Das Weltall
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Die Suche nach intelligentem außerirdischem Leben wird mit der Abkürzung SETI bezeichnet. Das SETI basiert auf der Annahme, dass Außerirdische beiläufig oder gezielt Radiosignale aussenden könnten, welche von anderen intelligenten Lebewesen entdeckt werden sollen. Im Jahre 1919 wurden bereits die ersten Versuche von Guglielmo Marconi unternommen, außerirdische Radiosignale zu empfangen, welche jedoch nicht bestätigt werden konnten . Seit dem Jahr 1960 wird die SETI weiter verfolgt, bisher allerdings ohne Erfolg. Das bisher spektakulärste empfangene Signal ist das sogenannte WowSignal, allerdings ist nicht sicher, ob es wirklich außerirdischen Ursprungs ist. Als 1972 die beiden interstellaren Raumsonden Pioneer10 und Pioneer11 ausgesandt wurden, brachte man an den Sonden goldene Tafeln, die sogenannten Pioneer-Plaketten an, in der Hoffnung, dass falls die Sonden eines Tages von etwaigen intelligenten außerirdischen Lebensformen gefunden würden, diese 36 dadurch von der Menschheit erfahren würden. 1974 wurde von der Erde aus einmalig eine Botschaft von der Erde an mögliche Außerirdische in Form eines RadiowellenSignals ausgestrahlt. Die NASA hat 1977 die Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 zu den äußeren Planeten gestartet. Sie haben mittlerweile das Sonnensystem verlassen und tragen je eine goldene Datenplatte mit Bildund AudioInformationen über die Erde und die Menschheit mit sich, die für außerirdische Zivilisationen vermutlich lesbar wären. Im Jahr 2003 wurde die europäische Weltraummission Beagle2 gestartet, welche einen Roboter zum Mars schicken sollte, um dort im Boden nach Spuren von Leben zu suchen. Dies schlug jedoch fehl, da die Landeeinheit beim Anflug zerstört wurde. Am 30. September 2006 strahlte der Kultursender arte die Sendung aus Quellen: www.wikipedia.de www.blinde-kuh.de Das Weltall Kennt ihr es genau? Jupiter Milchstraße Neptun Urknall Wisst ihr, was da vor sich geht? Saturn Supernova Ihr habt keine Ahnung, dann Sternbild Stier lest unsere Broschüre. Inhaltsverzeichnis Der Urknall Nino 3-5 Die Sterne und Sternbilder Moritz 6-8 Das Sonnensystem Marie 9-10 Der Merkur 10-11 Die Venus Philipp 11 Die Erde Larissa, Weronika 12-16 Der Mars Kaum zu glauben aber wahr! Die BILD-Zeitung scheint fündig geworden zu sein.“Sehen wir hier zum 1. Mal ein Mars Männchen?“ (BILD-Zeitung 23.01.08). SIE scheinen uns ähnlicher als wir dachten? 17 Der Jupiter Victoria 18-19 Der Saturn Martin 20-22 Der Uranus 23 Der Neptun Philipp 24 Die Sonne Lucas 25-28 Die Asteroiden Mandy 29-31 Die schwarzen Löcher Dennis 32 Die Supernova Paul 33-34 Die Lebensformen Kerim 35-36 Gesamtlayout: Caroline WPI-Informatik, Dezember 2008 2 Gibt es andere Lebensformen? Eine russische Wissenschaftlerexpedition liefert eine weitere Erklärung. Ein Ufo soll mit einem Asteroiden zusammengestoßen sein. Die Forscher um Juri Lawbin berichten in Moskau, sie hätten Reste eines außerirdischen Flugobjektes in dem sibirischen Tal entdeckt. Dünnschliffpräparat: Familie einer außerirdischen Lebensform aus einem MarsMeteoriten Bei Untersuchungen an Meteoriten, wurden Spuren gefunden, die Versteinerung von außerirdischen Mikroorganismen sein könnten. Dies ist umstritten, weil die gefundenen Spuren auch nichtbiologisch erklärbar sind. Seit der Entstehung der Exobiologie, die sich mit der möglichen Existenz und dem Aufbau außerirdischen Lebens befasst, ist kein Fund gemacht worden, der eindeutige Spuren von extraterrestrischen Lebensformen belegt. Aminosäuren wichtige Bausteine der Lebewesen auf der Erde wurden jedoch bereits außerhalb des Sonnensystems nachgewiesen. 35 extrem schnell um sich selbst. Dadurch hat man sie entdeckt. Sie strahlen dann nämlich elektromagnetische Wellen ab. Leuchten tun sie zwar nicht mehr. Aber immer wenn uns die Strahlung trifft (alle paar Sekunden), können wir das auf der Erde messen. Solch einen Stern nennt man dann auch Pulsar. Bei einer Supernova wird eine Menge Materie ins All geschleudert. Das sieht dann zum Beispiel so aus, wie auf dem Bild vom sogenannten Krebs-Nebel. Hier fand im Jahre 1054 eine Supernova statt. Heute befindet sich in der Mitte des Nebels ein Neutronenstern. Krebs-Nebel Bei dem Typ 1 ist ein Doppelsternensystem daran beteiligt. Ein Doppelsternensystem ist ein Sternensystem mit zwei Sonnen. Ein 34 Weißer Zwerg, dass ist ein ausgebrannter Sternenrest, bekommt dabei Brennmaterial von seinem nahen Nachbar. Hat der Weiße Zwerg genug Brennmaterial werden die Fusionsprozesse gestartet, die sind aber so stark, dass der Stern explodiert. Bei einer Supernova Typ 2 nimmt man an, dass es sich hierbei um einen sehr großen Stern handelt, der vielfach so groß ist wie eine normale Sonne. Ist sein Brennmaterial erschöpft, kann er sich nicht mehr stabil halten, der Stern bricht kollapsartig zusammen. Dabei werden ungeheure Kräfte frei gesetzt. Eine Supernova ist die Explosion eines Sterns. Dabei kann sich die Leuchtkraft um das Millionenfache vergrößern, so dass man den Eindruck gewinnen könnte, ein neuer Stern sei entstanden. Genau das dachte man früher – daher kommt der Wortteil „Nova“ („neu“). Heute weiß man allerdings, dass eine Supernova den „Tod“ eines Sterns markiert. Quellen: www.sternengucker.de www.physikfuerkids.de www.wissenschaft-online.de Der Urknall Am Anfang des Universums Nach heutiger Vorstellung ist das Universum vor etwa 15 Milliarden Jahren im Urknall entstanden und dehnt sich seitdem aus. Am Anfang war der Kosmos ein einziger heißer Brei und noch undurchsichtig. Erst nach 400.000 Jahren war das Weltall so weit abgekühlt, dass es kaum noch geladene Teilchen im All gab, die Lichtteilchen ablenken konnten. Aus dieser Zeit erreicht uns mit der 3- Frühgeschichte des Universums Da die bekannten physikalischen Theorien unter den Bedingungen, die zum Zeitpunkt des Urknalls herrschten, nicht gültig sind, gibt es für den Urknall selbst bislang keine akzeptierte Theorie. Kelvin-Hintergrundstrahlung die älteste Strahlung im All für die Kosmologinnen und Kosmologen enthält diese Strahlung einzigartige Informationen über die Verteilung von Strahlung und Materie im gerade einmal 400.000 Jahre jungen Kosmos. Beobachtungen dieser Strahlung passen am besten zur so genannten Inflationstheorie. Danach hat sich das Universum für einen Sekundenbruchteil unmittelbar nach dem Urknall extrem schnell von winzigen Ausmaßen auf beträchtliche Größe aufgebläht - danach ging die Ausdehnung im "normalen" Tempo weiter. Was hat diese "inflationäre Phase" ausgelöst? Hat die Inflation sichtbare Spuren im All hinterlassen? Verschiedene Zeiträume nach dem Urknall werden als eigenständige Perioden oder Epochen des Universums beschrieben. Wendet man die bekannten physikalischen Gesetze auf die Situation unmittelbar nach dem Urknall an, so ergibt sich, dass der Kosmos in den ersten Sekun3 denbruchteilen der Expansion mehrere verschiedene extrem kurze Phasen durchlaufen haben muss. Aufgrund der geringen Abstände und der hohen Geschwindigkeiten der beteiligten Teilchen können sie jedoch durchaus ebenso ereignisreich wie spätere Phasen gewesen sein. Die hohe Temperatur hatte zur Folge, dass sich ständig verschiedene Teilchensorten ineinander umwandelten. Bei ausreichend hoher Temperatur verlaufen diese Umwandlungsreaktionen gleich häufig in beiden Richtungen ab, so dass sich thermisches Gleichgewicht einstellt. Durch die Expansion des Universums nimmt die Temperatur mit der Zeit ab; dies führt dazu, dass verschiedene Reaktionen „ausfrieren“, wenn die Temperatur einen gewissen, für jede Reaktion charakteristischen Schwellenwert unterschreitet. Dies bedeutet, dass die Reaktion nur noch in einer, nämlich der (nach chemischem Sprachgebrauch) „exothermen“ Richtung abläuft, während für die endotherme Rückreaktion die nötige Energie fehlt. Dadurch kommt es nach und nach zum Aussterben vieler höherenergetischer Teilchensorten. Die verschiedenen Phasen in der Geschichte des Universums sind charakterisiert durch den Verlauf der mittleren Temperatur des Universums und damit durch die Art der Teilchenreaktionen, die jeweils stattfin- Omega Centauri Dieser bekannte Kugelsternhaufen hat eine Entfernung von ca. 17000 Lichtjahren zur Erde. Dieser Haufen besitzt ca. 7000 Sterne. Im Jahre 1961 erstellte man am Royal Greenwich Observatory von diesen 7000 Sternen eine Liste über deren Helligkeiten und Farbintensitäten. www.astro.uni-bonn.de 4 Supernova Alle Sterne haben nur eine begrenzte Lebenszeit. Nach einigen Milliarden Jahren müssen sie sterben. Das geschieht mit einem enormen "Knall", auch Supernova genannt. Dabei explodiert der Stern und hinterlässt meist nur einen kläglichen Rest. Bei unserer Sonne ist das zum Glück noch sehr lange hin etwa 5,5 Milliarden Jahre. Also brauchen wir da noch keine Angst zu haben. Was aus den toten Sternen wird, hängt von ihrer Masse ab. Aus kleinen Sternen wie unserer Sonne wird ein sogenannter weißer Zwerg. Das ist ein kleiner glühender Klumpen, der viel kleiner ist als Bild eines weißen Zwergs der Stern aus dem er entstanden ist. Allerdings ist er noch fast genauso schwer. Das heißt, dass die Materie unwahrscheinlich dicht zusammengepresst sind. Ein Löffel vom Material eines weißen Zwergs ist so schwer wie die ganze Erde. Explosion eines Sterns Aus schwereren Sternen werden sogenannte Neutronensterne. Da sie so schwere Sterne waren, werden sie durch die Gravitation noch stärker zusammengepresst. So stark, dass sogar die einzelnen Atome zusammengedrückt werden. Was hier weiter passiert ist ganz schön kompliziert. Jedenfalls heißen sie Neutronensterne, weil sie am Ende nur noch aus Neutronen bestehen. Neutronensterne drehen sich 33 Das schwarze Loch Ein schwarzes Loch ist ein Himmelskörper mit einem extrem starken Gravitationsfeld, aus dem sich nicht einmal eine elektromagnetische Strahlung (u.a. Licht) entfernen kann. Wegen dieser Eigenschaft kann man schwarze Löcher nicht direkt beobachten. Sie lassen sich nur an ihren gravitativen (lat. „Gravitas“ - Schwere, ist eine der Größen der Physik) Einflüssen auf die nähere Umgebung nachweisen. Die Existenz schwarzer Löcher sagt die allgemeine Relativitätstheorie voraus. Der Begriff „Schwarzes Loch“ wurde 1968 von dem amerikanischen Astronom Archibald Wheeler eingeführt. Die Entstehung Sie entstehen beim Sterben eines Sternes. Im inneren dieses Sterns verschmelzen Atomkerne zu schwereren Elementen. Wenn dieser Brennstoff abkühlt, bricht der Stern unter seinem eigenen Gewicht zusammen 32 (kollabiert). Wenn das Gewicht das 1,7– bis 3-fache der Sonnenmasse hat, reicht der Elektronendruck nicht mehr aus und der Stern kollabiert weiter und wird zu einem Neutronenstern. Bei einem Stern über dem Dreifachen der Sonnenmasse entsteht nach der Explosion ein schwarzes Loch. Das schwarze Loch lässt sich durch lediglich 3 physikalisch Kerngrößen vollständig beschreiben: Masse, Drehimpuls und elektrische Ladung. Schwarze Löcher verursachen bedingt durch ihre enorme Gravitation eine Veränderung von Raum und Zeit (kurz Raumzeitkrümmung). In der Nähe eines ruhenden schwarzen Loches wird Raum und Zeit extrem gekrümmt. Das erste Schwarze Loch außerhalb unserer Galaxie wurde 1982 in der etwa 150.000 Lichtjahre entfernten Großen Magellanschen Wolke nachgewiesen. Das zentrale schwarze Loch unserer Galaxie heißt Sagittarius A und hat eine Masse von 3 bis 4 Millionen Sonnen . Quelle: www.wikipedia.de Entstehung von Galaxien und Sternen Die kollabierenden Gaswolken hatten sich inzwischen soweit verdichtet, dass sich Sterne, Kugelsternhaufen und die ersten Galaxien bildeten. In den Sternen entstanden nun durch Kernfusion alle schwereren Elemente bis zum Eisen. Die schwereren Sterne explodierten bereits nach wenigen Millionen Jahren als Supernova. Während der Explosion wurden durch Neutroneneinfang Elemente schwerer als Eisen gebildet und gelangten in den interstellaren Raum. Beginn der Bildung großräumiger Strukturen Durch die Entkopplung der Strahlung geriet die Materie nun stärker unter den Einfluss der Gravitation. Ausgehend von räumlichen Dichteschwankungen, die möglicherweise bereits in der inflationären Phase durch Quantenfluktuationen entstanden sind, bildeten sich nach 1 Million Jahren großräumige Strukturen im Kosmos. Dabei begann die Materie in den Raumgebieten mit höherer Massedichte als Folge gravitativer Instabilität zu kollabieren und Masseansammlungen zu bilden. Es bildeten sich zuerst sogenannte Halos aus Dunkler Materie, die als Gravitationssenken wirkten, in denen sich später die für uns sichtbare Materie sammelte. Zur Untersuchung der Eigenschaften der dunklen Materie wurde versucht, durch Simulationen den Prozess der Strukturbildung nachzubilden. Dabei wurden verschiedene Szenarien durchgespielt, und einige konnten mit Hilfe solcher Simulationen als gänzlich unrealistisch ausgeschlossen werden. Am realistischsten erscheinen heute sogenannte ΛCDM Szenarien, wobei das Λ die Kosmologische Konstante der Einstein-Gleichungen ist, und CDM für kalte dunkle Materie (engl.: cold dark matter) steht. Welche Art von Teilchen die dunkle Materie bildet ist der zeit noch unbekannt. www.wikipedia.de 5 Die Sterne und Sternenbilder Es gibt so viele Sterne im Universum, dass man sie gar nicht zählen kann. Allein unsere Milchstraße besteht aus 200 Milliarden Sternen. Will man allein den nächsten Fixstern erreichen, würde man vier Jahre benötigen vorausgesetzt, man reist mit Lichtgeschwindigkeit. Der Rand der Milchstraße aber ist sogar 20.000 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Sterne werden geboren, werden älter und irgendwann einmal sterben sie. Das Leben eines Sternes dauert viele Milliarden Jahre. Ein Stern wie unsere Sonne kann etwa zehn Milliarden Jahre alt werden. Unsere Sonne ist momentan zirka fünf Milliarden Jahre alt. Bevor aber ein Stern stirbt verändert er sein Aussehen. Zuerst bläht er sich auf, wird orange und dann rot. Kurz vor seinem Tod verliert er seine rote Hülle und verwandelt sich in einen planetarischen Nebel. Aus dem plane6 tarischen Nebel entwickelt sich ein weißer Zwerg, der nur noch wenig Kraft hat. Nach einiger Zeit bleibt nur noch ein toter schwarzer Zwerg übrig. Der Stern ist gestorben. Sterbender Stern Riesen- und Zwergsterne Die größten Riesensterne sind bis zu 200 mal größer als die Sonne. Die roten Zwergsterne sind aber nur halb so groß wie die Sonne. Sternhaufen Die Sterne sind im Weltall nicht gleichmäßig verteilt. An einigen Orten im All scharen sie sich zusammen - das sieht dann aus wie ein Sternenhaufen. wenden. (Kollision Zusammenstoß) bedeutet Vor zwei Jahren schaffte es der Asteroid Apophis bis in die Schlagzeilen der Boulevardpresse: Die Bahn des gerade entdeckten Himmelskörpers, hieß es, werde im Jahr 2029 die der Erde kreuzen, zumindest mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit. Die Verwüstung eines Landstrichs von der Größe Englands werde die Folge sein. Diese Wahrscheinlichkeit konnte dann durch genauere Beobachtungen auf Null reduziert werden. Kurz stockte den Astronomen noch einmal der Atem, als sie ausrechneten, dass der Asteroid, mit frischem Schwung durch den Beinahe-Zusammenstoß versehen, sieben Jahre später noch einmal gefährlich werden könnte. Erst im vergangenen Herbst konnte auch diese Katastrophe dann ausgeschlossen werden. "Heute bleiben die meisten Asteroiden unentdeckt", sagt Steven Chesley vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Deshalb wäre der wahrscheinlichste Einschlag einer, bei dem wir eine Vorwarnzeit von weniger als fünf Sekunden haben – man merkt es nur daran, dass der Himmel aufleuchtet und der Boden zu zittern beginnt. Wenn wirklich mit Hilfe neuartiger, den Himmel im großen Maßstab durchsuchenden Teleskope alle der geschätzten 20.000 bedrohlichen Asteroiden erfasst werden, dann kann man den nächsten Schritt der Operation Weltrettung angehen: die Verhinderung der Katastrophe. Hier eine mögliche Aufnahme von Asteroid und ihn be31 Bildung von differenzierten Körpern mit metallischem Kern und silikatischem Mantel. Ein Teil der differenzierten Asteroiden zerbrach bei weiteren Kollisionen, wobei Bruchstücke, die in den Anziehungsbereich der Erde geraten, als Meteoriten niedergehen. Man geht heute davon aus, dass der überwiegende Teil der über 200 Meter großen Asteroiden derartige kosmische Schutthaufen sind. Die Schwerkraft des Jupiter sorgt allerdings dafür, dass sich Asteroiden, bis auf wenige Ausnahmen, nur jeweils innerhalb oder außerhalb seiner Umlaufbahn bewegen. Asteroiden, die mit wesentlich größeren Himmelskörpern wie Planeten kollidieren, erzeugen Einschlagkrater. Größe der Einschlagkrater und die damit verbundene Energiefreisetzung (Explosion) von Zusammenstößen werden maßgeblich durch Geschwindigkeit, Größe, Masse und Zusammensetzung der Asteroiden bestimmt. Es gibt 2 gebräuchliche Methoden zur Bewertung des Einschlagrisikos von Asteroi30 den auf der Erde und der damit verbundenen Energiefreisetzung bzw. Zerstörungskraft: die Turiner Skala und die Palermo-Skala. Nach wie vor wird die Erde von den kleinen Körpern aus dem Sonnensystem getroffen. Kleine Steinchen verglühen in der Erdatmosphäre als Sternschnuppen (Meteore), einige als spektakuläre Feuerbälle. Ein paar Mal pro Jahrtausend trifft uns aber auch ein Brocken, der in der Lage ist, ganze Landstriche zu verwüsten. Zum letzten Mal war dies 1908 in Sibirien Siebengestirn-Plejaden Das ist ein Sternhaufen, der aus tausenden von Sternen besteht. Siebengestirn heißt es deshalb, weil man mit bloßem Auge sieben der Sterne erkennt. Plejaden Doppelsterne - Mehrfachsterne der Fall. Die schlechte Nachricht: Die Erde wird in absehbarer Zeit von einem Asteroiden bedroht werden. Die gute Nachricht: Schon heute gibt es die Technik, eine Kollision abzu- Manchmal stehen zwei oder mehrere Sterne dicht zusammen und umkreisen sich gegenseitig. man nennt sie Doppel - oder Mehrfachsterne. Die Sonne ist jedoch ein Einfachstern. Die Sterne Sterne bestehen hauptsäch- lich aus Wasserstoff und Helium - das sind ganz leichte Gase. Sie strahlen Licht und Wärme ins All und bilden das Zentrum eines Sonnensystems. "Unseren" Stern, die Sonne, sehen wir als große Scheibe am Himmel. Andere Sterne dagegen sind für uns nur kleine Lichtpunkte am Nachthimmel. Die Sonne kommt uns größer vor, da sie viel näher an der Erde ist, als alle anderen Sterne. Die Sonne würde in den größten bekannten Stern 1,7 Milliarden Mal hinein passen! Bei der Entstehung eines Sterns ballt sich eine Gas- und Staubwolke zusammen und fängt an, sich immer schneller um sich selbst zu drehen. Hier einige Rekorde: sonnenähn18 Scorpii lichster Stern: ältester Stern: HE1327-2326 jüngster Stern: Herschel 36 nächster Stern: (außer der Sonne) Proxima Centauri 7 Sternenstaub fällt auf die Erde Täglich gelangen über 100 Tonnen Sternenstaub bis auf die Erdoberfläche. Die Teilchen sind meistens winzig klein und verteilen sich auf die ganze Erdkugel. Größere Brocken kann man übrigens manchmal beobachten, wenn sie in der Erdatmosphäre verglühen, als Sternschnuppe! Die Erde wird durch den Sternenstaub übrigens jeden Tag ein bisschen schwerer. Aber auch das macht nichts, denn die Erde bringt ja an sich schon unheimlich viel Gewicht auf die Waage: 6 Quadrillionen kg. zur Erde ab. Nicht alle Sterne leuchten so gelb wie die Sonne. Es gibt welche, die leuchten rot, manche sind blau, andere weiß. Die Farbe hängt mit ihrer Temperatur zusammen: Blau ca. 3500°C Blau-Weiß ca. 20000°C Gelb-weiß ca. 7000°C Gelb ca. 6000°C Orange ca.5000°C Rot ca.3000°C Dieser Stern strahlt in 6 Sekunden so viel Energie aus wie unsere Sonne im ganzem Jahr. Temperatur und Farbe der Sterne 8 Als Asteroiden (griechisch „Stern“ und der Endung -eides „ähnlich“), Kleinplaneten oder Planetoiden bezeichnet man kleine Objekte, die sich auf keplerschen Umlaufbahnen um die Sonne bewegen. Bislang sind etwa 429.000 Asteroiden im Sonnensystem bekannt (Stand: 26. Oktober 2008), wobei die tatsächliche Anzahl wohl in die Millionen gehen dürfte. Nur die wenigsten haben allerdings mehr als einige 100 km Durchmesser und zählen dann zu den Zwergplaneten. Sternschnuppe Dass manche Sterne heller leuchten als andere, hängt sowohl von ihrer Größe, als auch von ihrer Entfernung Asteroiden Quellen: jumk.de br-Kinderinsel.de kidnet.at Weitere große Asteroiden sind im Asteroidengürtel die Objekte Pallas, Juno, Vesta, Astraea, Hebe, Iris, Hygiea und Eunomia. Bis zum Jahr 1890 wurden insgesamt über 300 Asteroiden entdeckt. Zunächst gingen die Astronomen davon aus, dass die Asteroiden das Ergebnis einer kosmischen Katastrophe seien, bei der ein Planet zwischen Mars und Jupiter auseinanderbrach und Bruchstücke auf seiner Bahn hinterließ. Es zeigte sich jedoch, dass die Gesamtmasse der im Hauptgürtel vorhandenen Asteroiden sehr viel geringer ist als die des Erdmondes. Schätzungen der Gesamtmasse der Kleinplaneten schwanken zwischen 0,1% und 0,01% der Erdmasse (Der Mond hat etwa 1,23% der Erdmasse). Daher nimmt man heute an, dass die Asteroiden eine Restpopulation von Planetesimalen aus der Entstehungsphase des Sonnensystems darstellen. Schwere Elemente, wie Nickel und Eisen, setzten sich infolge der Schwerkraftwirkung im Inneren ab, die leichteren Verbindungen, wie die Silikate, verblieben in den Außenbereichen. Dies führte zur 29 Strahlungsleistung Sonnenwinde Die Sonne sendet ein extrem breites Spektrum elektromagnetischer Wellen aus, das an vielen Stellen kleinere Unterbrechungen aufweist. Dieses Spektrum beginnt bei den Radiowellen, erreicht sein Strahlungsmaximum im Bereich des sichtbaren Lichts bei den Spektralfarben von Gelb bis Grün und geht über die ultravioletten Wellen bis zur Röntgenstrahlung. Im Laufe der biologischen Evolution passte sich der Sehsinn des Menschen und vieler Tierarten an das Sonnenspektrum an und der Spektralbereich um das Strahlungsmaximum herum wurde für uns wahrnehmbar - also sichtbar. Im Abstand der Erde führt die Abstrahlung dieses Spektrums zu einer Einstrahlung von knapp 1,4 Kilowatt pro Quadratmeter. Rechnet man diesen Energiefluß auf die gesamte Sonne um, so lässt sich für die über alle Wellenlängen hinweg insgesamt abgestrahlte elektromagnetische Leistung ein Wert von rund 3,8 × 1026 Watt ermitteln. Der Sonnenwind schwankt in seiner Stärke, indessen können manchmal große Strahlungsausbrüche, sogenannte Flares, auf der Sonne zu Eruptionen ungewöhnlich vieler Teilchen führen. Man hat diese Teilchen mittels Satelliten und Raumsonden gemessen. Ihnen galt die besondere Aufmerksamkeit der Astronauten von Apollo 11 auf der Mondoberfläche. Zum Auffangen der Teilchen dient ein Aluminiumschirm. Außerdem trägt der Sonnenwind dazu bei, die Schweife von Kometen von der Sonne wegzulenken. 28 Sonnenwinde Quelle: www.wikipedia.de www.hyaden.de Sonnensystem Sonnensystem ist der Eigenname des gravitativen Systems der Sonne. Die Gravitation ist einer der vier Grundkräfte der Physik. Sie bezeichnet die gegenseitige Anziehung der Masse. Sie bewirkt damit, dass Sachen zu Boden fallen. Sie bestimmt auch die Umlaufbahn der Erde. Das Sonnensystem ist sowohl ein Planetensystem als auch ein (Einfach-) Sternsystem. Es umfasst die Sonne, die sie umkreisenden Planeten und deren natürliche Satelliten, die Zwergplaneten und andere Kleinkörper wie Kometen, Asteroiden und Meteoriten, sowie die Gesamtheit aller Gas- und Staubteilchen, welche durch die Anziehungskraft der Sonne in einer himmelsmechanisch hierarchischen Ordnung zusammengehalten werden. Dem Sonnensystem gehört auch die Erde an. Lerntipp für die Reihenfolge der Planeten: „Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel.“ (Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun) gezeichnetes Sonnensystem Die derzeit gängige Theorie zur Entstehung des Sonnensystems basiert auf der kantschen Nebularhypothese, nach der die großen Körper etwa zeitgleich aus einer rotierenden Wolke aus Gas und Staub entstanden sind. Die Idee einer Urwolke hatte der deutsche Philosoph Immanuel Kant im Jahr 1755 in seinem Werk „Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels“ formuliert, sie ist aber erst in den letzten Jahrzehnten von den Astronomen neu aufgegriffen worden. Auch wenn die Grundprinzipien der Planetenentstehung bereits als weitgehend verstanden gelten, gibt 9 es doch noch zahlreiche offene und nicht unwesentliche Fragen. Eines der Probleme ist die paradox erscheinende Verteilung des Drehimpulses auf die Sonne und die Planeten, denn der Zentralkörper enthält fast 99,9 % der Masse des gesamten Systems, besitzt aber nur etwa 0,5 % des Drehimpulses; der Hauptanteil daran steckt im Bahndrehimpuls ihrer Begleiter. So ist auch die Neigung der Äquatorebene der Sonne gegenüber der mittleren Bahnebene der Planeten von etwa 7° ein Rätsel. Aufgrund ihrer überaus dominierenden Masse dürfte die Sonne (anders als zum Beispiel die Erde) durch die Wechselwirkung mit ihnen kaum ins Taumeln geraten. Die Erde dreht sich um die Sonne. Aber sie ist nicht alleine: Dabei sind die Bahnen der Planeten zueinander nur wenig geneigt, so dass sie in nahezu der gleichen Ebene verlaufen. Merkur ist der Sonne am nächsten. Dann folgen Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Die ersten vier Planeten - Merkur, Venus, Erde und Mars - bezeichnet man als "erdähnliche Planeten". Sie haben vergleichsweise wenig Masse, keine oder eine nur dünne Atmosphäre, und ihre Oberfläche ist aus Stein Die Riesenplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun sind dagegen massereich. Sie haben keine feste Oberfläche. Die großen Planeten werden außerdem von einer mächtigen Atmosphäre umgeben. Merkur griechisch-französische Astronom Eugenios Antoniadi (1870 - 1944) in den zwanziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts. Er gab verschiedenen dunklen und hellen Flecken Namen und entdeckte angeblich Wolken. Neue Erkenntnisse über Merkur wurden erst im Jahr 1974 gewonnen, als die Raumfähre Mari- Mit einem Durchmesser von 4.880 Kilometern ist Merkur (Gott des Handels) der kleinste Planet des Sonnensystems. Für einen Sonnenumlauf benötigt Merkur 88 Erdentage. Die ersten Bilder von der Oberfläche des Planeten Merkur zeichnete der 10 (Massendefekt). Der Massenunterschied wird gemäß der Formel E = m · c2 in Energie umgewandelt. Entwicklung Die Sonne entstand vor 4,6 Milliarden Jahren durch den gravitativen Kollaps einer interstellaren Gaswolke. Dieser Kollaps, in dessen Verlauf auch die Planeten entstanden, und die anschließende Relaxationsphase war nach etwa 50 Millionen Jahren abgeschlossen. Die anschließende Entwicklungsgeschichte der Sonne führt über ihren jetzigen Zustand zu dem eines Roten Riesen und schließlich über eine instabile Endphase im Alter von etwa 12,5 Milliarden Jahren zu einem Weißen Zwerg, der von einem planetarischen Nebel umgeben ist. Im Zeitraum von 11,7 bis 12,3 Milliarden Jahren setzt ein dramatisch beschleunigter Anstieg von Leuchtkraft und Radius ein. Durch die Zunahme der Oberfläche strahlt die Sonne noch rötlicher. In der Endphase dieser Entwicklung erreicht die Sonne einen Radius, der der Um- laufbahn der Venus entspricht. Venus und Merkur werden vernichtet. Von der Erde aus gesehen nimmt die Sonne nun einen großen Teil des Himmels ein, und die Erdkruste wird zu einem einzigen Lava-Ozean aufgeschmolzen. Protostern Vor etwa 4,6 Milliarden Jahren zog sich eine riesige Gasund Staubwolke unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammen. Im Zentrum der Wolke wurde die Materie immer dichter zusammengepresst, wobei Druck und Temperatur immer weiter anstiegen. Zu diesem Zeitpunkt wurden bereits große Energiemengen in Form von Strahlung abgegeben. Dieses Stadium nennt man einen Protostern. Gas um die Sonne 27 senverlust von 4 Millionen Tonnen in jeder Sekunde. Rotation Die Sonne rotiert in rund vier Wochen um die eigene Achse. Diese Rotation dauert am Äquator 25,4 Tage, in mittleren Breiten 27 bis 28 Tage und nahe den Polen 36 Tage. Dieser Unterschied in der Dauer eines Sonnentages wird als differenzielle Rotation bezeichnet und ist seit längerem durch Gas- und Hydrodynamik erklärbar. Der Grund, dass die Sonne und fast alle Himmelskörper rotieren, liegt in ihrer Kompaktion (Verdichtung) während ihrer Entstehungsgeschichte: die früheren Staubund Gaswolken wiesen Bewegungen auf, deren Summe in eine Richtung tendierte und sich durch ihr Zusammenziehen verstärkte. Sonnenuntergang 26 Zusammensetzung Die Sonnenmasse beträgt etwa das Doppelte der geschätzten Durchschnittsmasse eines Sterns der Milchstraße. Zählt man nur die Sterne mit Wasserstoffbrenner (schließt also die „Braunen Zwerge“ aus), liegt ihre Masse im Durchschnitt. Ihre Masse setzt sich zu 73,5 % aus Wasserstoff und zu 25 % aus Helium zusammen. Die restlichen 1½ Prozent der Sonnenmasse setzen sich aus zahlreichen schwereren Elementen bis einschließlich Eisen zusammen, vor allem Sauerstoff und Kohlenstoff. Hinsichtlich der Anzahl der Atome beträgt der Wasserstoffanteil 92,0% und der Heliumanteil 7,9%. Die Energie der Sonne entsteht hauptsächlich durch die Proton-Proton-Reaktion, wobei Wasserstoffkerne zu Heliumkernen verschmelzen sowie Gammastrahlung und Elektronneutrinos erzeugt werden. Die erzeugten Heliumkerne haben aufgrund der Bindungsenergie eine geringfügig geringere Masse als die Summe der ursprünglichen Wasserstoffkerne ner 10 am Planeten vorbei flog und ihn fotografierte. Auf diesen Bildern sieht die Oberfläche Merkurs eher so aus wie unser Mond. Genau wie auf unserem Mond gibt es dort sehr viele Einschlag- Venus Die Venus ist der zweitinnerste Planet und der sechst größte Planet im Sonnensystem. Sie zählt zu den vier erdähnlichen Planeten, die auch terrestrische oder Gesteinsplaneten genannt werden. Die Venus ist der Planet, der auf seiner Umlaufbahn der Erdbahn am nächsten kommt. Sie ist morgens und abends am besten sichtbar. Vulkanische Ebenen sind oft krater. Sie werden Rupes genannt und sind wahrscheinlich bei der Planetenbildung entstanden. Quellen: www.sonnensystem.de auf der Oberfläche der Venus zu finden aber auch Lavaüberflutungen. Auf der Venus kommen Vulkane mindestens so häufig vor wie auf der Erde, es gibt riesige Felder von kleinen Vulkankuppen. Die Venus hat keine Monde. Auf der Venus gibt es 963 Einschlagkrater. Das sind mindestens doppelt so viel wie bisher auf der Landfläche der Erde nachgewiesen sind Die Durchmesser der Venuskrater liegen in dem Größenbereich zwischen einem und 300 Kilometer. Hier sieht man die Oberfläche der Venus Quellen: www.dlr.de www.hschulte.de 11 Erde Im Zeitraum von 4,7 bis 3,8 Milliarden Jahren vor unserer Zeit, im Hadaikum, unterschied sich die im jungen Sonnensystem kreisende „Urerde“ noch grundlegend von dem Planeten, wie wir ihn heute kennen. Sie besaß noch keine feste Oberfläche. Der ursprüngliche Protoplanet wuchs, bedingt durch häufige Einschläge von Kleinkörpern, da das frühe Sonnensystem noch viel Materie enthielt, die noch nicht in Planeten gebunden war. Teile davon zog die Erde durch ihre große Masse an und absorbierte sie in ihrem teilweise aufgeschmolzenen Körper. Die Atmosphäre der Urerde, die sogenannte „Uratmosphäre“, bestand im Wesentli- Modell der Erde 12 chen aus Wasserstoff und Helium, war jedoch instabil und blieb nicht erhalten. Alle Elemente, aus denen unser Planet heute besteht, waren damals schon vorhanden, aber sie hatten aufgrund der hohen Temperatur zum Großteil keinen festen Aggregatzustand. Nach und nach bildete sich durch gravitative Differentiation der schalenförmige Aufbau der Erde: Elemente mit hoher Dichte (vor allem Eisen) sammelten sich im Erdkern. Mit abnehmender Dichte folgen dann der Erdmantel und schließlich die noch nicht verfestigte Erdkruste. Die Herkunft des Wassers auf der Erde ist bis heute nicht geklärt. Ein Teil des Wassers dürfte durch das Ausgasen der Magma entstanden sein, also letztlich aus dem Erdinneren stammen. Ob dadurch aber die Menge an Wasser erklärt werden kann, ist fragwürdig. Weitere große Anteile könnten aber auch durch Einschläge von Kometen, transneptunischen Objekten oder wasserreichen Asteroiden auf die Erde entstanden sein. Die Sonne Aufbau Die Sonne besteht aus verschiedenen Zonen mit schalenförmigem Aufbau, wobei die Übergänge allerdings nicht streng voneinander abgegrenzt sind. Die Sonne mit ihren Flecken. Allgemeines Die Sonne ist der Stern im Zentrum unseres Planetensystem, das nach ihr als Sonnensystem bezeichnet wird. Um sie kreisen die Planeten, Kometen und Asteroiden, und sie macht über 99% der Masse unseres Systems aus. Sie ist verantwortlich für jedes Leben auf unserem Planeten. Die Sonne hat das Volumen von 1.000.000 Erden und ist an ihrer kochenden Oberfläche so heiß, dass jedes Metall schmelzen würde. Im Inneren werden sogar Temperaturen von über 1.000.000°C und höher vermutet, die aus der Kernfusion resultieren. Der Aufbau der Sonne. Kern Sämtliche freiwerdende Energie stammt aus einer als „Kern“ bezeichneten Zone im Innern der Sonne. Dieser Kern erstreckt sich vom Zentrum bis zu etwa einem Viertel des Radius der sichtbaren Sonnenoberfläche. Obwohl der Kern nur 1,6% des Sonnenvolumens ausmacht, sind hier rund 50% der Sonnenmasse konzentriert. Pro Sekunde werden im Sonnenkern grob 6 Milliarden Tonnen Wasserstoff umgewandelt, dabei entsteht der Sonne gleichzeitig ein Mas25 Quelle: lexikon.astronomie.info Neptun Er ist der äußerste Planet im Sonnensystem und wurde 1846 entdeckt. Neptun ist ein Gasplanet und wurde nach dem römischen Gott des Meeres benannt. Im Moment kreisen 11 Monde um Neptun. Bevor man ihn entdeckte, vermutete man schon seine Anwesenheit, da die Astronomen bemerkten, dass die Umlaufbahn vom Uranus nicht so verläuft wie sie sollte, d.h. diese wurde durch einen anderen Himmelskörper beeinflusst. Sie glaubten das ein weiter außen liegender Planet durch seine Anziehungskraft den Uranus beeinflusst. 65 Jahre nach dieser Vermutung entdeckte der Astronom Johann Galle den 24 Neptun, der nicht fiel kleiner als Uranus ist. Neptun ist der erste Planet der, den man nicht mit bloßem Auge sehen kann. Auch mit dem besten Teleskop kann man ihn nur schwer erkennen. Die weißen flecken die man an Neptun sieht, sind Wolken und die schwarzen sind Sturmgebiete. Auf dem Neptun soll es angeblich Kristalle regnen. Abstand zur Sonne : 4498253000 km Durchmesser am Äquator: 49528 km Archaikum Im Zeitraum von vor 3,8 bis 2,5 Milliarden Jahren sank die Oberflächentemperatur der Erde auf unter 100 °C ab und die Erdkruste verfestigt sich zunehmend. Einer der Hauptgründe ist die deutliche Abnahme des Kleinkörperbeschusses während des letzten schweren Bombardements. Diese Kleinkörper sind Bruchteile anderer Himmelskörper bzw. einfacher Staub. Bis heute wurden 11 Monde gesichtet. Der Neptun ist mittlerweile der äußerste Planet im Sonnensystem geworden. Rotation Hier sieht man Neptun von einem seiner Monde aus Quellen: www.plani.ch www.lexikon.astronomie.info Die Erde rotiert rechtläufig – in Richtung Osten – in 23 Stunden, 56 Minuten und 4,09 Sekunden relativ zu den Fixsternen ein Mal um ihre eigene Achse. Das sind nicht 24 Stunden. Daraus resultiert die Notwendigkeit Schaltsekunden, minuten oder –tage einzuführen. Analog zum siderischen Jahr wird diese Zeitspanne als ein siderischer Tag bezeichnet. Aufgrund der Bahnbewegung der Erde entlang ihrer Umlaufbahn im gleichen Drehsinn und der daraus resultierenden leicht unterschiedlichen Position der Sonne an nacheinander folgenden Tagen ist ein Sonnentag, der als die Zeitspanne zwischen zwei Sonnenhöchstständen (Mittag) definiert ist, etwas größer als ein siderischer Tag und wird nach Definition in 24 Stunden eingeteilt. Aufgrund der Neigung der Rotationsachse der Erde von 23,44° gegen die Ekliptik werden die Nordund die Südhalbkugel der Erde an verschiedenen Punkten ihrer Umlaufbahn um die Sonne unterschiedlich beleuchtet, was zu den das Klima der Erde prägenden Jahreszeiten führt. In diesem Jahrhundert wurde am 31.12.2005 und am 31.12.2008 eine Schaltsekunde eingefügt. 13 Umlaufbahn Präzession Der mittlere Abstand des Zentrums der Erde vom Zentrum der Sonne ist die große Bahnhalbachse und beträgt etwa 149.597.870 km. Ursprünglich wurde dieser Abstand der Definition der Astronomischen Einheit (AE) zugrunde gelegt, die als astronomische Längeneinheit hauptsächlich für Entfernungsangaben innerhalb des Sonnensystems verwendet wird. Der Sonnennächste Punkt der Erdbahn, das Perihel, liegt bei 0,983 AE und ihr sonnenfernster Punkt, das Aphel, bei 1,017 AE. Die Erde läuft also auf einer elliptischen Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von 0,0167 um die Sonne. Für einen Sonnenumlauf benötigt sie 365 Tage, 6 Stunden, 9 Minuten und 9,54 Sekunden; diese Zeitspanne wird auch als siderisches Jahr bezeichnet. Die Bahnebene der Erde wird Ekliptik genannt. Daraus resultiert die Notwendigkeit der Einführung von Schalttagen alle 4 Jahre, aber nicht alle 100 Jahre, aber alle 400 Jahre. Für einen vollen Kegelumlauf benötigt die Erdachse etwa 25.700–25.800 Jahre. Mit dieser Periode verändern sich die Jahreszeiten. Der Mond verursacht eine zusätzliche „nickende“ Bewegung, die als Nutation bezeichnet wird. Gegenwärtig zeigt die Erdachse recht genau in Richtung des Polarsterns, um den sich scheinbar alle Fixsterne drehen. 14 Uranus Er ist von der Sonne aus der siebte Planet im Sonnensystem und wird zu den äußeren, jupiterähnlichen (jovianischen) Planeten gerechnet. Er wurde 1781 von Wilhelm Herschel entdeckt und ist nach dem griechischen Himmelsgott Uranos benannt. Der Gasplanet ist viermal größer als die Erde und unter günstigen Umständen freiäugig sichtbar. Physikalisch ist Uranus mit Wolken, Ringen und Monde P: Präzession N: Nutation R: Rotation Quelle: www.wikipedia.de er mit dem Neptun vergleichbar und nimmt nach ihm mit rund 14 Erdmassen in der Massenrangfolge im Sonnensystem den vierten Platz unter den Planeten ein. Hinsichtlich des Durchmessers liegt er knapp vor Neptun auf Rang drei – nach Jupiter und Saturn. Aufgrund von Eisvorkommen im Inneren werden Uranus und Neptun auch „Eisriesen“ genannt. Unter der dichten, gasförmigen Wasserstoff-MethanHülle besteht Uranus aus teilweise verflüssigten Gasen, Eis und möglicherweise einem kleinen Gesteinskern. Die Gashülle geht durch Kompression in eine „Kruste“ aus Wasserstoff und Helium über, die etwa 30% des Planetenradius ausmacht. Die Masse dieser oberen Schicht macht etwa die 0,5- bis 1,5fache Erdmasse aus. Der etwas dickere Mantel aus Wasser, Methan und Ammoniak hat vermutlich die Konsistenz von Eis und beinhaltet den Großteil von Uranus' Masse. Diese dichte Flüssigkeit, die elektrisch sehr leitfähig ist, wird manchmal auch Wasser-Ammoniak Ozean genannt. Dieser Mantel umschließt einen kleinen, eventuell flüssigen Kern aus Silizium und Eisen mit einer der Erde vergleichbaren Masse. Quelle: www.wikipedia.de 23 der Saturn auf seine Ringe. Der Schattenwurf auf die Saturnoberfläche ist umso ausgeprägter, je mehr das dünne Ringsystem im Laufe eines Saturnjahres mit seiner schmalen „Kante“ gegenüber der Sonne geneigt ist. Heute ist bekannt, dass es mehr als 100.000 einzelne Ringe mit unterschiedlicher Zusammensetzung und Farbton gibt, welche durch scharf umrissene Lücken voneinander abgegrenzt sind. Der innerste beginnt bereits etwa 7.000 km über der Oberfläche des Saturn und hat einen Durchmesser von 134.000 km, der äußerste hat einen Durchmesser von 960.000 km. Das Ringsystem wurde 1610 von Galileo Galilei mit einem der ersten Teleskope entdeckt. Galilei erkannte die Ringe jedoch nicht als isolierte Objekte, sondern deutete sie als Henkel (ansae). Der holländische Astronom Christiaan Huygens beschrieb die Ringe 45 Jahre später korrekt: „Der Saturn ist von ei- nem dünnen, flachen Ring umgeben, der ihn nirgends berührt und der zur Ekliptik 22 geneigt ist“. Giovanni Domenico vermutete als erster, dass die Ringe aus einzelnen Partikeln bestehen, und entdeckte 1675 die markanteste Lücke im Ringsystem, die nach ihm benannte Cassinische Teilung. Die Ringe des Saturns sind in der Reihenfolge ihrer Entdeckung benannt und werden von innen nach außen als D-, C-, B-, A-, F-, G- und E-Ring bezeichnet. Auf astronomischen Übersichtsaufnahmen ist gewöhnlich nur der A- und der B-Ring und die sie trennende Cassini-Teilung, allenfalls noch die Encke-Teilung im A-Ring zu sehen. Erst durch Raumsonden erkannte man, dass die Ringe wiederum Lücken aufweisen und sich in noch kleinere eng begrenzte Unterringe aufteilen. Der Saturn-Orbiter Cassini hat am 17. September 2006 einen weiteren, schwachen Staubring entdeckt. Dieser Ring befindet sich außerhalb der hellen Hauptringe, zwischen den schwachen Ringen F und G, im Bereich der Umlaufbahnen der kleinen Monde Janus und Epimitheus. Quelle: www.wikipedia.de Entstehung Die Erde ist sehr grob in zwei mächtige Schalen gegliedert: Den Erdkern und den Erdmantel. Die Erdkruste, auf der wir leben, umspannt den Mantel als hauchdünne Außenhaut. Kurz nach der Entstehung der Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, sanken die schweren Elemente wie zum Beispiel Eisen und Nickel ins Zentrum der Erde und bildeten den Kern. Die leichten Elemente wie zum Beispiel Silizium, Magnesium, Aluminium und Natrium, trieben auf und reicherten sich in einer Schale um den Erdkern – den Mantel – an. Der Kern besitzt einen Radius von etwa 3500 Kilometern. Dabei entfallen auf den inneren Kern ca. 1400 Kilometer und auf den äußeren ca. 2100 Kilometer. Erdkern Zusammensetzung: Element Eisen Anteil in % 79,4 Silizium 7,4 Nickel 4,9 Sauerstoff 4,1 Schwefel 2,3 Summe 98,1 Der Erdaufbau: Der innere Kern der Erde erstreckt sich zwischen 5100 km und 6371 km unter der Erdoberfläche. Er besteht vermutlich aus einer festen Eisen-Nickel-Legierung. Der Druck beträgt hier bis zu vier 15 Millionen Bar und die Temperatur liegt zwischen 4000 ° C und 5000 °C. Der äußere Kern liegt in einer Tiefe zwischen rund 2900 km und 5100 km. Er ist flüssig bei einer Temperatur von etwa 2900 °C und besteht aus einer Nickel-EisenSchmelze Schicht, die möglicherweise auch geringe Spuren von Schwefel oder Sauerstoff enthält. Im Zusammenwirken mit der Erdrotation ist die bewegliche Eisenschmelze aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit verantwortlich für das Erdmagnetfeld. Der Erdkern macht 31,5 Prozent der Erdmasse aus, aber nur 16,2% ihres Volumens. Daraus ergibt sich, dass seine mittlere Dichte über 10 g/ cm3 beträgt (gegenüber 5,52 für den gesamten Erdkörper). Die obere Begrenzung des Erdkerns wird Kern16 Mantel-Grenze oder WiecherGutberg-Diskontinuität genannt. Oberhalb der Diskontinuität befindet sich die sogenannte D"-Schicht, die als eine Art Übergangszone zwischen dem Erdkern und dem Erdmantel betrachtet wird. Sie hat eine stark variierende Mächtigkeit 200-300 Kilometern und weist einen starken Temperaturgradienten auf. Steckbrief: Erdmond 1 Saturnjahr dauert: 29 Erdenjahre Der Mond der Erde hat einen Durchmesser von rund 3 480 Kilometern; das entspricht rund einem Viertel des Erddurchmessers. Sein Volumen beträgt ungefähr 2 Prozent des Erdvolumens. Seine Masse entspricht 1,2 Prozent der Erdmasse. Die Gravitation beträgt ungefähr nur ein Sechstel der Gravitation auf der Erde. Quellen: www.Astronomie.de www.wikipedia.de www.encarta.de Entfernung bis zur Sonne: 1.427 Millionen km Umlaufzeit um die Sonne: 10 760 Erdentage Monde: 30 (zur Zeit entdeckte) Durchmesser: 120 536 km 1 Saturntag dauert: 10 Stunden *Gravitation im Vergleich zur Erde ca.: 90 % *(lat. gravitas „Schwere“) ist eine der vier Grundkräfte der Physik. Sie bezeichnet die gegenseitige Anziehung von Massen. Die Gravitation hält den Saturn in der Umlaufbahn um die Sonne. Quellen: www.kindernetz.de www.wikipedia.de www.neunplaneten.de eww.blinde-kuh.de Die Saturnringe bilden zusammen ein Ringsystem das den Planeten Saturn umgibt. Sie sind das auffälligste Merkmal des Planeten und bereits durch ein Fernrohr mit etwa 40-facher Vergrößerung zu erkennen. Die Ringe bestehen im Wesentlichen aus Eisbrocken, aber auch aus Gestein und gefrorenen Gasklumpen, die den Saturn umkreisen. Die Partikelgröße variiert zwischen der von Staubkörnern und mehreren Metern. Das Ringsystem hat viele größere und kleinere Lücken und ist bei einem Durchmesser von fast einer Million Kilometern in weiten Bereichen nur wenige hundert Meter dick, und damit, relativ betrachtet, extrem dünn. Die Ringe werfen einen sichtbaren Schatten auf den Saturn – wie auch umgekehrt 21 Saturn Einer der schönsten Planeten in unserem Sonnensystem ist der Saturn. Er ist der Zweitgrößte und man kann ihn mit bloßem Augen erkennen. Mit Hilfe eines kleinen Teleskops ist es sogar möglich, einen um ihn herum freischwebenden Ring zu sehen. Größere Teleskope zeigen, dass es sich nicht um einen Ring, sondern um mehrere Einzelringe handelt (ca. 18-23 Ringe). Die Ringe, welche sehr dünn sind, besitzen einen Durchmesser, der ungefähr doppelt so groß wie der Planet selbst ist. Sie bestehen aus unzähligen Partikeln, Eis und Felsgestein, die einige Zentimeter oder auch Meter groß sein können. Auch dass es einige riesige Brocken von einigen Kilometern Durchmesser gibt, 20 ist nicht auszuschließen. Der Saturn besitzt einen Eisenkern, der von einer Schicht aus flüssigem Wasserstoff bedeckt ist. Die Atmosphäre des Saturns setzt sich aus Wasserstoff und Helium zusammen und hat eine Temperatur von -195°C. Innerhalb der Atmosphäre toben heftige Winde mit bis zu 1 800 km pro Stunde. Zur Zeit sind 30 Monde des Saturns bekannt, es ist aber nicht auszuschließen, dass noch weitere existieren. Der zuerst entdeckte (1655 von C. Hygens) und größte Mond des Saturns ist der Titan. Er hat einen Durchmesser von 2 575 km und ist 1 222 000 km vom Planeten entfernt. Die nächstgrößten Monde Iapetus, Rhea, Dione und Tethys wurden von G.D.Cassini zwischen den Jahren 1671 und 1684 entdeckt. Mars Mars (Griechisch: Ares) ist mythologisch der Gott des Kriegs. Der Planet hat seinen Namen wahrscheinlich wegen seiner roten Farbe, man nennt ihn deshalb manchmal auch den Roten Planeten (eine interessante Randbemerkung: der römische Gott Mars war Gott des Ackerbaus, bevor er mit dem griechischen Ares in Verbindung gebracht wurde; jene mit Gefallen an Kolonisierung und Terraformung des Mars dürften diesen Symbolismus bevorzugen). Der Name des Monats März leitet sich von Mars ab. Die Umlaufbahn des Mars ist stark elliptisch. Eins der Resultate davon sind die Temperaturschwankungen von circa 30 °C am sonnennächsten Punkt der Marsoberfläche zwischen Aphel und Perihel. Dies hat große Auswirkung auf das Marsklima. Während die durchschnittliche Temperatur um die -55 ° C liegt, schwanken die marsianischen Oberflächentemperaturen von gerade mal 133 °C am Winterpol bis nahezu 27 °C auf der Tagesseite im Sommer. Obwohl der Mars wesentlich kleiner ist als die Erde, ist seine Oberfläche ungefähr so groß wie die Landfläche auf der Erde. Größenvergleich Erde—Mars Tethys und Dione www.neunplaneten.de 17 Jupiter Der Jupiter ist der größte Planet des Sonnensystems. Aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung zählt er zu den Gasplaneten und hat keine sichtbare feste Oberfläche. Als eines der hellsten Objekte des Nachthimmels ist er nach dem römischen Hauptgott Jupiter benannt. Die Farben des Jupiters kommen durch den Schwefel in den Wolken, die durcheinander gewirbelt werden. Schwefel kann Farben von Rot, Braun bis hin zu Weiß oder gar Schwarz annehmen. den können, sondern im flüssigem Kern ertrinken. Der Jupiter ist im Durchmesser 11 mal so groß wie die Erde und 318 mal schwerer als sie. Seine 1000km dicke Atmosphäre besteht aus Wasserstoff und Helium. Vom Prinzip her besteht der Jupiter aus dem selben Stoff wie die Sonne ist nur nicht so heiß wie sie. Ein ganz feiner Ring umgibt den Jupiter. Er besteht aus Millionen Brocken, die um den Jupiter kreisen. Dieser Ring wurde erst sehr spät entdeckt, da er mit bloßem Auge kaum sichtbar ist. Diese kleinen Brocken stammen wahrscheinlich von den Monden, auf denen ein Meteorit oder irgendein anderer Himmelskörper einschlug. Keiner kann sehen wie viel Ringe es sind. Zusammenstoß mit einem Kometen Im Jahr 1994 ereignete sich ein spektakuläres Schauspiel auf dem Jupiter. Der Komet Shoemaker-Levy 9 zerplatzte beim Eintritt in die Atmosphäre und die einzelnen Stücke schlugen nacheinander wie eine glühende Perlenkette auf dem Jupiter ein. Jeder Einschlag hatte mehr Wucht als eine Atombombe. Die dabei entstandenen dunklen Flecken konnte man fast ein Jahr danach noch beobachten. 18 Stürme und das Auge Quelle: www.blinde-kuh. de Verlauf der Windrichtungen: Monde Die Ringe vom Jupiter: Der Jupiter ist der Planet mit der schnellsten Rotation und in allen Maßen gewaltigste Planet. Ein Raumflugkörper würde gar nicht auf ihm lan- den daneben liegenden Streifen in entgegengesetzter Richtung. Zwischen den Streifen reiben sich die Winde und es kommt zu Wirbeln. Diese Wirbel bleiben oft für Jahrhunderte oder länger an derselben Stelle stehen. Ein solch großer Wirbel ist das Rote Auge des Jupiters. Entlang des Äquators wüten Stürme. Sie ziehen in Streifen einmal um den ganzen Jupiter. Dabei weht der Wind in Die 63 bekannten Jupitermonde tragen Namen von Gestalten aus der römischen oder griechischen Mythologie, zu denen Zeus ein besonderes Verhältnis hatte, wie zum Beispiel: Thebe, Amalthea, Adrastea, Metis, Io, Europa, Ganymed und Elara. 19
