Pluto

Pluto - Der seltsame Außenseiter

Physikalische Daten

Die Entdeckung des Pluto im Jahre 1930 war eher Zufall.
Der Astronom Clyde Tombaugh stellte Fotoplatten des Sternhimmels her.
Auf einer Weitwinkelaufnahme, die bei einstündiger Belichtung 160.000
punktförmige Sterne zeigt, entdeckte er einen kleinen
Lichtpunkt, der sich vor dem Sternenhimmel ein Stück
nach vorn bewegt hatte und das auf der Aufnahme
aus diesem Grund verwischt erschien. Mit bloßem
Auge ist der sonnenferne Wanderstern nicht zu erkennen
und selbst in den größeren Teleskopen zeigt er sich
nur als kleines Pünktchen. Da man bei Neptun
Bahnstörungen festgestellt hatte, waren neue
Berechnungen angestellt worden und Pluto
befand sich lediglich zwei Grad von
dem Ort entfernt, den der Amerikaner Lowell
errechnet hatte. Dennoch – inzwischen sind sich die
Wissenschaftler einig, dass Pluto unmöglich einen
so riesigen Planeten wie Neptun beeinflussen kann.
Bis in die 70er Jahre war man davon ausgegangen, dass Pluto
eine Größe von ungefähr 6000 km haben mußte,
doch inzwischen weiß man, dass sein Umfang kümmerliche
2324 km beträgt, damit ist er kleiner als der
Erdmond (3476 km). Seine Masse beträgt nur
1/400 der Erdmasse.

Seine mittlere Dichte
beträgt 2 g/cm³, die doppelte Dichte des
Wassers, also muß er zu einem großen Prozentsatz
aus Gestein bestehen. Über Plutos Aufbau läßt
sich nur spekulieren, da er als einziger Planet noch
keinen Besuch von der Erde hatte. Patrick Moore
geht davon aus, dass er einen Kern aus Silikaten besitzt, der
von einem dicken Eismantel umgeben ist. Durch eine
Sternbedeckung konnte eine dünne Atmosphäre nachgewiesen
werden, die vermutlich aus Methan, Stickstoff oder
einer Mischung besteht. Das Eigenartigste an Pluto ist
seine exzentrische Umlaufbahn, die eher an die Bahn
eines Kometen als eines Planeten erinnert.
Während seines Perihels befindet sich Pluto ein gutes
Stück innerhalb der Neptunbahn, aber die beiden
werden niemals aufeinanderprallen, da Plutos Bahn um
ganze 17 ° geneigt ist. 1989 befand er sich an
seinem sonnennächsten Punkt und erst am
11. 02. 1999 wurde er wiederder äußerste Planet unseres
Sonnensystems. Für eine Rotation um die eigene Achse braucht
er nur 6 Tage 9 Stunden, für einen Umlauf um die Sonne
hingegen geschlagene 248 Jahre. Seine Rotationsachse
ist um 122° geneigt. Die durchschnittliche
Oberflächentemperatur des Pluto beträgt –230 ° C.
Während seiner sonnenfernen Zeit, in einer Entfernung von 7,3
Milliarden km, wird es auf dem kleinen Kerl so bitterkalt, dass
seine eigene Atmosphäre auf ihn herabschneit. Pluto gibt den
Wissenschaftlern die meisten Rätsel auf. Man
war davon ausgegangen, dass sich in Sonnennähe die
erdähnlichen, festen Planeten, in Sonnenferne dagegen die
jupiterähnlichen Gasriesen formen würden, da das Gas
erst in den äußeren Regionen flüssig wird. Wie läßt
sich nun die Existenz eines kleinen, festen,
sonnenfernen Planeten erklären? Es existieren die
exotischsten Theorien. Eine davon besagte, dass
Pluto ein entflohener Mond des Neptun ist. Dafür
spricht, dass sich die Bahnen der beiden
überlappen und Pluto von Größe und Aussehen
her der Zwillingsbruder des Neptunmondes



Triton ist. Heute hingegen glauben die Wissenschaftler,
dass Triton einst eine ähnliche Bahn besaß wie
Pluto und schließlich von Neptun eingefangen wurde.
Auch mutmaßt man, dass Pluto eine Art Überbleibsel
ist, dass sich aus der überschüssigen Materie
zusammenballte, als das Sonnensystem entstand.
Doch inzwischen ist eine weitere Theorie auf
dem Markt, denn August 1992 entdeckten die
amerikanischen Astronomen David Jewitt und Jane Luu ein
Objekt, das weder in die Kategorie der Asteroiden noch der
Kometen paßte. Es wurde als Kuiper-Objekt bezeichnet und
besitzt eine Größe von 300 km. Da er sich innerhalb
der Plutobahn befindet, bezeichnet man ihn als "Transneptunier".
Seine elliptische Bahn um die Sonne wies verblüffende
Ähnlichkeit mit Plutos Bahn auf. Mittlerweile sind
ca. 90 Kuipers, darunter auch Kometen, bekannt und
es steht fest, dass sich jenseits der Plutobahn
eine ganze Ansammlung davon aufhält, der
sogenannte Kuiper-Gürtel. Nun rätseln die
Wissenschaftler, ob man Pluto tatsächlich noch als
Planet akzeptieren oder in die Familie der Kuipers eingliedern
sollte. Freilich wäre Pluto im Verhältnis zu den anderen
Kuipers ein ziemlich großes Familienmitglied, der bisher
Größte von allen. Jane Luu: "Wissenschaftlich gesehen
wäre es eleganter, Pluto zu den Kuiper-Objekten zu rechnen.
Denn dann hätten wir weniger Probleme mit der
gängigen Theorie, die die Entstehung der Planeten
beschreibt." Klarheit schaffen soll die Mission
Pluto-Kuiper-Express, ein Gemeinschaftsprojekt der
Amerikaner, Russen und Deutschen. Sie ist für den Anfang
des neuen Jahrtausends geplant und soll zwei identische
Flugkörper ins Plutosystem bringen, die einerseits den Planeten
und andererseits die Kuipers erforscht.

Der Mond des Pluto

1977 stellte sich heraus, dass Pluto, anders als Merkur
und Venus, kein einsamer Wanderer ist. Er wird von einem
Mond begleitet, den man Charon genannt hat, in der griechischen
Mythologie der Fährmann, der die Toten über den
Fluß der Unterwelt, Styx, rudert. Er besitzt einen
Durchmesser von 1270 km, also mehr als die Hälfte von Plutos
Durchmesser. Seine Masse beträgt 1/12 der Plutomasse.
Um seinen Herren einmal zu umrunden, braucht er
genau soviel Zeit, wie Pluto für eine Drehung um die
eigene Achse. Wenn man sich also auf dem Pluto
befindet, steht Charon bewegungslos am Himmel; sie
kreisen also wie eine Hantel auf der Plutobahn. Die
beiden werden von den Wissenschaftlern meist als
Doppelplanetensystem betrachtet, da Charon mehr
als halb so groß wie Pluto ist. Zum Vergleich: Das
Verhältnis Mond – Erde beträgt 1: 4. In den späten 80er
Jahren bedeckten Pluto und Charon einander
mehrfach, so dass die Astronomen zunächst Plutos, dann
Charons Spektrum bestimmen konnten. Nach dem
Spektrum zu schließen, hat Pluto eine Oberfläche aus
gefrorenem Methan und ein wenig Stickstoff,
während es auf Charon Anzeichen für Wassereis gibt,
auch wenn er keine Atmosphäre besitzt. Über
Pluto und Charon wird man wohl erst mehr erfahren,
wenn sich der Pluto-Kuiper-Express dem
System nähert. Bis dahin werden sich die
Planetenfreunde mit den Bildern
des HST zufriedengeben müssen.

Planet

PLANET

Ein Planet ist ein großer Himmelskörper, der von der Sonne oder einen anderen Stern angeleuchtet wird. d.h. das er nicht selber leuchtet, sondern nur dadurch so hell und sichtbar ist, weil er angeleuchtet wird. Er umkreist einen Stern, aber nicht irgendwie, sondern nach dem Keplerschen Gesetz in elliptischen Bahnen.

In unserem Sonnensystem umkreisen alle Planeten die Sonne. Diese heißen Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun (Pluto gehört nicht mehr zu den Planeten). Da die Planeten sich auf verschiedenen Bahnen befinden, brauchen sie unterschiedlich Zeit, die Sonne zu umkreisen. Die Erde ist viel näher an der Sonne als der Pluto, deshalb benötigt die Erde viel weniger Zeit, weil Planeten in Sonnennähe schneller sind, als wenn sie weiter weg wären. Uranus, Neptun und Pluto kann man mit dem bloßem Auge nicht sehen, die anderen Planeten konnte man schon seit dem Altertum sehen. Der kleinste Planet ist der Pluto und der größte Planet ist der Jupiter. Die Planeten sehen natürlich nicht gleich aus. Jupiter und Saturn haben Ringe, während die anderen nur "kugelförmig" sind ohne Ringe. Sie haben auch unterschiedliche Oberflächen und die Temperatur von den inneren Planeten ist ziemlich heiß ( Merkur, Venus, bei der Erde ist die Temperatur noch angenehm ) und die Temperatur der äußeren Planeten ist ziemlich kalt ( Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto ).d.h. es schwankt zwischen Hunderten von Plusgraden und Hunderten von Minusgraden. Merkur, Venus, Mars (natürlich auch die Erde ) sind erdähnliche Planeten, wobei Saturn, Uranus, Neptun, Pluto ( und auch Jupiter ) zu den jupiterähnlichen Planten gehören. Alle Planeten, bei denen eine Rotation festgelegt wurde, drehen sich rechtsläufig um ihre eigen Achse. Die Zeit, die ein Planet braucht, um die Sonne einmal zu umkreisen, heißt Planetenjahr. In unserem Sonnensystem sind nicht nur Planeten, sondern auch Planetoiden. Sie sind kleine Planeten, die nur mit dem Fernrohr zu sehen sind. Planetoiden sind nicht einzelne kleine Planeten, sondern sie bestehen aus großen Gruppen und sie bewegen sich nach dem Keplerschen Gesetz auf elliptischen Bahnen. Sie halten sich fast ausschließlich zwischen Mars und Jupiter auf und umkreisen auch die Sonne. Insgesamt gibt es in unserem Planetensystem ( auch Sonnensystem genannt ) ca. 50.000 Planetoiden, die vermutlich durch die Zerstörung eines sogenannten Mutterplaneten entstanden sind.

Orientierung am Sternenhimmel

Mit dem bloßen Auge kann man am Himmel etwa 2400 Sterne sehen und man hat schnell die Orientierung verloren. Dabei ist es gar nicht so schwer, sich am Sternenhimmel zurechtzufinden. Man muß nur versuchen, ein paar bekannte Sternbildern zu erkennen, dann kann man sich Schritt für Schritt den Rest des Himmels erschließen.

Das bekannteste Sternbild ist der "Große Wagen" - auch "Großer Bär" genannt. Im Frühling steht der große Wagen um Mitternacht genau senkrecht über uns. Im Herbst steht er dagegen tief über dem Nordhorizont. Wenn man dieses Sternbild gefunden hat, kann man sehr leicht den Nordpolarstern finden. Man verlängert die Hinterkante des "Großen Wagens" fünf mal und trifft auf den Norpolarstern im "Kleinen Wagen". Dieser Stern markiert etwa (bis auf 0.75°) den nördlichen Himmelspol, das heißt den Punkt, um den sich der gesammte Himmel zu drehen scheint. Der Polarstern steht immer im Norden, deswegen orientiert man sich immer dach diesem Stern.

Eine gute Hilfe bei der Orientierung ist eine sogenannte "Drehbare Sternkarte". Damit kann man den Sternenhimmel zu jeder Jahreszeit und Nachtstunde bestimmen.

Am Rand der Karte stellt man das Datum und die Uhrzeit ein. Der Ausschnitt der auf der Karte nicht abgedunkelt ist, ist dann gerade zu diesem Zeitpunkt zu sehen. Die Karte ist jedoch nicht nur Zeitabhängig sondern auch vom Ort abhängig. Diese Standartkarte ist für die Sternbeobachtung von Berlin aus konstruiert und zeigt den Südlichen Sternnenhimmel. Man kann aber auch von jeder anderen Stadt Deutschlands Sterne beobachten, ohne größere Abweichungen zu bemerken.
Um die Position eines Sternes zu bestimmen, gebe ich die Höhe und den Azimut an. Die Höhe geht von 0-90°. 0° ist der Horizont und 90° der Zenit.
Der Azimut ist der Winkel gegen Süden. 0° = Süden, 90 ° = Westen.

Newton

Newton

1642 - 1727

Newton war ein genialer Mathematiker. Im Zusammenhang mit der Astronomie ist besonders das von ihm formulierte Gravitationsgesetz wichtig.

Neptun

Neptun - Der blaue Zwillingsbruder des Uranus

Physikalische Daten

Fast alles, was wir über Neptun wissen, verdanken wir der einzigen
Raumsonde, die sich ihm je genähert hat: Voyager 2. Sein Äquatorumfang
beträgt 48600 km; nachastronomischen Verhältnissen ist er von der
Größe her mit Uranus identisch. Seine mittlere Dichte beträgt 1.66 g/cm³.
Daran zeigt sich bereits, dass er massereicher ist als Uranus.
Tatsächlich bringt es der blaue Gasriese auf 17fache Erdmasse.
Ingewisser Hinsicht bilden Uranus und Neptun ein Zwillingspaar.
Es gibt zwar deutliche Unterschiede, aber sie sind einander ähnlicher
als allen anderen Planeten, obwohl sie wie Jupiter und Saturn zu den
jupiterähnlichen Planeten gehören. Jupiter und Saturn sind viel
größer und massereicher und bestehen zum
Großteil aus Wasserstoff und Helium.

Genau wie bei Uranus, kann auch bei Neptun über den Aufbau
nichts Eindeutiges gesagt werden. Es wird vermutet, dass er
hauptsächlich aus Eis besteht und einen Kern aus Silikaten besitzt.
Neptuns obere Atmosphäre besteht zu 85% aus Wasserstoff,
einem beträchtlichen Anteil an Helium und etwas Methan.

Als Voyager 2 sich der südlichen Hemisphäre des Planeten näherte,
erkannte sie neben flauschigen weißen Wolken einen riesigen Fleck
von der Größe der Erde , der sich auf einer südlichen Breite von 8°28'
befand. Er wird allgemein als der Große Dunkle Fleck (GDF)
bezeichnet, der zur Verblüffung der Forscher Ende 1994 verschwand.
Man hatte angenommen, es mit einem ähnlichen Phänomen zu tun zu
haben, wie es auf dem Jupiter existiert. Dort wurde nämlich
seit Jahrhunderten ein Großer Roter Fleck (GRF) beobachtet, ein
gigantischer Wirbelsturm, der immer wieder zurückkehrte.
Man vermutete auch bei Neptun ein Wirbelsturmsystem,
doch nun muß eine Erklärung gefunden werden, weshalb es so plötzlich
verschwunden ist. Der GDF dreht sich in über 18 Stunden
einmal gegen den Uhrzeigersinn um sich selbst und ändert
Form und Richtung ständig. Über ihm befinden sich weiße
Wolkenfetzen aus Methankristallen ("Methan-Zirrus") und
zwischen diesen und der eigentlichen Wolkendecke befindet sich
eine 50 km hohe, wolkenlose Schicht. Auf 24° südlicher Breite
befindet sich ein kleiner heller Fleck mit dem Spitznamen
"Tretroller". Ein zweiter dunkler Fleck existiert auf 55° südlicher Breite.



Die Windgeschwindigkeiten des Neptun sind wahrhaft
haarsträubend. Die Äquatorregion weist Geschwindigkeiten von bis zu
450 m/s in westliche Richtung auf; unter dem 50sten südlichen Breitengrad
rasen die Winde mit 300 m/s gen Osten. Im August 1998
erstellten Wissenschaftler des Nasa Infrared Telescope auf
dem Mauna Kea in Hawaii und Forscher des Hubble- Projekts
unter der Leitung von Lawrence A. Sromovsky einen Zeitlupenfilm
über Neptuns Rotation. Dabei fanden sie Stürme von
apokalyptischem Ausmaß, die zeitweise mit
Überschallgeschwindigkeit über den Planeten jagten. Das irdische
Wetter entsteht in Wechselwirkung mit der Energie, die die
Erde von der Sonne erhält. Neptun erhält 900mal weniger
Sonnenlicht und dennoch werden bei ihm derartig hohe
Windgeschwindigkeiten gemessen. Sromovsky: " Die
Wettermaschine des Neptun arbeitet im Vergleich zur irdischen
sehr effizient. Sie scheint fast vollständig ohne
Energie auszukommen!"

Auch die Flecken des Neptun wurden genau unter die Lupe
genommen. Seit dem Verschwinden des GDF ist ein weiterer
kleiner Fleck aufgetaucht, von dem man annahm, dass er sich zu
einem großen Sturmgebiet entwickeln würde. Stattdessen wird
er plötzlich wieder kleiner und schwächer. Sromovsky:
"Der Große Dunkle Fleck war ein riesenhaftes Phänomen, wie wir es
noch auf keinem anderen Planeten gesehen haben. Die Flecken des
Neptun kommen und gehen und anstatt sich zu größeren
Stürmen zusammenzubrauen, lösen sie sich einfach auf."

Der Planet wird parallel zum Äquator von Wetterbändern umgeben,
die nach Meinung einiger Forscher Ähnlichkeiten mit den
äquatornahen Wetterzonen der Erde besitzen könnten. In den
mittleren Regionen der südlichen Hemisphäre ist es kälter
als am Äquator und den Polen. Seine Atmosphäre weist eine
Temperatur von –190 ° C auf. Die Temperatur von Neptuns
Wolkendecke ist mit der des Uranus fast identisch, obwohl
Neptun mehr als 1600 Millionen km weiter von der Sonne
entfernt ist; der Planet besitzt also, wie Saturn und
Jupiter, eine starke interne Wärmequelle. Wie sie beschaffen ist,
ist noch ungeklärt.



Im Gegensatz zu Uranus besitzt Neptun keine ungewöhnlich hohe Achsenneigung;
sie beträgt lediglich 28°. Um sich einmal um seine
eigene Achse zu drehen, benötigt er nur 16 Stunden 7 Minuten. Dafür
braucht er für eine Sonnenumkreisung 165 Jahre.

Neptun strahlt im Radiobereich, wie erwartet. Sein Magnetfeld
war da schon überraschender. Die Magnetachse ist 47°zur Rotationsachse
geneigt und führt wie bei Uranus nicht durch das Zentrum des Neptun,
sondern ist um 10000 km verschoben. Allerdings ist das
magnetische Feld schwächer als das der anderen Riesenplaneten.
An den magnetischen Polen entdeckte Voyager helle Polarlichter.


Ringe und Monde des Neptun

Schon 1984 beobachteten die Astronomen R. Häfner und
J. Manfroid auf der Europäischen Südsternwarte in Chile das
Ringsystem des Neptun. Voyager 2 konnte diese Entdeckung bestätigen.
Die Sonde fand tatsächlich drei Ringe, allerdings nicht so deutliche
wie bei den anderen Gasriesen, und ein diffuses Band aus Materie,
ähnlich dem des Uranus. Am deutlichsten ausgeprägt ist der
Adamsring, der 62000 km entfernt von Neptun kreist.
Die Ringe wirken laut Patrick Moore "düster und gespenstisch".
Die Wissenschaftler vermuten, dass sie aus Methaneis
bestehen und durch die Sonneneinstrahlung in ein
teerartiges Produkt umgewandelt werden.

Bevor Voyager 2 Neptun erreichte, kannte man nur zwei seiner
Monde, Triton und Nereide. Triton wurde kurz nach der
Entdeckung Neptuns von Lassell gefunden und Voyager
bewies bald, dass der Neptunmond zu den
außergewöhnlichsten Satelliten gehört. Zum einen ist er 2700 km
groß, also größer als Pluto, zum anderen dreht er sich in
entgegengesetzter Richtung zur Rotation Neptuns.
Auch bei Jupiter und Saturn gibt es solche Monde,
doch bei diesen handelt es sich um eingefangene,
ungleichmäßige Asteroiden. Triton besitzt eine doppelt so
große Dichte wie Wasser, besteht also hauptsächlich
aus Stein. Seine Oberflächentemperatur beträgt -236° C, der
kälteste Wert, der bisher im Sonnensystem gemessen wurde.
Da seine Fluchtgeschwindigkeit 1,4 km/s beträgt, kann er
eine dünne Atmosphäre aus Stickstoff und Methan halten, die bis
ca. 6 km in die Höhe reicht. Der Luftdruck am Boden ist etwa 100.000mal
geringer als der auf der Erde. Die Winde in seiner
Atmosphäre gleiten mit 5m/s in
Richtung Westen.

Tritons Oberfläche ist abwechslungsreich. Sie ist
zwar überall mit Wassereis, gefrorenem Stickstoff und Methan
bedeckt, aber dennoch gibt es ein paar Krater und zahlreiche
Flüsse, die vermutlich mit Ammoniakwasser gefüllt sind.
Es wurden Eisvulkane und Stickstoff-Geysire gefunden. Bricht
ein Stickstoff-Geysir aus, wird die Materie, ein Gemisch
aus Stickstoff, Eis und Gas, mit einer Geschwindigkeit
von 150m/s in die Höhe geschleudert. Dadurch entstehen
bis zu 70 km lange Rauchwolken. Es gibt Ebenen, Seen
(natürlich gefrostet), Hügel und Spalten.

Der Südpol des Triton ist rosa, was laut Patrick Moore
auf gefrorenen Stickstoff und Schnee zurückführt. Da die
Jahreszeiten auf Triton sehr lang sind, herrscht
jetzt seit einem Jahrhundert Sommer auf dem Pol und es
gibt Anzeichen von Verdampfung. Seit Juni '98 ist auf
Triton "Hochsommer". James Elliot vom Massachusetts
Institute of Technology: "Seit dem Vorbeifliegen der
Voyager-Sonde im Jahr 1989 ist die Temperatur im
Durchschnitt um fünf Prozent gestiegen, was
wirklich erstaunlich ist." Mit anderen Worten, die
Oberflächentemperatur beträgt "nur noch" –234 ° C. Durch
die Wärme der Sonne wird ein Teil des gefrorenen Stickstoffes
gasförmig und die Atmosphäre des Triton verdichtet sich.
Dies wurde schon im November 1997 festgestellt, als Triton
an einem Stern vorbeizog und der Schein des Sterns immer
schwächer wurde. Es gilt: Je schwächer das Licht, desto dichter
die Atmosphäre und desto höher die Temperatur. Elliot und
sein Team rätseln nun, ob der Anstieg auf den
Jahrhundertsommer zurückzuführen ist, oder ob sich die
Frostverteilung auf der Oberfläche sich so verändert hat,
dass sie Sonnenlicht leichter absorbiert. Vielleicht hat
sich auch das Abstrahlverhalten des Eises geändert, so
dass mehr Wärme aufgenommen wird. Allgemein nimmt
man an, dass Triton ein Zwillingsbruder von Pluto sein könnte, der
vor Urzeiten von Neptuns Schwerkraft in seine Umlaufbahn
gezwungen wurde.

Nereide besitzt einen Durchmesser von nur 240 km und
ähnelt wegen ihrer Umlaufbahn eher einem Kometen als einem Mond.
Ihre Entfernung von Neptun verändert sich um über 8 Millionen km
und sie braucht fast ein Erdenjahr, um den Planeten zu
umrunden. Sechs weitere Satelliten, Naiad, Thalassa, Despina,
Galatea, Larissa und Proteus, wurden von Voyager
entdeckt. Proteus ist größer als Nereide, steht dem Neptun
aber zu nahe, als dass man ihn von der Erde aus gut
beobachten könnte. Er und Larissa sind dunkel
und mit Kratern übersät.

Über die anderen Satelliten kann man nur mutmaßen, da
es Voyager nicht gelang, sie zu fotografieren.

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Und wohin jetzt? Na zu...

Pluto und Uranus

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Mond

MOND

Der Mond ist ein Himmelskörper, der einen Planeten umkreist.
Fast jeder Planet in unseren Sonnensystem hat einen oder mehrere Monde. z.B. Merkur und Venus haben keinen Mond. Erde und Pluto haben einen Mond. Mars hat 2 Monde und der Jupiter hat über 60 Monde. Saturn hat über 50 Monde, Uranus hat mehr als 15 Monde und Neptun hat mindestens 8 Monde.
Der Erdmond

Der Mond ist dafür verantwortlich, daß wir auf Erde Ebbe und Flut haben. Wenn dies passiert, dann spricht man von Gezeiten. Den Ablauf der Mondphasen nennt man Mondwechsel. Diese Mondphasen hängen von der Stellung von Sonne, Mond und Erde ab. Es gibt den Neumond, da ist der Mond überhaupt nicht zu sehen. Dann gibt es den Halbmond, da sieht man den Mond als Sichel und bei Vollmond sieht man den Mond als ganze runde Scheibe. Der Mond wird auch als „der Blaue Planet“ genannt. Der Erdmond umläuft die Erde in 27 Tagen einmal. Dabei hat er einen mittleren Abstand von 384 400 km. Der Mond hat einen Durchmesser von 3470 km, dies entspricht etwa einem Viertel der Erddurchmessers. Auf der Oberfläche des Mondes befinden sich Krater, Rillen, Ringgebirge, Hochebenen und Mare. Die ersten menschlichen Schuhabdrücke stammen von Neil Armstrong und man wird sie in Millionen von Jahren auch noch sehen können, da auf dem Mond kein Wind, kein Regen und keine atmosphärischen Schwankungen vorhanden sind. Neil Armstrong sagte:  „Es ist anders, aber sehr hübsch hier draußen“ und als er seine Fuß auf den Mond setzte sagte er: „Ein kleiner Schritt für mich, aber ein großer Schritt für die Menschheit.“

Die Mondfinsternis:

SONNE            ERDE          MOND

Kernschatten

Halbschatten

Eine Mondfinsternis geht nur, wenn der Mond ein Vollmond ist. Da die Erde zwischen Sonne und Mond steht, verfinstert sich der Mond. Die Erde hält die Sonnenstrahlen von dem Mond ab. Dabei ensteht ein Kern- und Halbschatten. Bei einer totalen Mondfinsternis tritt der Mond ganz in den Kernschatten ein. Bei keiner totalen Mondfinsternis bleibt ein Teil von ihm im Halbschatten. Bei einer totalen Mondfinsternis kann man den Mond in einer kupferroten Scheibe sehen. Die Dauer einer totalen Mondfinsternis beträgt 1,7 Stunden. In 1000 Jahren sind ungefähr im Durchschnitt 1543 Mondfinsternisse, davon sind 716 totale Mondfinsternisse.

Meteoriten

Meteoriten

Merkur

Merkur

Mars

Marsposter

Kometen

Kometen

(lateinisch stella cometa: haariger Stern)

Kometen sind Himmelskörper von nebelartiger Erscheinung, die um die Sonne kreisen. Ein Komet zeichnet sich durch einen langen, leuchtenden Schweif aus.

Ein Komet besteht aus einem harten Kern, der in eine nebelartige Wolke, die als Koma bezeichnet wird, eingehüllt ist. Es besteht die Theorie, dass der Kern, der fast die gesamte Masse des Kometen enthält, eine Art schmutziger Schneeball ist, eine Mischung aus Eis und Staub.Beweise für die Schneeballtheorie beruhen auf verschiedenen Daten. Zum einen sind die meisten vom Koma und vom Schweif von Meteoren ausgestoßenen Gase Molekülbruchstücke oder Radikale der häufigsten Elemente im Weltraum: Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Eine andere Tatsache, die die Schneeballtheorie stützt, ist, dass die am genauesten beobachteten Kometen sich in Umlaufbahnen bewegen, die von den Newton’schen Gravitationsbahnen abweichen. Ferner neigen schnell kreisende Kometen, die schon bei vielen Umkreisungen genau beobachtet worden sind, mit der Zeit langsam dunkler zu werden.Der Kopf eines Kometen kann zusammen mit dem nebelartigen Koma größer sein als der Planet Jupiter. Der feste Teil eines Kometen hat jedoch ein Volumen von nur wenigen Kubikkilometern.

Sonneneffekte

Wenn sich ein Komet der Sonne nähert, verdampft die Sonnenwärme Eis, und der Komet wird heller. Er kann einen leuchtenden Schweif entwickeln, der sich manchmal viele Millionen Kilometer in den Weltraum ausdehnt. Der Schweif ist normalerweise von der Sonne abgewendet, auch dann, wenn sich der Komet von der Sonne entfernt. Die großen Schweife der Kometen setzen sich aus Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid zusammen. Die Moleküle werden vom Kometen weggeblasen. Dies erfolgt durch die Einwirkung des Sonnenwindes, eines dünnen Stromes heißer Gase, der ständig von der Sonnenkorona ausgestoßen wird. Kometen weisen häufig auch kleinere, gekrümmte Schweife auf, die sich aus feinem Staub zusammensetzen. Dieser wird durch den Druck des Sonnenwindes aus dem Koma ausgeblasen.

Wenn sich ein Komet von der Sonne entfernt, wird der Schweif immer kleiner bis er verschwindet. Einige der Kometen mit kleinen Umlaufbahnen haben so kurze Schweife, dass sie fast unsichtbar sind. Andererseits ist der Schweif von wenigstens einem Kometen mehr als 320 Millionen Kilometer lang gewesen. Die unterschiedliche Länge des Schweifes und der Grad der Annäherung an die Sonne und an die Erde sind für die unterschiedliche Sichtbarkeit von Kometen verantwortlich. Von ungefähr 1 400 bekannten Kometen waren weniger als die Hälfte der Schweife mit bloßem Auge sichtbar, und weniger als zehn Prozent waren deutlich sichtbar.

Kleinkörper

Kepler-Gesetze

Kepler

1571 - 1630

erstes keplerisches Gesetz

zweites keplerisches Gesetz

Kernfusion

Kernfusion

Entstehung der Sonnenenergie:

Man weiß, dass unsere Erde seit etwa 4,5 Milliarden Jahren existiert. Da sich auf der Erde seit ca. 3 Milliarden Jahren Leben zu immer höheren Lebensformen entwickelt hat, kann man annehmen, dass die Leuchtkraft der Sonne während dieser Zeit ungefähr konstant geblieben ist. Noch vor 150 Jahren nahm man an, dass die Sonne ein rießiger Ofen sei. Die Annahme, auf der Sonne würde Steinkohle verbrannt, konnte jedoch nicht die Abstrahlung von Wärme und Helligkeit über Milliarden von Jahren erklären.

Kernfusion im Inneren der Sonne:

Eine Kernverschmelzung ist das Zusammenfügen von leichten Kernen zu schwereren, wobei große Energiemengen freigesetzt werden. Die Sonne bezieht ihre Strahlungsenergie aus einem solchen Vorgang, welcher Proton-Proton-Reaktion heißt. Da verschmelzen sich Deuteriumkerne zu Heliumkernen bei Temperaturen um 100 Millionen °C. Dieser Fusionsprozess erfolgt nicht von selbst, da beide Wasserstoffkerne positiv geladen sind und sich somit abstoßen. Bei solch hohen Temperaturen, wie sie im Sonneninneren sind, sind die Atome vollständig ionisiert und somit die Elektronen nicht mehr an die Atomkerne gebunden. Alle Teilchen können sich frei bewegen, wodurch die Bewegungsenergie in der Sonne so groß ist, dass die Protonen sich stark nähern und fusionieren. Diesen Zustand der Materie bezeichnet man als Plasma. Wenn zwei Kerne mit großer Geschwindigkeit (>1000 km/s) aufeinander zufliegen werden die Abstoßungskräfte ebenfalls überwunden. Diese Geschwindigkeit erhalten Teilchen bei hohen Temperaturen wie etwa in der Sonne bei 100 Millionen °C.
Stark vereinfacht kann man diese Proton-Proton-Reaktion als die Verschmelzung von vier Protonen zu einem Heliumkern beschreiben. Bei den verschiedenen Zwischenstadien werden Positronen, Neutrinos und Gammastrahlung erzeugt. Das Positron ist ein Elementarteilchen, das die gleiche Masse hat wie ein Elektron, jedoch eine positive Elementarladung trägt. Das Neutrino ist ein neutrales Elementarteilchen. Bis heute konnte man noch nicht nachweisen, dass das Neutrino eine Masse hat. Im Vergleich zur Masse des Elektrons wäre sie jedenfalls sehr klein. Die Neutrinos tragen einen geringen Teil der Energie aus der Sonne weg.



Heute ist klar, dass die Kernenergie die ergiebigste Energiequelle ist. Schon 1905 erkannte Albert Einstein, dass in der Masse der Stoffe eine rießige Energie gespeichert ist. Er stellte die Beziehung E=mc² auf, wobei E die Energie, m die Masse und c die Lichtgeschwindigkeit ist. In dieser Gleichung kommt ein Zusammenhang zum Ausdruck, der für das Verständnis einer Reihe von Naturerscheinungen grundlegend ist: Masse und Energie sind einander äquivalent. In der Sonne verschmelzen in jeder Sekunde 567 Millionen Tonnen Wasserstoff zu 562,8 Millionen Helium. Somit wird unsere Sonne in jeder Sekunde um 4,2 Millionen Tonnen leichter. Dieser Massedefekt lautet in der Einsteinschen Gleichung
E = m x c²
E = 4,2 x 10⁹ kg x (3 x 10⁸ m/s)²
E = 3,8 x 10²⁶ J.

Diese Energie wird in Form von Strahlung freigesetzt.

Durch diesen Prozess verändert die Sonne ihre chemische Zusammensetzung. Der Heliumanteil nimmt zu, der Wasserstoffanteil nimmt ab. Diese Veränderung wird als Teil der Sonnenentwicklung angesehen. Der Heliumanteil im Sonneninneren zeigt das Alter der Sonne. Die Sonne strahlt bereits seit über 4 Milliarden Jahren und hat ungefähr 1/3 ihres Vorrates an Wasserstoff verbraucht. Der Wasserstoffvorrat reicht also noch Milliarden von Jahre.

Da Deuterium in den Ozeanen im schweren Wasser stark vorhanden ist, wäre ein Kraftwerk, das auf einer Kernfusion von Deuteriumkernen zu Helium beruht, hinsichtlich des Ressourcenpotentials, die ideale Energiequelle. Allerdings kann die Kernfusion noch nicht kontrollierbar durchgeführt werden.

Quellen:
- "Physik 10"; Verlag: Oldenbourg
- "Heißer als die Sonne" von Stratis Karamanolis; Verlag: Elektra
- "Goldmann Lexikon"; Verlag: Bertelsmann Lexikographisches Institut
- "Astronomie Sekundarstufe 1"; Verlag: Paetec

Jupiter

Jupiterposter

Helligkeit

Helligkeit

Sie sind auf der Seite gelandet von Steve Graul.

Scheinbare Helligkeit:

Unter der scheinbaren Helligkeit eines kosmischen Objektes (z.B. Stern) versteht man die Helligkeit,unter der wir den Stern beobachten. Es wird hiermit also der rein optische Eindruck, den ein stellares Objekt auf unser Auge macht, bewertet. Als solches ist die scheinbare Helligkeit ein Produkt der Strahlungsleistung und seiner Entfernung.
Die scheinbare Helligkeit ist folglich die Helligkeit eines Sternes, so wie wir ihn im Verhältnis zu anderen Sternen sehen, wobei nicht vergessen werden darf, dass alle Sterne unterschiedliche Entfernungen haben. Die scheinbaren Helligkeiten der Sterne ist also subjektiv zu bewerten und sagt nichts aus über ihre wahren Helligkeiten.
Die scheinbare Helligkeit wird mit einem kleinen hochgestellten m bezeichnet.
Alle Sterne haben eine unterschiedliche Entfernung von uns, ihre tatsächliche Helligkeit ist also nie gleich ihrer scheinbaren Helligkeit, es sei denn, der Stern stünde im Abstand von 10 Parsec (das sind 33 Lichtjahre) von uns entfernt.
Diesen Abstand legte man nämlich als Norm fest, umter der man die absolute Helligkeit eines Sternes versteht. Stünden alle Sterne in der gleichen Entfernung von uns, dann würde die scheinbare mit der absoluten Helligkeit übereinstimmen. Diese absolute Helligkeit eines Sterns wird mit einem hochgestellten, großen M (für lat. "Magnitudo") bezeichnet. Die scheinbare Helligkeit bezeichnet man mit einem kleinen hochgestellten m.
Als Eichmaß dient der Polarstern, dem man die Größe 2m,12 gab. Leider stellte sich später heraus, dass der Polarstern ein leicht veränderlicher Stern ist, sich also nicht besonders gut für Eichzwecke eignet.
Das System der scheinbaren Helligkeit beruht auf visueller Beobachtung und wurde erstmals von dem griechischen Astronomen Hipparch von Nicaia durchgeführt. Er unterteilte die Sterne in sechs Größenklassen (Magnitudo) ein. Die hellsten Sterne erhielten die Größenklasse 1, die zweithellsten Sterne die Klasse 2 und so weiter bis zu den gerade noch mit bloßem Auge sichtbaren Sterne der Größenklasse 6.