Das Sonnensystem Herbert Haupt AV Rottweil Zimmern o. R. 4. Februar 2012 Der Urknall • Im Urknall vor 13,7 Mrd. Jahren entstand das Universum: Der Raum explodierte, nicht Materie • Es wurde aus einem winzigen ultraheißen Punkt geboren • Seither dehnt es sich ununterbrochen aus • Unter den Extrembedingungen entstanden in den ersten drei Minuten die ersten chemischen Elemente: 75% Wasserstoff (H) 25% Helium (He) Spuren von Lithium • Nach ein paar 100 Mio Jahren bildeten sich die ersten (Riesen-)Sterne (100-300 Ms): nach deren kurzem Leben Supernova-Explosion Erbrüten schwererer Elemente Schwerere Elemente sind Voraussetzung für Planeten, organische Stoffe, … Leben Wir sind Sternenstaub! Inhalt 1. Entstehung eines Sonnensystems 2. Die Sonne: Erscheinung und Aufbau 3. Das Planetensystem 4. Die Planeten und ihre Monde 5. Ein paar Gründe, warum es uns gibt 6. Die Zukunft von Sonne und Erde 7. Zusammenfassung Entstehung des Sonnensystems (1) • Eine riesige Gas-/Staubwolke zieht sich unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammen und zerfällt in Teile • Dabei beschleunigt sich die zunächst geringe Rotation der Teilwolke (Pirouetten-Effekt) Ausbildung einer Scheibe mit dichtem Kern Entstehung des Sonnensystems (2) • Die Gravitationsenergie beim Kollaps des Kerns wird in Wärme und Strahlung umgewandelt • Das Zentrum heizt sich enorm auf • Bei 11 Mio K zündet die Wasserstoff-Fusion ( Stern!) 4 1H 4He + 2 ν + γn 0,7 % der Masse der 4 H-Atome werden in reine Energie umgewandelt, die die Sonne abstrahlt E = mc2 Quelle für unser Leben! • Das sind pro Sekunde 4 Mio Tonnen Materie! ---------------------• Durch Verklumpung von Gas und Staub der Scheibe entstehen Planeten und ihre Monde, Asteroiden, Kometen Dazu: Energie-Masse-Betrachtung • Bei der Wasserstoff-Fusion entstehen aus 4 Protonen über mehrere Reaktionsstufen Helium4-Kerne aus 2 Protonen und 2 Neutronen • Deren Bindungsenergie entspricht dem Massenverlust von 0,7 % • Diese Energie-Differenz wird als hochenergetische γ-Quanten und als Neutrinos (die bei der Umwandlung Proton Neutron entstehen) frei • Pro Sekunde werden 600 Mio Tonnen Wasserstoff in 596 Mio Tonnen Helium umgewandelt; die Sonne dadurch um 4 Mio Tonnen leichter • Der Masseverlust der Sonne seit ihrer Geburt entspricht einer Materie-Kugel gleicher Dichte mit >100.000 km Durchmesser: das ist zwar nur ~ 1‰ der ursprünglichen Masse, aber bis heute wurde etwa der halbe H-Vorrat verbraucht • Von der abgestrahlten Energie erhält die Erde ~ 1,3 kW/m2 • Die bei der H-Fusion ausgesandten Neutrinos ergeben auf der Erde einen Fluss von ~ 60 Milliarden /sec und cm2 Entstehung des Sonnensystems (3) Innen blasen Sonnenwind und -strahlung Gase und Wasser weg Gesteinsplaneten mit dünner Atmosphäre außen nicht Gas- und Eis-Riesen, sowie Kometen Der verstoßene 5. Großplanet? Computersimulation von David Nesvorny 2011 5. Planet? Anfangsbedingungen mit 5 (statt 4) Großplaneten führten eher zur heutigen Konfiguration. Der 5. wäre etwa zwischen den heutigen Bahnen von Saturn und Uranus gewesen. Die SchwerkraftWechselwirkung mit Jupiter und Saturn (in 2:3- oder 1:2-Resonanz) sollte ihn erst auf eine stark elliptische Bahn gebracht und dann ganz hinaus katapultiert haben!?! Und: Neptun und Uranus haben evtl. die Plätze getauscht! Sonst wäre wohl die Erde nicht auf der heutigen Bahn und wir nicht da! Daten zur Sonne • Alter: ≈ 4,6 Mrd. Jahre Unser Abstand zur Sonne: 147,1 - 152,1 Mio km • Durchmesser: 1,392 Mio km die Mondbahn (d ≈ 800.000 km) läge weit in der Sonne • Masse: 2•1030 kg = 330.000 Erdmassen • Mittlere Dichte: 1,4 g/cm3 • Oberflächentemperatur: ca. 5800 K • Spektral-/Leuchtkraftklasse: G2-V • Leuchtkraft: 3,85 • 1026 W Auf der Erde ergibt das ≈ 1,3 kW/m2 • Rotationszeit: am Äquator 25,4 Tage ~2 km/s in mittleren Breiten 27-28 Tage nahe den Polen 36 Tage Ursache: Magnetfelder Aufbau der Sonne Sie ist ein idealer Gasball Im Kern Wasserstoff-Fusion: Druck > 200 Mrd. bar, Temperatur derzeit 15 Mio K Erzeugte Energie breitet sich zuerst durch Strahlung und dann durch Konvektion zur Oberfläche aus, dort Abstrahlung bei 5800 K (Photosphäre, 300 km dick) Weiter außen: Korona (extrem heiß) und abgeblasener Sonnenwind Sonnenflecken, Protuberanzen,..: durch magnetische Störungen Erscheinungsbild der Sonne Die Sonnenflecken zerstörten das Jahrtausende alte Bild der Kirchen und Philosophen von der „reinen Sonne“ Sonnen-Protuberanzen im Hα-Licht AV Rottweil Kurt Becker Sonne im extremen UV NASA 30.03.2010: Solar Dynamic Observatory Sonnenoberfläche mit Strahlungsausbrüchen und Sonnenwind Rot: ionisiertes He bei 80 TK und ion. Fe bei 1 Mio K Wenn´s auf der Sonne stürmt... ...gibt´s bei uns Polarlichter und Funkstörungen (24.01.2012) 25.01.2012: Sonnensturm trifft Erde Totale Sonnenfinsternis 29. März 2006 IAS S. Voltmer Sonnenkorona und Sonnenwind Sonnenfinsternis am 04.01.2011 über der Burg Hohenzollern Hechinger Sternfreund Das Planetensystem Das Planetensystem: Masse und Drehimpuls • > 99% der Masse des Sonnensystems sind in der Sonne, • > 99% des Drehimpulses stecken in den Planeten, … am Anfang waren alle Drehrichtungen gleich: Sonnenrotation, Bahnen und Rotation der Planeten und ihrer Monde, der Asteroiden und Kometen; die Bahnen lagen in einer Ebene spätere Abweichungen verursacht durch gegenseitige Störungen oder externe Einflüsse z.B. • nach innen abgelenkte Asteroiden, Kometen • einzelne Urplaneten werden aus dem System geschleudert, andere wandern dafür nach innen Das Planetensystem Die Keplerschen Bewegungsgesetze: 1. Die Planetenbahnen um die Sonne sind Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht 2. Die Umlaufzeiten T der Planeten nehmen nach außen zu gemäß: Tb2/Ta2 = ab3/aa3 a = Bahnhalbachse Entsprechend nehmen die Umlaufgeschwindigkeiten ab gemäß: vb2/va2 = aa/ab Beispiel Jupiter: aj/ae = 5,2 T ≈ 11,8 J, v ≈ 0,44 ve 3. Der Fahrstrahl vom Planeten zur Sonne überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen auf exzentrischen Bahnen bewegen sich die Planeten in Sonnenferne langsamer als in Sonnennähe Die Planeten und ihre Monde Merkur Verkraterter GesteinsPlanet ohne Atmosphäre Ø = 4878 km = 0,38 Øerde D = 0,31-0,47 AE Umlauf: 88 Tage Rotation: 58,7 Tage 1 Merkurtag = 2 Jahre! TOF = -173…+427 °C Periheldrehung: 532“/J + 43“/J Planeten-Einfluss + Einstein Keine Monde Venus Verkraterter Gesteinsplanet mit extrem dichter Atmosphäre (100x derde) aus 96% CO2, 3,5% N2, Wasserdampf und SO2 extremer Treibhauseffekt TOF = 470 °C Oberfläche optisch nicht sichtbar Radarbild Ø = 12.100 km D ≈ 0,72 AE Umlauf 225 Tage Rotation 243 Tage > Umlauf! Venustag = 58 Erdtage Keine Monde Die Phasen der Venus Peter Wölfle AV Rottweil Abendstern = Morgenstern nahe der Erde seitlich hinter der Sonne Distanz: ~ 200 Mio km ~ 60 Mio km Der blaue Planet: unsere Erde Ø = 12.742 km Achsneigung: 23° Jahreszeiten in habitaler Zone, hält Atmosphäre, 1/3 Land – 2/3 Wasser, ein großer Mond stabilisiert Achse bisher einziger bekannter Planet mit höherem Leben!! Der Mond IAS Namibia G. Hoffarth Vollmond S. Voltmer IAS Abstand: ~384.000 km (357-408 Tkm) Durchmesser: 3.476 km Masse: 1/81 Merde OF-Beschleunigung: bm = 1,65 m/s2 = 1/6 be keine Atmosphäre: TOF = +130/-170°C gebundene Rotation Halbmond G. Neininger AV Rottweil mit kontrastreichen Kratern am Terminator und Farbnuancen der Gesteine, speziell in den Maren Mondkrater Walter Albert AV Rottweil Totale Mondfinsternis am 4. März 2007 P. Knappert AV Rottweil Mondrückseite NASA LRO 2009/11 Mare Moscovience Kaum Lavamare, da Kruste viel dicker Krater Zilkowski Aitken-Becken: ~ 2500 km Ø Krater im Mare Mosc. Apollo 8 (1968): Erdaufgang über dem Mond Der Mond: der einzige Himmelskörper außer der Erde, den Menschen betreten haben! Mars Sebastian Voltmer IAS Mars: der rote Planet Gesteinsplanet mit verkraterten Hochebenen, Lavaüberfluteten Tiefebenen (hell) und Vulkan-Gebieten D = 1,38…1,66 AE Umlauf: 1,88 J Rotation in 24,6 h Ø = 6770 km = 0,53 Øerde M = 0,11 Merde bOF = 3,69 m/s2 ≈ 0,36 g Luftdruck: 6 mbar TOF = + 27…-133°C (Rand der habitablen Zone) Mars: Schildvulkan Olympus Mons Größter Vulkan im Sonnensystem: Höhe: ~ 24 km Basis: ~ 600 km Ø Caldera: ~ 80 km Ø, 3 km tief (wegen geringerer Schwerkraft) In der Vorzeit des Mars durch fließendes Wasser geschaffene Strukturen Wasser auf dem Mars? Sanduhr-Krater (38° Süd): durch ihn ist evtl. vor < 100 Mio Jahren ein Gletscher geflossen Coprate Chasma: Teil des gigantischen Canyons Valles Marineris: 9 km tief, bis 100 km breit Flussdelta im südlichen Hochland Mars Express 2011 / (SuW 12/2011) Krater Eberswalde, 115 km2 Alter: 3,7 Mrd. Jahre Bei Entstehung des Nachbarkraters Holden (links) z.T. verschüttet und geflutet Der Fluss hatte lange Bestand verschiedene überlagerte Sediment-Schichten, heute betonhart „invertiertes“ Flussdelta Marsexpress: Wassereis an den Polen Eiskappe im Krater am Nordpol 3 km dickes Eis am Südpol Früher (niederes) Leben auf dem Mars? Anzeichen, dass einst: - viel dichtere Atmosphäre wärmer, geringere Temp.-Schwankungen - Meere und Flüsse vorhanden Aber als Gas-/Wasser-Nachschub über Kometen aufhört, kann Mars die Atmosphäre nicht halten, und die Sonnenstrahlung zersetzt das Wasser früheres Leben denkbar, aber bisher keine Spuren! Mars-Monde: Phobos und Deimos Gemeinsam mit Mars entstanden oder eingefangene Asteroiden? Bahnradius: Umlaufzeit: Größe: Dichte: 9.380 km 7 h 39 min 27x22x18 km 2,2 g/cm3 Deimos: von m-dicker Staubschicht bedeckt 23.560 km 30 h 18 min 15x12x10 km 1,7 g/cm3 Asteroiden-Gürtel Jupiter verhinderte mit seiner Schwerkraft die Bildung eines Planeten zwischen ihm und Mars Bei niederzahligen BahnResonanzen mit Jupiter Asteroidenlücken Asteroiden - Erdbahnkreuzer Gefahr, wenn gleichzeitig mit der Erde am Kreuzungspunkt Daher möglichst frühzeitige Ermittlung potetieller Kreuzer: Abwehrmaßnahmen (Ablenkung) wären dann möglich Beobachtung von Himmelsausschnitten in kurzen Zeitabständen und Auswertung mit Spezial-Software (M. Rehnberg) Beispiel: Near Earth Object 2008 QT3, Abstand der Aufnahmen 3 min Ceres: Zwergplanet Größtes Objekt im Asteroiden-Gürtel (30% dessen Masse) Die Gravitation Jupiters verhinderte weiteres Anwachsen zum Planeten D = 2,55…2,99 AE Umlauf: 4,6 Jahre Ø = 975/909 km Äquator/Pol M = 1/6400 Merde Rotation: 9h 5min TOF = -106 °C dunkle, C-reiche OF Albedo 0,09 Asteroid Vesta in Falschfarben NASA 19.09.2011 Hellster Asteroid (Alb. 0,42) Ø ≈ 500 km (458 - 578!) Einschlagkrater: fast so groß wie Vesta! Höhenunterschiede: -22 … +17 km Erdrutsch Animationen: 3D-Flug über Vesta www.dlr.de/dlr/Portaldata/1/Resources/videos/Vesta_3D_720p.mov „3D-Flug über Vesta“ (mit rot/grün-Brille) www.dlr.de/desktopdefault.aspx/tabid-10212/332_read-1502 „Vesta – ein Asteroid mit Überraschungen“ Südpolregion: Berg ~ 2,5x Mount Everest Ø = 578 / 458 km Vesta als Meteoriten-Lieferant Der Einschlagkrater mit dem 21 km hohen Südpolarberg ist weniger verkratert als die weitere Umgebung also später entstanden als der Asteroid (vor ≈ 3,8 Mrd. Jahren) Auswurfmaterial regnet noch heute als Meteoriden auf die Erde Höhenprofile im Vergleich: - Mars - Vesta - Erde - Südpolregion „geebnet“ Jupiter mit Großem Rotem Fleck und Ganymed IAS Namibia S. Voltmer Jupiter mit Ganymed, Europa und Io-Schatten P. Eppich IAS Namibia Jupiter: 318 Erdmassen ≈ 1/1000 Sonnenmasse Distanz zur Sonne ~ 5,2 AE; Durchmesser ~ 140.000 km Umlaufzeit 11,86 J; Rotation ~ 10h; OF-Temperatur: -108 °C Aufbau: Gashülle (~ 90% H, ~ 10% He, ~ 0,3% Methan) innen (300 Mio bar): metallischer H, Eis-/Gesteinskern Io: 3642 km Ø; 1,77 Tage Galileische Gezeitenkräfte Vulkanismus Monde Europa: 3122 km / 3,55 Tage Eispanzer, kaum Einschlagkrater darunter Wasser?! primitives Leben?? Ganymed, größter Mond im Sonnensystem: 5268 km / 7,15 Tage Eismond mit Gesteinskern, Eis-/Fels-Kruste viele Einschlagkrater, Magnetfeld Kallisto: 4806 km / 16,7 Tage Eis-/Felsmond ohne prägnante Strukturen viele Einschlagkrater mit Vielring-Systemen Vulkanmond Io Umlauf-Resonanz zu Europa (1:2), Ganymed (1:4) elliptische Bahn (gebundene Rotation) Änderung der Gezeitenkräfte (1000x Gkerde!) Auf/Ab um > 100 m Durchkneten innere Erhitzung S/SO2-Eruptionen/Lava, die Oberfläche bedecken OF-Temperatur um – 140 °C, in Vulkanen bis um + 1500 °C Magmaozean unter der Kruste Vulkanschlot Tupan Patera: 75 km Ø, gefüllt mit flüssigem Schwefel Eismond Europa mit Wasserozean und Salzseen in der Eisschicht Eiskruste Gesteinsmantel Fe-Ni-Kern flüssiger Ozean TOF = 55-102-122 K chaotisches Terrain 1. Thermischer Plume von unten: Aufwölbung Risse 2. Wärme schmilzt salzige Deckschicht dichteres Salzwasser Einbruch 3. Nach Ende der Thermik: Salz-Eis-Matsch gefiert, dehnt sich aus Aufwölbung des chaotischen Eisbruchs Salzsee Eiskruste 30km Wasserozean 70 km Jupiter-Monde (2) vier weitere reguläre Monde innerhalb der Io-Bahn: - Metis (40 km) - Andrastea (20) - Amalthea (189) - Thebe (100) dazu 55 irreguläre Monde außerhalb der Kallisto-Bahn: - Himalia (160 km), weitere sieben mit 78 … 16 km - und 47 Monde mit < 10 km Ø Die irregulären Monde haben stark elliptische Bahnen mit großen Neigungswinkeln gegen die Jupiter-Achse, z.T. laufen sie retrograd vermutlich von Jupiter eingefangene Asteroiden Saturn mit Monden IAS Namibia S. Voltmer 9,5 (8,0-11,1) AE zur Sonne 120.000 km Ø Umlauf 29,5 Jahre 95 Erdmassen OF-Temperatur: -150 °C Saturn mit Ringsystem darin Cassini-Teilung und Enke-Teilung Saturn (Sonne von links unten) Cassini 2007 Saturn mit Ring, Titan und Enceladus Mond Mimas in 2:1-Resonanz zur Cassini-Teilung Schäferhundmonde im Ringsystem Gravitative Wechselwirkungen mit kleinen Monden in den Ringen und Resonanzen mit großen Monden außerhalb spalten die Ringmaterie in Tausende Teilringe mit sehr verschiedener Material-Zusammensetzung auf (rechtes Bild: links mehr Gestein, rechts mehr Wassereis) Schäferhund-Monde im Ringsystem Prometheus und Pandora halten F-Ring-Material auf der Bahn Pan (25 km) räumt Encke-Teilung frei und schlägt Wellen Pan Freiräumen der Lücke Die Ringe des Saturn • sind nicht starr! • bestehen aus Staub, Sandkörnern, Felsbrocken bis größer 10m und Wassereis • werden durch Resonanzen mit äußeren Monden oder durch Schäfermonde in Tausende Ringe unterteilt • entstanden durch zerstörende Wirkung der Gezeitenkräfte oder durch Kollision von Asteroid/Komet mit einem Mond • kreisen innen schneller als weiter außen • Radius der Haupt-Ringe: - B-Ring innen: 92.000 km Umlauf in 7,9 h - A-Ring außen: 135.000 km 14,1 h äußerster E-Ring: 480.000 km 4 Tagen • Durch die permanenten Zusammenstöße der Partikel ordnen sie sich in einer Schicht von nur ein paar 100 m Dicke an!! Phoebe-Staubring im IR (Spitzer) Phoebe: R = 10,8 -15 Mio km, U = 550 d, Øm ≈ 220 km ØMitte ~ 20 Mio km Material von Mond Phoebe im Ring (geneigt um 27° gegen Ringsystem) Monde des Saturn Peter Wölfle AV Rottweil Saturn im Gegenlicht - Erde Cassini 2007 Die Saturn-Monde Zur Zeit (09.2011) sind etwa 62 Monde bekannt. • große Monde (Durchmesser in km / große Halbachse in Tkm): Mimas (395/186), Enceladus (504/238), Tethys (1066/295), Dione (1123/377), Rhea (1529/377), Titan (5150/1222) • diese und die kleinen Monde bis ca. 400 Tkm Abstand laufen nahezu auf Kreisbahnen und in der Ringebene • Iapetus weiter außen (1436/3560) hat 7.6° Neigung • die kleinen Monde weiter außen bewegen sich auf stark exzentrischen Bahnen mit beliebigen Neigungen eingefangene Asteroiden und Kometen Enceladus hellstes Objekt im Sonnensystem, da Oberfläche aus reinem Wassereis 99 % Reflexion TOF < - 200 °C junge Oberfläche wegen Kryo-Vulkanismus (Gezeitenkräfte, chemische Prozesse im Innern) Saturn-Mond Titan Einziger Mond mit dichter Atmosphäre, strukturlos im Optischen links unten: IR-/Radarbild Blick unter die Titan-Atmosphäre Huygens-Sonde 2005: Titanoberfläche mit Flüssen und Seen aus Methan Titan-Atmosphäre Einziger Mond im Sonnensystem mit Atmosphäre: OF-Temperatur: -180 °C Druck an OF: 1,5 bar Lufthülle 98,4% N2 1,6% Methan Wikipedia Amateurmessungen bei der Bedeckung eines Sterns durch Titan 11/2003 haben zur Änderung des AbstiegsProgramm der HuygensSonde geführt!! Hyperion Iapetus Äquatorialer Wulst bis 13 km d = 0,54 g/cm3 poröses Wassereis mit wenig Silikaten, dunkle (Albedo ~ 0.04) und 360x280x225 km „Bruchstück“ helle (~ 0,5) Hemisphäre, 1436 km Ø Jupiter und Uranus mit Monden Peter Knappert AVR APOD und 100 GPotY Uranus Gasriese: Ø = 51 Tkm, D = 19,2 AE, U = 84 Jahre Achsneigung 98° U. rollt um die Sonne außen: 82 % H, 15 % He, 2,3 % Methan 5 Hauptmonde; Titania 1578 km Ø Uranus mit Wolken, Ringen und Monden im Infrarot Uranus mit Monden und Ring (im IR) Uranus / Puck – Miranda – Ariel – Umbriel – Titania – Oberon Neptun Gas-/Eis-Riese: Ø = 49 Tkm, D = 30 AE, U = 165 J außen: ~ 80% H, ~ 19% He, ~ 1,5% Methan, TOF = -201°C ~ 0,02% HD Wirbelstürme: kreisen außen schneller als am Äquator selten nahe beieinander! Oberer und Unterer Dunkler Fleck rotieren gegenläufig Aufbau ähnlich zu Uranus Blauere Farbe als bei Uranus: neben Methan weiterer Bestandteil in der Atmosphäre Monde des Neptun 13 Monde und dünne Ringe: Triton: Ø = 2707 km, retrograd, 5,9d aus Kuiper-Gürtel eingefangen TOF = -235°C = niedrigste Temperatur Kryovulkanismus: flüss. N2-Geysire Proteus: 420 km, kastenförmig. Wäre er etwas größer, dann rund! Nereid: 340 km, extreme Ellipsenbahn (e = 0,75), a = 5,5 Mio km Kuiper-Gürtel-Objekte D = 30-60 AE Sie machten Pluto zum Zwergplaneten! Kuiper-Gürtel-Objekte Resonanzen von Kuiper-Belt-Objekten mit Neptun Ist dessen Mond Triton ein KBO? Kuiper-Gürtel-Objekte Zwergplanet Eris: Äquator-Radius (1163±6 km) vergleichbar zu Pluto (1150-1200 km), nach Sicardy, Uni Paris stark exzentrische Bahn (38-98 AE), U = 560 Jahre, Oberfläche sehr hell, bedeckt mit Methan/Stickstoff-Eis (Wetter?) Das erweiterte SonnenSystem Sedna: a ≈ 500 AE, e = 0,85 D ≈ 76 – 925 AE NW ≈ 12° U ≈ 12.000 Jahre Ø ≈ 1.700 km Radius der Oortschen Wolke > 5000 AE „Schmutzige Schneebälle“ Kometen • bestehen aus Wassereis, gefrorenen Gasen, Staub und Geröll (Urmaterie des Sonnensystems) • wurden aus dem Kuiper-Gürtel und der Oortschen Wolke nach innen gelenkt • Größe meist einige/-zig Kilometer Durchmesser • bei Annäherung an die Sonne bilden sich: - die kugelförmige Koma (dünne Gas- und StaubWolke mit über 100.000 km Ø - der gerade Gas- und der gebogene Staub-Schweif • Abstand von uns: meist Hunderte Millionen Kilometer, ähnlich wie zur Sonne keine Atmosphärenerscheinung Komet Boattini C/2007W1 IAS Namibia CJ Komet McNaught Dirk Ewers Hakos-Farm, Namibia 03.02.07 Blick zum Gamsberg Das Ende des Kometen C/2011 N3 SOHO 06.07.2011 extremes UV (17 nm) Die Sonne mit Gasschlaufen in der Korona Teilbilder: die letzten 10 Minuten: Aufflackern und Vergehen 100.000 km über der Sonne unten links: koronografisches Bild des Kometen mit Schweif vor Erreichen der Sonne Ein paar Gründe, warum es uns gibt (1) Stern (Sonne): • Masse ~ 0,6...1,0 Ms Lebensdauer ≥ 10 Mrd. Jahre Spektrum: Max bei 500...600 nm • in H-Fusionsphase, keine Pulsationen, keine Röntgenflares Planet (Erde): • in habitabler Zone: TOF ~ 0...100°C (10...30°C) • geringe Exzentizität: sonst zu große T-Schwankungen • keine gebundene Rotation: sonst T-Unterschiede, Stürme Entstehung des Mondes Kurz nach Entstehung der Protoerde vor 4,5 Mrd. Jahren schlägt ein Mars-großer Planet „Theia“ mit 10 km/sec ein, Theia war ein Trojaner im Erdorbit Krustenmaterial und kleine Teile der Metallkerne fliegen davon und sammeln sich in der Erdumlaufbahn zum Mond. Zurück bleibt die glutflüssige „heutige“ Erde Jupiter als Kometenfänger Komet Shoemaker-Levy 9: 1960: Einfang auf Ellipsenbahn 1992: zerbricht durch Jupiters Gezeitenkräfte in 21 Teile 1994 (16.-21.7.): Einschläge in Jupiter mit 60 km/s ≈ 50 Mio Hiroshima-Bomben Ein paar Gründe, warum es uns gibt (2) Planet (Erde) Forts.: • großer Mond: zur Stabilisierung der Erd-Achse • Jupiter: damit Asteroiden/Kometen-Bombardement gering • Gesteinsplanet: Masse ~ 0,7..1,5 Me ± g, hält Atmosphäre • Plattentektonik: Auffaltung von Land über das Meer Regulierung von CO2 in der Atmosphäre • Wasser vorhanden, Oberfläche: Land - Wasser • Atmosphäre: Lebens-Gase / Schutz gegen Strahlung/Partikel • ausreichend CHONS... für organische Moleküle • Magnetfeld: Ablenkung von Sonnenwind Die Zukunft von Sonne und Erde Die Erde heute Die Sonne hat den halben H verbrannt P.M. Erde in 1 Mrd. Jahren Die Sonne ist 50% heißer Kein höheres Leben mehr auf der Erde! P.M. Die Sonne in 5 Milliarden Jahren: ein Roter Riese, der Merkur und Venus verschlungen hat • heutige Größe der Sonne Die Erde, von glühender Lava bedeckt Sonne in zweiter Rote-Riesen-Phase Der S-Prozess erzeugt in der Zwischenschale schwerere Elemente aus C, H und Fe, das schon in der Urwolke vorhanden war Die Neutronen dafür stammen aus dem Heliumschalenbrennen Grundlage für neues Leben, irgendwo! Zusammenfassung • Die Entstehung von „Sonnen“-Systemen läuft nach den gleichen Prinzipien ab: „Sonnen“ mit Planeten-Systemen sind eher typisch • Aber: „unsere“ Anordnung der Planeten ist eher untypisch zum Glück! Sonst würden wir hier nicht darüber reden können! • Neben den vielen speziellen astrophysikalischen Randbedingungen mussten noch viele weitere „organische“ Bedingungen zutreffen • Jedoch: auch unser Sonnensystem hat sich seit Beginn stark verändert, und wird sich weiter ändern Wir sind hier nur auf Zeit! Doch wer weiß, was den Nachfolgern der Menschen in den nächsten 500 Mio Jahren einfällt, um dem Hitzetod an unserem jetzigen Standort zu entgehen. ______________ Viele der verwendeten Bilder und Informationen stammen aus Sterne-und-Weltraum, Wikipedia und astro-ph