vortrag von annabelle jesche und ireen brendler

MERKUR
VORTRAG VON ANNABELLE JESCHE UND IREEN BRENDLER
GLIEDERUNG
1. Namensherkunft
7. ungewöhnliche Dichte
2. Allgemeines
8. Drehung/Rotation
3. Oberflächenstruktur
9. Forschung/Raumfahrtsmissionen
4. Atmosphäre
10. Vorhandensein von Leben
5. Innerer Aufbau
11. Sichtbarkeit von der Erde
6. Temperaturen
12. Quellen
1. NAMENSHERKUNFT
• seit Zeiten der Sumerer: Bezeichnung Merkur ist bekannt (drittes Jahrtausend vor Christus)
•
Griechen hatten 2 verschiedene Bezeichnungen, da manchmal als Morgenstern(=Apollo) oder
Abendstern(=Hermes) zu sehen
als Abendstern = Hermes
(der Götterbote, weil er so
flott über den Himmel zieht)
als Morgenstern = Apollo
• später wandelten die Römer den Namen in Merkur um (Bezeichnung wie heutzutage)
 Name kommt vom Götterboten Mercurius (= römischer Gott der Händler, Reisenden und Diebe)
2. ALLGEMEINES
• kleinster Planet
• erdähnlicher Gesteinsplanet
• kleinster Abstand zur Sonne:
46 bis 70 Mio. km
• Durchmesser: 4878 km
• Umlaufzeit: rund 88 Tage
• Merkurtag = 59 Tage
• Masse: 3,30 x 10²³
• Geschwindigkeit: 172.332 km/h
• keine Monde
Merkur
3. OBERFLÄCHENSTRUKTUR
• mondähnliche Oberfläche
• aus rauem, porösem, dunklem Gestein
(reflektiert das Sonnenlicht nur schwach)
• sehr alt und stark verkratert
• kein plattentektonischer Aufbau
• gewaltige Steilhänge: bis 100 km lang und 3 km hoch
• bekanntestes Merkmal „Caloris-Becken“ ( Durchmesser ca. 1.300 km)
• heute noch langsam voranschreitende Erosion
• Besonderheiten: - unregelmäßig geformte Hügel, durschnitten von Tälern
- Steilstufen (= größte Höhenunterschiede)
Aussschnitt des
Caloris-Becken
=Mond
sehr heißer PunktMerkur
4. ATMOSPHÄRE
• geringe Schwerkraft -> nicht in der Lage spürbare
Atmosphäre zu halten
• direkt an der Oberfläche, Ort der größten Gasdichte:
Druck 2 · 10-13-fachen des irdischen
Atmosphärendrucks
 ungetrübter Blick auf Merkur von Erde aus
• Zusammensetzung:
- Wasserstoff, Helium (aus Sonnenwind
eingefangene Teilchen)
- Natrium, Kalium(durch Sonnenwind aus
Mineralien der Oberfläche herausgeschlagen)
- Sauerstoff
5. INNERER AUFBAU
• Dichte (5,43 g*cm^-3) lässt auf Aufbau
schließen
• Vermutung: Mantel aus Silikatgestein -> recht
schwerer Kern
 macht 70 % der Masse aus
 da bipolares Magnetfeld: größtenteils flüssig
• Eisenkern ist für das schwache Magnetfeld
(1 % dessen der Erde) verantwortlich
 kein Schutz vor kosmischer Strahlung und den
Teilchen des Sonnenwindes
• Magnetfeld entsteht über Dynamoeffekt
(wirkt durch Rotation des Planeten im
flüssigen Kern)
Kern aus Eisen
Mantel
dünne Kruste
6. TEMPERATUR
bis zu 427°C
bis zu -173°C
Extremer Temperaturunterschied !
7. UNGEWÖHNLICHE DICHTE
• mittlere Dichte: 5,43 g/cm³
• hohe Dichte des Merkurs, da erdähnlicher Gesteinsplanet
 lässt auf relativ großen Eisenkern schließen
• nur die Erde hat eine größere Dichte
•



Forschungsergebnisse:
Merkur bekam vor etwa 4,5 Milliarden Jahren bei Kollision mit einem großen Asteroiden seine heutige Gestalt
nur wenige der Trümmerstücke fielen auf den Planeten zurück  ungewöhnlich hohe Dichte
"Merkur besitzt eine ungewöhnliche Dichte, vermutlich enthält er also mehr Metalle als bei einem Planeten seiner
Größe zu erwarten wäre“ , Jonathan Horner/Universität Bern
 ein Teil der des Merkurschwerfeldes entkommenden Trümmerstücke hat vermutlich auch die Erde erreicht
 Schätzungen: Erde enthält etwa 16 Millionen Milliarden Tonnen Materie vom Merkur
Apsidenlinie
8. DREHUNGEN/ROTATION
Keplersche Gesetzte
1.
Bahnen der Planeten sind Ellipsen mit der Sonne in einem Brennpunkt
Aphel
Perihel
Apsiden
Periheldrehung
• Perihel der Umlaufbahn selbst kreist mit einer sehr geringen
Geschwindigkeit um die Sonne
 Drehung der Apsidenlinien: Umlaufbahn des Merkur keine Ellipsen
sondern Rosetten
• Feststellung im 19Jh.: Drehung des Perihels in 100 Jahren= 574
Bogensekunden
• Merkur benötigt 225.000 Jahre für eine komplette Periheldrehung
bzw. 930.000 Umläufe
Ursachen
• Gravitationeinfluss andere Planeten führt zur Störung des
Systems Merkur-Sonne (laut newtonscher Gravitationstheorie)
 Vorausage der Periheldrehung zu 531 Bogensekunden je
Jahrhundert
• Problem: Berechnung des Wertes mithilfe der newtonschen
Theorie.
 Wert ist zu klein (exakt 43 Bogensekunden)
 Vermutung weiter Planet „Vulkan“ innerhalb der Merkurbahn:
nicht gefunden
• Albert Einstein 1915: Erklärung der Periheldrehung mithilfe
seiner allgemeinen Relativitätstheorie
stärkere Raumkrümmung in der Nähe der Sonne
berechneter Wert stimmt mit gemessenen überein
Rotation
• Achse steht fast senkrecht auf der Bahnebene
• rechtsläufige Rotation
• Besonderheit: gebrochen gebundene Rotation
• ein Tag dauert 59 Erdentage
• ein Jahr dauert 88 Erdentage
 Merkur dreht sich während zweier Umläufe um die Sonne exakt dreimal um seine eigene Achse
 siderische Rotationsperiode beträgt zwar 58,646 Tage, aber aufgrund der 2:3-Kopplung an die schnelle
Umlaufbewegung mit demselben Drehsinn, entspricht der Merkurtag mit 175,938 Tagen auch genau dem
Zeitraum von zwei Sonnenumläufen.
 Sonnenaufgang lässt sich zweimal beobachten
9. FORSCHUNG/RAUMFAHRTSMISSIONEN
• Merkur gehört zu den am wenigsten erforschten Planeten
 schlechte Bedingungen für Raumsonden
 Bahn jeder Sonde muss so gelegt werden, dass die Sonde durch mehrere enge Vorbeiflüge an Venus und Merkur
kontrolliert soviel Bewegungsenergie verliert, dass die Sonde in eine Umlaufbahn gebracht werden kann
 wichtige Ziele: Ermittlung der Zusammensetzung Kruste, Vermessung von Oberflächenstrukturen, des Magnetund Schwerefelds
 Nutzung des Hubble-Teleskop nicht möglich: Sonnenstrahlung zu stark
Mission
Land
Zeit
Ziel
Mariner 10
USA
1974-1975 Merkur Passagen
erfolgreich: Bilder,
Messungen
MESSENGER
USA
2008-2009 Swingby am Merkur
erfolgreich: Messungen
MESSENGER
USA
2011
erfolgreich: kontinuierliche Messungen
Einschwenken in eine
polare Umlaufbahn
Bepi-Colombo ESA/JAXA 2014-2019 2 Sonden in
Umlaufbahn
Ergebnis
10. VORHANDENSEIN VON LEBEN
• Vorhanden sein von Leben nicht möglich
 besitzt fast keine Atmosphäre: der für uns schädliche Anteil
der Sonnenstahlen wird nicht gefiltert
 Nähe zu Sonne: viel zu heiß bzw. zu kalt
 Kein flüssiges Wasser vorhanden
 liegt nicht in der habitablen Zone
• trotz Temperaturen von über 400°C existiert an den kühleren Polen gefrorenes Wasser
 dort: eventuell mikrobielles Leben ist möglich oder war einmal möglich
Merkur
11. SICHTBARKEIT VON ERDE
• kann mit dem bloßen Auge beobachtet werden:
 wenn er auf seinen Bahnbogen in max. Winkelabstand (28°) von der Sonne ist
 wenn die Ekliptik zugleich in einem steilen Winkel zum Horizont steht
(während Abenddämmerung im Frühjahr oder Morgendämmerung im Herbst)
 wenn er weit nördlich in Ekiliptik ist
 wenn der Horizont klar ist
Merkur erscheint als scharfer, grellweißer Stern, weißer, aber weniger hell als Venus
• Winkelabstand zur Sonne ändert sich von Tag zu Tag um mehrere Grad: kurze Sichtbarkeitsperioden
 „Merkur wartet nicht“
sehr selten
Merkurtransit
• Merkur läuft alle 116 Tage zwischen Erde und Sonne hindurch
(untere Konjunktion des Merkurs mit der Sonne)
• aber nur alle paar Jahre so nahe an der Verbindungslinie Erde-Sonne, dass er als kleine schwarze
Scheibe vor der Sonne steht
• letzter Transit: 9. Mai 2016
 global gesehen Dauer von 13:10 Uhr bis 20:44 Uhr MESZ
 geozentrisch dauert das Ereignis einige Minuten weniger lang.
12. QUELLEN
Textquellen
• http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2006/wie-der-merkur-entstand/
• https://de.wikipedia.org/wiki/Merkur_(Planet)#Planet_ohne_Mond
• https://astrokramkiste.de/merkur
• http://www.astronomie.de/das-sonnensystem/planeten-und-monde/der-merkur/
• http://www.neunplaneten.de/nineplanets/mercury.html
• https://www.youtube.com/watch?v=sE5ftFHGKWg
• https://astrokramkiste.de/keplersche-gesetze
• http://www.spektrum.de/lexikon/physik/periheldrehung/11024
• http://www.mirko-hans.de/astro/dateien/11_LB01/Periheldrehung_des_Merkur.pdf
• http://www.science-at-home.de/astronomie/zahlen+fakten/astro_z_f_det_00130601000053.php
Bildquellen
• http://www.allgemeinbildung.ch/fach=phy/Planeten_03k.htm
• http://astro.goblack.de/Theorie/Planeten/t_Merkur.htm
• http://lexikon.astronomie.info/TNT/TNT.html
• https://astrokramkiste.de/merkur-atmosphaere
• https://astrokramkiste.de/merkur
• https://astrokramkiste.de/merkur
• https://de.wikipedia.org/wiki/Apsidendrehung
• https://de.wikipedia.org/wiki/Allgemeine_Relativit%C3%A4tstheorie
• http://www.hs.uni-hamburg.de/DE/GNT/fhs/fhs-v16.php
• http://sternwarte-hannover.de/wp-content/uploads/2012/02/Bildschirmfoto-2012-02-20-um-11.31.26.png
• https://astrokramkiste.de/merkur-beobachten
• https://eclipse.astronomie.info/2016-05-09/
Danke für eure
Aufmerksamkeit