Zusammenfassung (nur Text) Astronomie

Zusammenfassung (nur Text) Astronomie
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Posten 1: Die Sonne
Die Sonne (altgriechisch: Helios, lateinisch; Sol) ist der Stern im Zentrum des Sonnensystems.
Trotz ihrer Entfernung von der Erde von durchschnittlich 150 Millionen Kilometern ist die Sonne für
das Leben auf der Erde von fundamentaler Bedeutung. Viele wichtige Prozesse auf der
Erdoberfläche, wie das Klima und das Leben selbst, werden durch die Strahlungsenergie der
Sonne angetrieben. So stammen etwa 99,98 % des gesamten Energiebeitrags zum Erdklima von
der Sonne – der winzige Rest wird aus geothermalen Wärmequellen gespeist. Auch die Gezeiten
gehen zu einem Drittel auf die Schwerkraft der Sonne zurück.
Sie leuchtet, weil sie in ihrem Kern Wasserstoff zu Helium umwandelt (diesen Prozess nennt man
Kernfusion). Dies ist nur unter sehr hohem Druck und Temperatur möglich, wie sie in der Mitte der
Sonne herrschen. Bei dieser Umwandlung wird Licht freigesetzt - die Sonne leuchtet. Die Sonne
wird so lange weiter existieren, wie ihr Vorrat an Wasserstoff noch reicht, bevor sie sich in eine
sogenannte Nova verwandelt.
Mittlere Entfernung zur Erde
149´600´000 km
Durchmesser
1´391´400 km
Hauptbestandteile
Wasserstoff: 90,97 %
Helium: 8,89 %
Sauerstoff: 774 ppm
Kohlenstoff: 330 ppm
Neon: 112 ppm
Stickstoff102 ppm
Effektive Oberflächentemperatur
5778 K =
Posten 2: der Merkur
Der Merkur ist mit einem Durchmesser von knapp 4880 km der kleinste, mit einer
durchschnittlichen Sonnenentfernung von etwa 58 Millionen km der sonnennächste und somit
auch schnellste Planet im Sonnensystem.
Aufgrund seiner Größe und seiner chemischen Zusammensetzung zählt er zu den erdähnlichen
Planeten. Wegen seiner Sonnennähe ist er von der Erde aus schwer zu beobachten, da er nur
einen Winkelabstand von etwa 20° östlich und westlich von der Sonne erreicht.
Sein astronomisches Symbol ist ☿.
Temperatur
Von 100 K bis 700 K
Atmosphäre
Der Merkur hat keine Atmosphäre im herkömmlichen Sinn. Sie ist dünner als ein
labortechnisch erreichbares Vakuum und bietet die gleiche freie Sicht wie die Atmosphäre
des Mondes. Die Bestandteile Wasserstoff H2 (22%) und Helium (6%) stammen sehr
wahrscheinlich aus dem Sonnenwind; Sauerstoff, O2 (42%), Natrium (29%) und Kalium
(0,5 %) wurde von ihm vermutlich aus dem Material der Oberfläche freigesetzt (die
Prozentangaben sind ungenaue Schätzungen der Volumenanteile der Gase). Der Druck
der Gashülle beträgt am Boden nur etwa 10 1 5 Bar. Die Gesamtmasse der
Merkuratmosphäre beträgt damit nur etwa 1000 Kilogramm.
Die Oberfläche
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Die mondähnliche, von Kratern durchsetzte Oberfläche aus rauem, porösem, dunklem
Gestein reflektiert das Sonnenlicht nur schwach. Die Oberfläche streut im Durchschnitt 6%
des von der Sonne praktisch parallel eintreffenden Lichtes zurück. Damit ist der Merkur im
Mittel noch etwas dunkler als der Mond.
Es gibt in den abgelichteten Gebieten des Planeten keine Anzeichen von Plattentektonik;
MESSENGER (ein Satelit) hat aber zahlreiche Hinweise auf vulkanische Eruptionen
gefunden.
Möglichkeit von Eis
Für die Polregionen von Merkur lassen die Ergebnisse von Radaruntersuchungen die
Möglichkeit zu, dass dort kleine Mengen von Wassereis existieren könnten. Da Merkurs
Rotationsachse mit 0,01° praktisch senkrecht auf der Bahnebene steht, liegt das Innere
einiger polnaher Krater stets im Schatten. In diesen Gebieten ewiger Nacht sind
dauerhafte Temperaturen von 1 60°C möglich. Solche Bedingungen können Eis
konservieren, das durch eingeschlagene Kometen eingebracht wurde. Die hohen RadarReflexionen können jedoch auch durch Metallsulfide oder durch die in der Atmosphäre
nachgewiesenen Alkalimetalle oder andere Materialien verursacht werden.
Geschichtliches
Bei den Römern entsprach Hermes spätestens in der nachantiken Zeit dem Mercurius,
abgeleitet von mercari (lat. für Handel treiben). Der von ihnen nach Merkur benannte
Wochentag dies Mercurii ist im Deutschen der Mittwoch. In der Zuordnung der
Wochentage besteht die namentliche Verbindung des Merkur mit dem Mittwoch noch im
Französischen (Mercredi), im Italienischen (Mercoledì), im Spanischen (Miércoles), im
Rumänischen (Miercuri) und im Albanischen (e Mërkurë). Den Germanen wird als
Entsprechung des Gestirns der Gott Odin bzw. Wotan zugeschrieben, dem ebenso der
Mittwoch (im Englischen Wednesday, im Niederländischen Woensdag) zugeordnet wurde.
Im Altertum und in der Welt der mittelalterlichen Alchemisten hat man dem eiligen
Wandelstern als Planetenmetall das bewegliche Quecksilber zugeordnet. In vielen
Sprachen basiert der Name des Metalls heute noch auf diesem Wortstamm (englisch
Mercury, französisch Mercure).
Posten 3: Die Venus
Die Venus ist mit einer durchschnittlichen Sonnenentfernung von 108 Millionen km der
zweitinnerste und mit einem Durchmesser von ca. 12´100 km der drittkleinste Planet des
Sonnensystems. Sie zählt zu den vier erdähnlichen Planeten, die auch terrestrische oder
Gesteinsplaneten genannt werden.
Venus ist der Planet, der auf seiner Umlaufbahn der Erdbahn mit einem minimalen Abstand von 38
Mio. km am nächsten kommt. Sie hat fast die gleiche Größe wie die Erde, unterscheidet sich aber
in Bezug auf die Geologie und vor allem hinsichtlich ihrer Atmosphäre.
Nach dem Mond ist sie das hellste natürliche Objekt am nächtlichen Sternenhimmel. Da die Venus
als einer der unteren Planeten morgens oder abends am besten sichtbar ist und nie gegen
Mitternacht, wird sie auch Morgenstern sowie Abendstern genannt. Sie ist auch gut am Taghimmel
beobachtbar, schon mit kleinen Fernrohren – und öfter sogar mit freiem Auge.
Das astronomische Symbol des Planeten Venus gilt als stilisierte Repräsentation des
Handspiegels der namensgebenden römischen Liebesgöttin Venus (Zeichen der Frau)
Temperaturen
710 K – 770K
Atmosphäre
Die Atmosphäre der Venus besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid. Stickstoff macht 3,5% aus,
Schwefeldioxid, Argon und Wasser kommen in Spuren vor. Die absolute Menge des Stickstoffs
entspricht aufgrund der großen Gesamtmasse der Atmosphäre etwa dem Fünffachen in der
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Erdatmosphäre. Die Masse der Venusatmosphäre beträgt rund das 90-fache der Lufthülle der
Erde und bewirkt am mittleren Bodenniveau einen Druck von 92 bar. Dies kommt dem Druck in gut
910m Meerestiefe gleich. Die Dichte der Atmosphäre ist an der Oberfläche im Mittel etwa 50 Mal
so hoch wie auf der Erde.
Die Atmosphäre der Venus ist von außen völlig undurchsichtig. Das liegt jedoch nicht so sehr an
der Masse beziehungsweise der sehr hohen Dichte der Gashülle, sondern hauptsächlich an einer
stets geschlossenen Wolkendecke. Diese befindet sich mit ihrer Unterseite in einer Höhe von etwa
50km und ist rund 20km dick. Ihr Hauptbestandteil sind zu etwa 75% Tröpfchen aus
Schwefelsäure. Größere Tröpfchen der Schwefelsäure regnen ab, aber nur bis unweit der
Unterseite der Wolkendecke, wo sie aufgrund der hohen Temperaturen verdampfen und sich
anschließend in Schwefeldioxid, Wasserdampf und Sauerstoff zersetzen. Nachdem diese Gase
bis in die obersten Wolkenbereiche aufsteigen, reagieren und kondensieren sie dort wieder zu
Schwefelsäure. Der Schwefel wurde ursprünglich von Vulkanen in Form von Schwefeldioxid
ausgestoßen.
Spekulation über Leben in der Atmosphäre
Es gibt eine Spekulation, dass es in der Venusatmosphäre Leben geben könnte. Dies könnte unter
anderem das Fehlen oder das Vorhandensein bestimmter Gase erklären. Darüber hinaus fand die
Pioneer-Venus-Eintauchkapsel in den Wolken Partikel in Bakteriengröße.
Oberfläche
Der Boden der Venus ist ständig dunkelrotglühend (kaum wahrnehmbar für Menschen).
Aufgrund der sehr hohen Temperaturen gibt es keine Gewässer. Das Relief wird
hauptsächlich von sanft gewellten Ebenen beherrscht.
Vulkane kommen auf der Venus mindestens so zahlreich vor wie auf der Erde. Es gibt ganze
Felder von Schildvulkanen und Felder mit Hunderten kleiner Vulkankuppen und -kegeln. Die Zahl
der kleinen vulkanischen Erhebungen geht weit über 50.000 hinaus. Von Vulkanen mit einer
mindestens 100 km durchmessenden Basis gibt es nicht weniger als 167 Exemplare.
Geschichtliche
Seit der Antike wurde sowohl für den Planeten als auch für die Göttin Venus das
Pentagramm als Symbol benutzt. Der Ursprung dieser Symbolik liegt anscheinend in der
besonderen periodischen Bewegung des Planeten, dessen auffälligste Positionen am
Sternenhimmel im Zeitraum von acht Jahren ein recht exaktes Pentagramm beschreiben.
Es gibt Vermutungen, dass die Griechen die Olympischen Spiele der Antike nach diesem
Zyklus ausgerichtet haben. Das heute bekannte Venussymbol
steht ebenfalls sowohl für
die Göttin, als auch in der Astronomie und Astrologie für den Planeten. In der Astrologie ist
die Venus unter anderem auch das Symbol des Bindungsvermögens. Darüber hinaus steht
dieses Venussymbol seit dem Altertum auch für das PlanetenmetallKupfer, das als
Spiegelmetall der Liebes- und Schönheitsgöttin dem Planeten zugeordnet wurde. Durch
die allgemeine Zuordnung eines weiblichen Charakters in der abend- und
morgenländischen Kultur steht das Symbol der Venus in der heutigen Gesellschaft auch
für die Weiblichkeit und in der Biologie für das weibliche Geschlecht.
Posten 4: der Mars
Der Mars ist, von der Sonne aus gesehen, der vierte Planet in unserem Sonnensystem und der
äußere Nachbar der Erde. Er zählt zu den erdähnlichen Planeten. Der Mars ist mit einem
Durchmesser von knapp 6800km etwa halb so groß wie die Erde und nach Merkur der
zweitkleinste Planet des Sonnensystems. Mit einer durchschnittlichen Entfernung von knapp 228
Millionen km ist er rund 1,5 mal so weit von der Sonne entfernt wie die Erde. Wegen seiner
orange- bis blutroten Farbe wurde er nach dem römischen Kriegsgott Mars benannt und wird oft
auch als der Rote Planet bezeichnet. Diese Färbung geht auf Eisen (III)-oxid-Staub (Rost) zurück,
der sich auf der Oberfläche und in der Atmosphäre verteilt hat. Er besitzt zwei kleine,
unregelmäßig geformte Monde: Phobos und Deimos und (griechisch für Furcht und Schrecken).
Das astronomische Symbol des Mars ist das männliche.
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Seine Oberfläche beträgt etwa ein Viertel der Erdoberfläche, seine Masse ein Zehntel der
Erdmasse. Die Oberfläche des Mars entspricht mit 144Mio. km 2 ungefähr der Gesamtoberfläche
aller Kontinente der Erde (149 Mio. km2).
Der Mars besitzt eine sehr dünne Atmosphäre. Dadurch ist der Atmosphärendruck sehr niedrig
und Wasser kann nicht in flüssiger Form auf der Marsoberfläche existieren, ausgenommen
kurzzeitig in den tiefstgelegenen Gebieten.
Atmosphäre und Klima
Da die dünne Marsatmosphäre nur wenig Sonnenwärme speichern kann, sind die
Temperaturunterschiede auf der Oberfläche sehr groß. Die Temperaturen erreichen in
Äquatornähe etwa 20°C am Tag und sinken bis auf 8 5°C in der Nacht. Die mittlere Temperatur
des Planeten liegt bei etwa 5 5°C.
Atmosphäre Zusammensetzung
Die Marsatmosphäre besteht zu 95,3% aus Kohlendioxid. Außerdem kommen noch 2,7%
Stickstoff, 1,6% Argon, geringe Anteile an Sauerstoff, Kohlenmonoxid, sowie Spuren von
Sauerstoff vor. Die Atmosphäre ist ziemlich staubig. Sie enthält Partikel mit etwa 1,5 μm
Durchmesser, die den Himmel über dem Mars in einem blassen gelb- bis orange-braunen Farbton
erscheinen lassen.
Der atmosphärische Druck beträgt auf der Oberfläche des Mars im Schnitt nur 6,36 hPa
(Hektopascal). Im Vergleich zu durchschnittlich 1013 hPa auf der Erde sind dies nur 0,63% und
entspricht dem Luftdruck der Erdatmosphäre in 35 Kilometern Höhe. Die Atmosphäre wurde
wahrscheinlich im Laufe der Zeit vom Sonnenwind regelrecht abgetragen und in den Weltraum
mitgerissen. Dies wurde durch die geringe Schwerkraft des Planeten und sein schwaches
Magnetfeld begünstigt, das kaum Schutz vor den hochenergetischen Partikeln der Sonne bietet.
Da die Atmosphäre des Mars sehr viel dünner als die irdische ist, beträgt die Distanz der Moleküle
zueinander das 120-fache. Auf der Erde ist ein durchschnittlicher Schrei, je nach Bedingungen,
etwa 1,2km weit zu hören. Am Mars ist er jedoch kaum mehr als 16 m zu hören, vorausgesetzt
man könnte die Luft aus Kohlendioxid atmen. Weil sich der Schall in der Marsatmosphäre
langsamer als in unserer Atmosphäre ausbreitet, würde die eigene Stimme auch deutlich tiefer
klingen.
Klima und Wetter
Abhängig von den Jahreszeiten und der Intensität der Sonneneinstrahlung finden in der
Atmosphäre dynamische Vorgänge statt. Die vereisten Polkappen verdunsten im Sommer
teilweise, und sublimierter Wasserdampf bildet ausgedehnte Zirruswolken. Die Polkappen selbst
bestehen aus Kohlendioxideis und Wassereis.Mit Hilfe des Lasers LIDAR der Raumsonde
Phoenix wurde 2009 entdeckt, dass in der zweiten Nachthälfte fünfzig Tage nach der
Sonnenwende winzige Eiskristalle aus dünnen Zirruswolken auf den Marsboden fielen.
Stürme
Während des Marsfrühjahrs können in den ausgedehnten flachen Ebenen heftige Staubstürme
auftreten, die mitunter große Teile der Marsoberfläche verhüllen.Die Aufnahmen von Marssonden
zeigen mitunter Windhosen, die über die Marsebenen ziehen und auf dem Boden dunkle Spuren
hinterlassen. Die Windgeschwindigkeiten können bis zu 650 km/h erreichen.
Oberfläche
Typisches Felsengestein auf der Marsoberfläche (aufgenommen von Mars Pathfinder).
Wegen seiner mysteriösen roten Färbung hat der Mars schon immer die Menschen fasziniert. Die
Farbe verdankt der Planet dem Eisenoxidstaub, der sich auf der Oberfläche und in der
Atmosphäre verteilt hat. Somit ist der Rote Planet ein „rostiger Planet“. An den Landestellen der
Marssonden sind Gesteinsbrocken, sandige Böden und Dünen sichtbar. Die Marsgesteine weisen
an der Oberfläche eine blasenartige Struktur auf. Sie ähneln in ihrer Zusammensetzung irdischen
Basalten. Die Böden sind offensichtlich durch die Verwitterung von eisenhaltigen, vulkanischen
Basalten entstanden.
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Polkappen
Der Mars besitzt zwei auffällige Polkappen, die zum größten Teil aus gefrorenem Kohlendioxid
(Trockeneis) sowie einem geringen Anteil an Wassereis zusammengesetzt sind. Die nördliche
Polkappe hat während des nördlichen Marssommers einen Durchmesser von rund
1000Kilometern. Ihre Dicke wird auf 5km geschätzt. Die südliche Polkappe ist mit 350km
Durchmesser und einer Dicke von 1½ km weniger ausgedehnt. Die Polarkappen zeigen
spiralförmige Einschnitte, deren Entstehung bislang nicht geklärt ist. Wenn im Sommer die
jeweiligen Polkappen teilweise abschmelzen, werden darunter geschichtete Ablagerungen
sichtbar, die möglicherweise abwechselnd aus Staub und Eis zusammengesetzt sind. Im
Marswinter nimmt der Durchmesser der dann jeweils der Sonne abgewandten Polkappe durch
ausfrierendes Kohlendioxid wieder zu. Da ein größerer, stabilisierender Mond fehlt, taumelt der
Mars mit einer Periode von etwa 5 Millionen Jahren. Die Polarregionen werden daher immer
wieder soweit erwärmt, dass das Wasser schmilzt. Durch das abfließende Wasser entstehen die
Riemen und Streifen an den Polkappen.
Wasservorkommen
Der Mars erscheint uns heute als trockener Wüstenplanet. Die bislang vorliegenden Ergebnisse
der Marsmissionen lassen jedoch den Schluss zu, dass die Marsatmosphäre in der Vergangenheit
(vor Milliarden Jahren) wesentlich dichter war und auf der Oberfläche des Planeten reichlich
flüssiges Wasser vorhanden war.
Eisvorkommen an den Polen
Durch Radarmessungen mit der Sonde Mars Express wurden in der Südpolarregion, dem Planum
Australe, Ablagerungsschichten mit eingelagertem Wassereis entdeckt, die weit größer und
tiefreichender sind, als die hauptsächlich aus Kohlendioxideis bestehende Südpolkappe. Die
Wassereisschichten bedecken eine Fläche, die fast der Größe Europas entspricht und reichen in
eine Tiefe von bis zu 3,7 Kilometer. Das in ihnen gespeicherte Wasservolumen wird auf bis zu 1,6
Millionen Kubikkilometer geschätzt – circa zwei Drittel des irdischen Grönlandeispanzers – was
laut der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ausreichen würde, die Marsoberfläche mit
einer etwa 11 Meter dicken Wasserschicht zu bedecken.Da der Druck der Marsatmosphäre so
gering ist, kann „normales“ Wasser an der Oberfläche nicht für längere Zeiträume existieren.
Außerdem ist es auf der Oberfläche zu kalt dafür.
Beschäftigung mit dem Mars von Antike bis in die Neuzeit
Der Mars bewegte die Menschheit von alters her besonders. Im alten Ägypten wurde Mars als
„Horus der Rote“ bezeichnet. Da der Planet sich während seiner Oppositionsschleife
(Planetenschleife) zeitweise rückläufig bewegt, sprachen die Ägypter davon, dass Mars rückwärts
wandere. Der Name der ägyptischen Hauptstadt „Kairo“ leitet sich von „Al Qahira“ ab, dem
altarabischen Namen für den Planeten Mars.
Im indischenSanskrit wird der Mars als „Mangal“ (verheißungsvoll), „Angaraka“ (Glühende Kohle)
und „Kuja“ (der Blonde) bezeichnet. Er repräsentiert kraftvolle Aktion, Vertrauen und Zuversicht.
Aufgrund seiner (blut)roten Färbung wurde der Mars in verschiedenen Kulturen mit den Gottheiten
des Krieges in Verbindung gebracht. Die Babylonier sahen in ihm Negral, den Gott der Unterwelt,
des Todes und des Krieges. Für die Griechen und Römer der Antike repräsentierte er deren
Kriegsgötter Ares beziehungsweise Mars. In der Astrologie ist Mars unter anderem das Symbol der
Triebkraft. Es wird dem Element Feuer, dem Planetenmetall Eisen, den Tierkreiszeichen Widder
und Skorpion sowie dem 1. Haus zugeordnet.
Posten 5: Der Jupiter
Jupiter ist mit einem Äquatordurchmesser von 142.800 Kilometern der größte Planet des
Sonnensystems. Er ist mit einer durchschnittlichen Entfernung von 778 Millionen Kilometern von
der Sonne aus gesehen der fünfte Planet. Aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung zählt
er zu den Gasplaneten („Gasriesen“) und hat keine sichtbare feste Oberfläche.
Diese Gasriesen werden nach ihm auch als jupiterähnliche (jovianische) Planeten bezeichnet, die
im Sonnensystem auch die Gruppe der äußeren Planeten bilden. In dieser Gruppe ist er der
innerste und läuft in äußerer Nachbarschaft des Asteroidengürtels um die Sonne.
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Als eines der hellsten Objekte des Nachthimmels ist er nach dem römischen Hauptgott Jupiter
benannt. In Babylonien galt er wegen seines goldgelben Lichts als Königsstern (siehe auch Stern
von Betlehem). Sein astronomisches Symbol ist ♃.
Physikalische Eigenschaften
Äquator- – Poldurchmesser*
142.984 – 133.708km
Masse
1,899 · 1027 kg
Mittlere Dichte
1,326 g/cm3
Jupiter ist der massereichste Planet in unserem Sonnensystem. Er besitzt 2,5-mal so viel Masse
wie alle sieben anderen Planeten zusammen. Die Masse Jupiters entspricht 318 Erdmassen
beziehungsweise dem 1048. Teil der Sonnenmasse.
Jupiter ist nicht nur der schwerste, sondern mit einem Durchmesser von etwa 143.000 Kilometern
auch der größte Planet unseres Sonnensystems. Sein Durchmesser entspricht rund elf mal dem
der Erde beziehungsweise einem Zehntel des Sonnendurchmessers.
In einer Wolkenschicht südlich des Äquators befindet sich der größte Wirbelsturm des
Sonnensystems, der Große Rote Fleck (GRF), der schon vor 300 Jahren beobachtet werden
konnte. Außerdem besitzt Jupiter ein kleines Ringsystem und 63 bekannte Monde, von denen die
vier größten, die Galileischen Monde Ganymed, Kallisto, Europa und Io, auch mit kleinen
Fernrohren wahrgenommen werden können. Auch die bis zu fünf Äquatorstreifen können mit
einfachen Fernrohren beobachtet werden.
Jupiter besitzt fast die Maximalausdehnung eines „kalten“, aus Wasserstoff bestehenden Körpers.
„Kalt“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass in dem Himmelskörper kein Wasserstoff zu
Helium fusioniert und ihn zu einem Stern aufheizt. Jupiter müsste mindestens etwa 70-mal
schwerer sein, um den kleinstmöglichen Stern mit Kernfusion, einen roten Zwerg, zu bilden.
Die Temperatur beträgt 165 K (−108 °C) und bei 10 kPa (0,1 bar) Druck 112 K (−161 °C).
Die Monde
Jupiter besitzt 63 bekannte Monde (Stand: November 2005).
Die Galileischen Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto mit Durchmessern zwischen 3122 und
5262 km (Erddurchmesser 12.740 km) wurden 1610 unabhängig voneinander durch Galileo Galilei
und Simon Marius entdeckt. Alle anderen Monde, mit Ausnahme der 1892 entdeckten Amalthea,
wurden erst im 20. oder 21. Jahrhundert gefunden. Die Galileischen Monde sind die größten
Jupitermonde und haben planetennahe, nur wenig geneigte Bahnen. Die erste mathematische
Berechnung der Bahnen der Jupitermonde wurde 1945 von Pedro Elias Zadunaisky in seiner
Dissertationsschrift bei Beppo Levi durchgeführt.
Io hat einen Durchmesser von 3643 km und umkreist Jupiter in einem Abstand von 421.600 km.
Sie besteht aus einem Eisenkern und einem Mantel. Io besitzt eine sehr dünne Atmosphäre,
hauptsächlich bestehend aus Schwefeldioxid. Da in ihrem Inneren geologische Prozesse ablaufen,
befinden sich auf ihrer Oberfläche zahlreiche Vulkane.
Ganymed befindet sich in einer Entfernung von 1.070.000 km. Sein Durchmesser liegt bei 5262
km. Damit ist er der größte Mond im Sonnensystem. Er besteht aus einem Eisenkern, einem
Felsmantel und einem Eismantel. Außerdem besitzt er ein eigenes Magnetfeld.
Kallisto hat einen Durchmesser von 4821 km und einen Abstand von 1.883.000 km zu Jupiter. Sie
besteht aus einem Eisen-Stein-Gemisch und einer Eiskruste. Forscher fanden auf ihr Anzeichen
für Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen, die zu den Grundvoraussetzungen für Leben gehören.
Auch im Innern von Kallisto gibt es wahrscheinlich Schichten aus flüssigem Wasser.
Der Mond Europa
Europa (auch Jupiter II) ist mit einem Durchmesser von 3121km der zweitinnerste und kleinste der
vier großen Monde des Planeten Jupiter und der sechstgrößte im Sonnensystem. Obwohl die
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Temperatur auf der Oberfläche von Europa maximal −150°C erreicht, vermutet man, dass sich
unter einer Kruste aus Wassereis ein bis zu 100km tiefer Ozean aus Wasser befinden könnte.
Eisvorkommen und Ozean
Die glatte Oberfläche und die Strukturen erinnern sehr stark an Eisfelder in Polarregionen auf der
Erde. Es wird vermutet, dass sich unter Europas Kruste aus Wassereis ein Ozean aus flüssigem
Wasser befindet, der durch die Wirkung von Gezeitenkräften erwärmt wird. Bei den kalten
Oberflächentemperaturen ist Wassereis hart wie Gestein. Die größten sichtbaren Krater wurden
offensichtlich mit frischem Eis ausgefüllt und eingeebnet. Dieser Mechanismus sowie
Berechnungen der durch die Gezeitenkräfte verursachten Erwärmung lassen darauf schließen,
dass Europas Eiskruste etwa 10 bis 15km stark ist. Der darunter liegende Ozean könnte eine Tiefe
von bis zu 100km aufweisen. Die Wassermenge würde damit mehr als das Doppelte der irdischen
Ozeane ausmachen.
Spekulationen über Leben auf Europa
Das mögliche Vorhandensein von flüssigem Wasser ließ Spekulationen darüber aufkommen, ob in
Europas Ozeanen Formen von Leben existieren können. Auf der Erde wurden Lebensformen
entdeckt, die unter extremen Bedingungen auch ohne das Vorhandensein von Sonnenlicht
bestehen können, etwa in den hydrothermalen Quellen (Schwarze Raucher) der Tiefsee oder im
antarktischen Wostoksee.
Geschichtliches zu Jupiter
Der Name „Jupiter“ geht auf das proto-indoeuropäisch *dyeu ph2ter zurück, was „Gott-Vater“
bedeutet. In der Astrologie steht Jupiter unter anderem für Expansion, Glück, Religion und
Philosophie. Jupiter wird dem Element Feuer, den Tierkreiszeichen Schütze und Fische und dem
9.Haus zugeordnet.
Wegen der Zuordnung Jupiters zu Glück und Heiterkeit wurde aus dem lateinischen Wort iovialis
(„zu Jupiter gehörend“) das Wort Jovialität abgeleitet.
Posten 6: Der Saturn
Der Saturn ist mit einem Äquatordurchmesser von etwa 120.500 km der zweitgrößte Planet des
Sonnensystems und wird in seiner Größe nur von Jupiter übertroffen. Saturn ist mit einer
durchschnittlichen Entfernung zur Sonne von knapp 1,43 Milliarden km der sechste Planet des
Sonnensystems, seine Bahn verläuft zwischen der von Jupiter und der des sonnenferneren
Uranus. Er ist der äußerste Planet, der mit bloßem Auge problemlos erkennbar ist, und war daher
schon Jahrtausende vor der Erfindung des Fernrohrs bekannt.
Er ist ein Gasplanet, dessen untersuchte obere Schichten zu etwa 96% Stoffanteil aus Wasserstoff
bestehen, und der von allen Planeten des Sonnensystems die geringste mittlere Dichte (etwa
0,69g/cm³) aufweist. Von den anderen Planeten hebt sich der Saturn durch seine besonders
ausgeprägten und schon in kleinen Fernrohren sichtbaren Ringe ab, die zu großen Teilen aus
Wassereis und Gesteinsbrocken bestehen.
Sein scheinbarer Winkeldurchmesser beträgt je nach Erdentfernung zwischen 15" und 20", jener
der Ringe zwischen 37" und 46". Die sogenannten Äquatorstreifen von Saturns Wolkenschichten
sind weniger deutlich als bei Jupiter, was wahrscheinlich mit einer hochlagernden Dunstschicht
zusammenhängt.
Bis zum Jahresende 2009 wurden 62 Saturnmonde entdeckt, der größte davon ist Titan mit
5150km Durchmesser.
Sein Zeichen ist eine stilisierte Sichel: ♄.
Physikalische Eigenschaften
Äquator- – Poldurchmesser*
120.536 – 108.728km
Masse
5,685 · 1026kg
Mittlere Dichte
0,687g/cm3
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Hauptbestandteile
(Stoffanteil der oberen Schichten)
Wasserstoff (H2): 96,3 ± 2,4%
Helium: 3,25 ± 2,4%
Methan: 0,45 ± 0,2%
Ammoniak: 0,026 ± 0,004%
Der Saturn gehört zu den sogenannten Gasriesen. Obwohl sein Volumen 58% des Volumens des
Jupiters entspricht, beträgt seine Masse weniger als ein Drittel der Jupitermasse (etwa 95
Erdmassen). Der Saturn hat daher eine sehr geringe mittlere Dichte von nur 0,687g/cm³. Im
Durchschnitt ist sein Material also leichter als Wasser unter Normalbedingungen, was für keinen
anderen Planeten unseres Sonnensystems zutrifft.
Die Temperatur beträgt bei 1 Bar Atmosphärendruck (dies wird bei Gasplaneten allgemein als
„Oberfläche“ definiert) 134 K (−139 °C) und bei 0,1 Bar Druck 84 K (−189°C).
Die Saturnringe
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 Eis-, aber auch aus Gesteinsbrocken, 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 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.
Zur Entstehung der Saturnringe gibt es verschiedene Theorien. Nach der von Édouard Albert
Roche bereits im 19. Jahrhundert vorgeschlagenen Theorie entstanden die Ringe durch einen
Mond, der sich dem Saturn so weit genähert hat, dass er durch Gezeitenkräfte
auseinandergebrochen ist.
Monde
Von den heute 62 bekannten Monden ist Titan der größte mit einem Durchmesser von 5150km.
Die vier Monde Rhea, Dione, Tethys und Iapetus besitzen Durchmesser zwischen 1050km und
1530km. Telesto, Tethys und Calypso bewegen sich mit jeweils 60 Grad Versatz auf derselben
Bahn um den Saturn. Ein zweites Gespann von „Trojaner-Monden“ sind Helene (SaturnXII –
S/1980 S 6) und Polydeuces, die sich unter je 60 Grad Versatz eine Bahn mit Dione teilen.
Eine weitere Besonderheit stellen die Monde Janus und Epimetheus dar, welche auf zwei fast
gleichen Umlaufbahnen den Saturn umlaufen. Alle vier Jahre kommen sie sich sehr nahe und
tauschen durch die gegenseitige Anziehungskraft ihre Umlaufbahnen um den Saturn.
Geschichtliches
Da der Saturn mit bloßem Auge gut sichtbar ist und als Wandelstern auffällt, wurde er schon im
Altertum mit mythologischen Deutungen belegt. Im Alten Ägypten symbolisierte er als Hor-ka-pet
(Himmelsstier) die Gottheit Horus. Die Sumerer nannten ihn Lubat-saguš („Stern der Sonne“),
während die Babylonier Saturn bezüglich seiner Umlaufgeschindigkeit Kajamanu („der
Beständige“) nannten. Die Römer sahen in ihm den Planeten des Gottes Saturn, während er im
antiken Griechenland als Planet des Gottes Kronos galt. In der hinduistischen Astrologie
bezeichnet Navagraha den Saturn als Shani . In der mittelalterlichen Astrologie stand Saturn –der
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traditionell mit einer Sichel oder Sense dargestellt wird– für Unglück: Sorgen, Melancholie,
Krankheiten und harte Arbeit, jedoch auch für Ordnung und Maß.
In der chinesischen und japanischen Kultur steht der Saturn für die Erde. Dies basiert auf der
Fünf-Elemente-Lehre. Die osmanische und indonesische Sprache bezeichnet Saturn als Zuhal,
abgeleitet vom arabischen ‫زحل‬. Im hebräischen wird Saturn als Shabbathai bezeichnet.
Außerdem vermutete Konradin Ferrari d'Occhieppo schon 1965, dass der Stern von Betlehem
eine sehr seltene und enge dreifache Saturn-Jupiter-Konjunktion im Sternzeichnen Fische war.
Dabei trafen sich die beiden Gasriesen im Jahre 7 vor Christus dreimal, am 27. Mai, 6. Oktober
und 1. Dezember. Dieses Jahr scheint gut in den ungefähren Zeitraum der Geburt Jesu zu passen.
Babylonische Astronomen könnten das Treffen der Planeten Saturn und Jupiter als wichtigen
Hinweis gedeutet haben.
Der englische Tagesname Saturday bezieht sich noch deutlich auf den Planeten Saturn, der als
einer der sieben Wandelsterne des geozentrischen Weltbilds unter den sieben babylonischen
Wochentagen zum ursprünglichen Namensgeber des heutigen Samstag wurde.
Posten 7: Uranus
Uranus (latinisiert, altgr.οὐρανός [uranós], ‚Himmel‘) ist von der Sonne aus mit einer
durchschnittlichen Sonnenentfernung von ca. 2,9 Milliarden km 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 Durchmesser des Gasplaneten ist mit über 51.000 km. Das Volumen ist etwa 65 Mal so groß
wie das der Erde. Uranus ist nur unter günstigen Umständen freiäugig sichtbar. Seine blassgrüne
Scheibe ist von der Erde aus betrachtet etwa 3,5" groß und nur in Fernrohren ab 10 cm Öffnung
zu erkennen. Physikalisch ist Uranus mit dem Neptun vergleichbar und nimmt nach ihm mit rund
14 Erdmassen in der Massenrangfolge im Sonnensystem unter den Planeten den vierten Platz
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.
Das astronomische Symbol des Uranus ist dem Marssymbol ähnlich. Im Unterschied zu diesem
hat der Kreis einen Zentralpunkt, und der Pfeil auf dem Kreis steht senkrecht.
Physikalische Eigenschaften
Äquator – Poldurchmesser*
51.118 – 49.946km
Masse
8,683 · 1025kg
Mittlere Dichte
1,27g/cm3
Hauptbestandteile
(Stoffanteil der oberen Schichten)
Wasserstoff: 82,5%
Helium: 15,2%
Methan: 2,3%
Uranus hat eine für Gasplaneten typisch niedrige Dichte von 1,27g/cm³. Der Äquatordurchmesser
beträgt 51.118km. Dies entspricht etwa dem vierfachen Erddurchmesser. Er ist nach Jupiter und
Saturn der drittgrößte Planet des Sonnensystems, jedoch auf Grund seiner geringen Dichte
weniger massereich als Neptun.
Posten 8: Neptun
Neptun ist von der Sonne aus gezählt mit einer Entfernung von durchschnittlich 4,5 Milliarden km
der achte und äußerste Planet im Sonnensystem. Er wurde im Jahr 1846 aus Bahnstörungen des
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Uranus entdeckt und zeigt eine Scheibe von 2". Daher ist er mit einem Durchmesser von fast
50.000km (knapp 4 × Erde, 57,74-faches Erdvolumen) nach Uranus der viertgrößte Planet des
Sonnensystems. Neptun bildet zusammen mit dem Uranus die Untergruppe der „Eisriesen“.
Von Neptun sind derzeit 13 Monde bekannt. Der mit Abstand größte unter ihnen ist Triton mit
2700km Durchmesser.
Der Gasplanet ist nach Neptun, dem römischen Gott des Meeres und der Fließgewässer, benannt.
Sein Zeichen ♆ ist ein stilisierter Dreizack, die Waffe des Meeresgottes.
Physikalische Eigenschaften [2]
Äquator – Poldurchmesser*
49.528 – 48.682 km
Masse
1,0243 · 1026kg
Mittlere Dichte
1,638 g/cm3
Hauptbestandteile
(Stoffanteil der oberen Schichten)
(H2): 80,0 ± 3,2%
Helium: 19,0 ± 3,2%
Methan: 1,5 ± 0,5%
Wasserstoff Deuteride(HD): ~0,019%
Ethan: ~0,00015%
Neptun, der viertgrößte Planet des Sonnensystems, gehört mit einem Durchmesser von knapp
50.000km zu den Gasriesen. Mit einer Dichte von 1,64g/cm³ ist er der kompakteste Gasplanet.
Auch wenn Neptun etwas kleiner ist als Uranus, ist Neptun mit der 17-fachen Erdmasse massiver.
Jupiter ist immerhin noch 18-mal massereicher als Neptun. Die Schwerkraft auf Neptun wird nur
von Jupiters Schwerkraft überboten. Nur diese beiden Gasplaneten weisen von allen Planeten im
Sonnensystem eine höhere Schwerkraft als die Erde auf.
Da Neptun die Sonne in großem Abstand umläuft, empfängt er nur wenig Wärme von der Sonne.
Seine Temperatur beträgt in der Tiefe, bei der ein Druck von 0,1 Bar herrscht, etwa −218°C (55K)
und bei 1Bar −201°C (72K).Damit ist der Planet einer der kältesten Orte des Sonnensystems.
Bei Neptun sind 13 Monde bekannt. Der bei weitem größte von ihnen ist Triton. Er wurde 17 Tage
nach der Entdeckung des Neptun von William Lassell entdeckt. Aufgrund seiner großen Nähe zu
Neptun ist er zu einer gebundenen Rotation gezwungen. Möglich wäre es, dass Triton einmal ein
Objekt des Kuipergürtels war und von Neptun eingefangen wurde. Triton ist mit Temperaturen von
38K das kälteste jemals im Sonnensystem gemessene Objekt.
Durch die Sonde wurden vier Ringe gefunden und die Ringbögen nachgewiesen. Mit Hilfe ihres
„Planetary Radio Astronomy Instruments“ konnte ein Neptuntag auf 16 Stunden und 7 Minuten
bestimmt werden. Es wurden Polarlichter (Auroras) entdeckt, die ähnlich der irdischen, jedoch viel
komplexer als diese waren.
Posten 9: Das Sonnensystem
Das Sonnensystem umfasst die Sonne, die sie umkreisenden Planeten, die durch die
Anziehungskraft der Sonne in einer himmelsmechanisch Ordnung zusammengehalten werden.
Dem Sonnensystem gehört auch die Erde an.
Um die Reihenfolge der Planeten von der Sonne her zu merken kannst du dir folgenden
Satz einprägen: „Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unsere neun Planeten.“ (Merkur,
Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto)
Planet
Abstände von der Sonne aus:
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Merkur
5´790´000´000´000 cm =
Venus
10´820´000´000´000 cm =
Erde
14´960´000´000´000 cm =
Mars
22´790´000´000´000 cm =
Jupiter
77´830´000´000´000 cm =
Saturn
142´900´000´000´000 cm =
Uranus
287´500´000´000´000 cm =
Neptun
450´400´000´000´000 cm =
Nach den ausgereifteren Ansichten der heutigen Zeit bewegte sich vor etwa 4,6 Milliarden Jahren
an Stelle des Sonnensystems eine ausgedehnte Materiewolke um ein gemeinsames Zentrum
innerhalb des Milchstraßensystems. Die Wolke bestand zu über 99% aus den Gasen Wasserstoff
und Helium. Durch Anziehung verdichteten sich die Teile und es entstand die Sonne und die sie
umgebenden Planeten.
Posten 10: Der Erdenmond
Der Mond (lateinisch Luna) ist der einzige natürliche Satellit der Erde. Seit den Entdeckungen von
Trabanten bei anderen Planeten des Sonnensystems, im übertragenen Sinn zumeist als Monde
bezeichnet, wird er zur Vermeidung von Verwechslungen auch Erdmond genannt. Er ist mit einem
Durchmesser von 3476 km der fünftgrößte Mond des Sonnensystems. Die Schwerkraft auf dem
Mond beträgt 1/6 des irdischen Werts.
Aufgrund seiner verhältnismäßigen Nähe ist er der einzige fremde Himmelskörper, der bisher von
Menschen betreten wurde und somit auch der am weitesten erforschte. Trotzdem gibt es noch
viele Unklarheiten, etwa in Bezug auf seine Entstehung und manche Geländeformen. Man geht
davon aus, dass es mit einem Asteroiden einen Zusammenstoss gab, und Masse aus der Erde
herausgerissen wurde. Diese Masse bildete dann den Mond. Die jüngere Entwicklung des Mondes
ist jedoch weitgehend geklärt.
Sein astronomisches Symbol ☾ ist die, von der irdischen Nordhalbkugel aus betrachtete,
abnehmende Mondsichel.
Chemische Zusammensetzung der Mondkruste
Die Mondkruste ähnelt in ihrer Zusammensetzung der des irdischen Basalts. Sie besteht aus
Aluminiumsilikaten und Kalzium-, Eisen-, Magnesium- und anderen Metall-Oxiden sowie
Nichtmetallen und Gasen.
Wie ist der Mond entstanden?
Nach einer Theorie kollidierte in der Frühphase der Planetenentwicklung ein etwa
marsgrosses Stück, das nach der Mutter der griechischen Mondgöttin Selene bisweilen
Theia genannt wird, mit der Proto-Erde (Gaia, nach der griechischen Göttin), die damals
bereits etwa 90% ihrer heutigen Masse hatte. Die Kollision erfolgte nicht frontal, sondern
streifend, sodass große Materiemengen, bestehend aus Teilen des Mantels des
marsgrossen Stückes und des Erdmantels, weggeschleudert. Aus den Trümmern der
Kollision bildete sich sofort (d.h. in weniger als 100Jahren) der Proto-Mond, der rasch alle
restlichen Trümmer einsammelte und sich nach knapp 10.000 Jahren zum Mond mit
annähernd heutiger Masse verdichtet haben muss.
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Wasser
Der Mond ist ein extrem trockener Körper. In den Proben, die von den Astronauten der ApolloMissionen zur Erde gebracht wurden, konnte Wasser erst im Jahre 2010 in Spuren sicher
nachgewiesen werden.
Jedoch konnten Wissenschaftler mit Hilfe eines neuen Verfahrens im Sommer 2008 winzige
Spuren von Wasser (bis zu 0,0046 %) in kleinen Glaskügelchen vulkanischen Ursprungs in ApolloProben nachweisen. Diese Entdeckung deutet darauf hin, dass bei der gewaltigen Kollision, durch
die der Mond entstand, nicht das ganze Wasser verdampft ist.
Außerdem hat die Lunar-Prospector-Sonde Hinweise auf Wassereis in den Kratern der
Polarregionen des Mondes gefunden; dieses Wasser könnte aus Kometenabstürzen stammen. Da
die polaren Krater aufgrund der geringen Neigung der Mondachse gegen die Ekliptik niemals
direkt von der Sonne bestrahlt werden und somit das Wasser dort nicht verdampfen kann, könnte
es sein, dass dort noch im Regolith gebundenes Wassereis vorhanden ist. Der Versuch, durch den
gezielten Absturz des Prospectors in einen dieser Polarkrater einen eindeutigen Nachweis zu
erhalten, schlug allerdings fehl.
Oberflächentemperatur
Aufgrund der langsamen Rotation des Mondes und seiner nur äußerst dünnen Gashülle gibt es
auf der Mondoberfläche zwischen der Tag- und der Nachtseite sehr große
Temperaturunterschiede. Am Tag erreicht die Temperatur eine Höhe von bis zu etwa 130 °C und
fällt in der Nacht bis auf etwa −160 °C ab. Als Durchschnittstemperatur ergeben sich 218 K = -55
°C. In manchen Gebieten gibt es lokale Anomalien, in Form von einer etwas höheren oder auch
etwas niedrigeren Temperatur an benachbarten Stellen.
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