzentrischen Bahn um die Sonne im
Frühjahr des Jahres
1996 in einem astronomisch rel. geringen
Abstand von nur 15
Mio. km an der Erde vorbei (geringster
Abstand am 26. März Abb.27: Komet C/1996 B2 Hyakutake
1996). Diese Strecke entspricht nur etwa
einem Zehntel (!) der Distanz Erde-Sonne ! Die Beobachtungsbedingungen waren auf der Nordhalbkugel besonders
günstig. Hyakutake versprach also ein besonders heller Komet zu werden, und er enttäuschte die Astronomen nicht.
Hyakutake präsentierte sich uns mit einem überaus langen bläulichen Plasmaschweif. Als er sich später der Sonne
näherte, zeigte er auch einen Staubschweif. Außerdem überraschte er die Astronomen mit einer gewaltigen
Wasserstoffaura um seinen Kern.
Der Komet Hale-Bopp (C/1995 O1)
Abb. 28: Komet C/1995 O1 Hale-Bopp
Der Komet "Hale-Bopp" (Bezeichnung C/1995 O1) bewegte sich auf seiner stark exzentrischen Bahn um die Sonne
im Frühjahr des Jahres 1997 in einem Abstand von ca.200 Mio. km an der Erde vorbei. Die Beobachtungsbedingungen
waren auf der Nordhalbkugel zur Zeit des Periheldurchgangs besonders günstig.
Entdeckt wurde der "Jahrhundertkomet" am 22. Juli 1995 fast zeitgleich von Alan Hale in Cloudcraft, New Mexico
und Thomas Bopp in Stanfield, Arizona als sie den Sternhaufen M 70 im Sternbild des Schützen betrachteten. Schon zu
dieser Zeit war Hale-Bopp ein Rekordkomet. Noch nie wurde ein Komet in so großer Sonnenentfernung entdeckt. HaleBopp befand sich zu diesem Zeitpunkt noch außerhalb der Jupiterbahn! Über die wahrscheinliche Helligkeit des
Kometen zur Perihelstellung wurde jedoch nur vorsichtig spekuliert, denn ein Komet ist in solchen Dingen
unberechenbar. Gespannt verfolgte man die Helligkeitsentwicklung des Kometen. Zur Jahreswende 1996/97 stand man
der Auffassung, Hale-Bopp würde ein besonders heller Komet werden, noch sehr skeptisch gegenüber, da er zu diesem
Zeitpunkt die vorherberechnete Helligkeit nicht erreichte. Doch schon Ende Januar entwickelte sich der Komet prächtig,
so daß er schon bald eindeutig mit dem bloßem Auge als Komet am Morgenhimmel zu identifizieren war. Der Komet
Hale-Bopp war wesentlich weiter von der Erde entfernt als sein Vorgänger Hyakutake, erreichte aber eine noch größere
Helligkeit. Dies lag daran, daß Hale-Bopp einen besonders großen Kern hatte und ungewöhnlich viele Tonnen Gas und
Staub freisetzte, die eine spektakuläre Schweiferscheinung entwickelten und ihn so zu einem besonders auffälligen
Objekt am Himmel machten. Er zog seine Bahn durch die Sternbilder der Milchstraße und war somit ein reizvolles
fotografisches Objekt.
Hale-Bopp durchlief am 1. April sein Perihel, wenige Tage nachdem er seinen geringsten Abstand zur Erde erreichte.
An diesem Tag war die Freisetzung von Staubteilchen und ionisiertem Gas besonders hoch und der Komet erreichte eine
Schweiflänge von 20 Grad und eine absolute Helligkeit (im Abstand von 1AE von Sonne und Erde) von -1.3mag. Das
bedeutet, Hale-Bopp war am Abendhimmel neben der Sonne und dem Mond das hellste kosmische Objekt. Außerdem
war Hale-Bopp somit der dritthellste Komet, der je beobachtet wurde. Er dominierte am nächtlichen Himmel mit einem
prächtigen Staubschweif und einem langen bläulichen Plasmaschweif. Eine verblüffende Neuentdeckung für die
Forscher war der Natriumschweif. Einen solchen hatte man vorher noch nie beobachtet. Im Teleskop erkannte man um
den Kern herum mehrere spiralförmige Schalen. Diese "Jets" entstanden durch den Austritt vom Staub und Gas aus dem
rotierenden Kometenkern.
Meteore :
! ,,Sternschnuppen´´ ( Größe des verglühenden Gesteins: stecknadelkopfgroß )
Die hervorgerufenen Lichterscheinungen beim Atmosphäreneintritt werden als Meteore bezeichnet. Die meisten Meteore
gehören bestimmten Strömen an. Diese Ströme stehen im Zusammenhang mit Wolken größerer und kleinerer Partikel,
die bei langsamer Auflösung von Kometen entstehen.
- man unterscheidet je nach Stärke der Lichterscheinung :
1 teleskopische Meteore
.
mit bloßem Auge nicht sichtbar
.
werden durch Meteoroide mit Massen von bis zu 0.0001 g hervorgerufen
2 Sternschnuppen
.
werden von Meteoroiden mit Massen von bis zu 10 g verursacht
.
verdampfen bis auf winzige Restkörper
3 Bolide / Feuerkugeln
.
Helligkeit größer als die mittlere Helligkeit des Planeten Venus
.
gelangen als Meteorite bis zum Erdboden
.
Massen bis zu 4 kg ( sehr selten )
.
erzeugt bei Aufschlag neben Lichterscheinung auch donnerartiges Geräusch
.
hinterläßt Krater, starke Verwüstungen ( verheerende Feuerkugel )
.
Steinmeteorite 92%, Eisenmeteorite 6%, Stein-Eisen-Meteorite 2%
.
Alter: Steinmeteorite 1-4 Mrd. Jahre / Eisenmeteorite 6 Mrd. Jahre
Interplanetare Materie :
! zwischen Sonne und Planeten vorhandene Materie
- enthält Staub, mikrometeorid. Kleinkörper sowie Plasma ( best. aus Wasserstoffatomen, und -ionen, Elektronen )
- mittlere Dichte: zw. 10-19 und 10-22 g/cm3
- geht von der Sonne aus ( Sonnenwind )
Astronomie-Themensammlung
© Christoph Rollwagen 1998
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