Planeten, Monde und kleine Körper

Sonne und Heliosphäre Magnetosphäre

SonnensystemforschungPhysik der Sonne und Heliosphäre, Planetenforschung, kleine

Körper im Sonnensystem, Magnetosphären, Staub, usw.

Ein breites & dynamisches Ein breites & dynamisches FeldFeld

Dynamisch:Dynamisch: erfolgreiche Welt- erfolgreiche Welt-raummissionen (z.B. Ulysses, raummissionen (z.B. Ulysses, SOHO, Cluster, Giotto, Galileo, SOHO, Cluster, Giotto, Galileo, Mars Express) mit wichtigen Mars Express) mit wichtigen Beiträgen der MPG. Bsp.: Beiträgen der MPG. Bsp.: Sonnen-Spektrometer SUMER Sonnen-Spektrometer SUMER vom MPAE: >800 Publikationenvom MPAE: >800 Publikationen

Gut sichtbar: Gut sichtbar: viele Papers in viele Papers in Science und Nature, viele Science und Nature, viele Berichte in der Öffentlichkeit. Berichte in der Öffentlichkeit. Nobelpreis 2002, DaviesNobelpreis 2002, Davies

Ein breites Feld: Die Massen der Objekte variieren zwischen 1030 kg und 10-15 kg (Sonne, Staubpartikel), die Dichten um den Faktor 1030, die Temperaturen zwischen 10 K und 107 K.

APX auf Spirit & OpportunityMPI für Chemie

Reine Forschung mit Reine Forschung mit einem Bezug zur Umwelteinem Bezug zur Umwelt

Zwei Ziele: Zwei Ziele: Verständnis astronomisch Verständnis astronomisch

relevanter physikalischer relevanter physikalischer & chemischer Prozesse & chemischer Prozesse (die z.T. nur im Sonnen-(die z.T. nur im Sonnen-system mit gensystem mit genüügender gender Genauigkeit studiert Genauigkeit studiert werden kwerden köönnen)nnen)

Bezug zu uns: Gibt es Bezug zu uns: Gibt es Leben nur auf der Erde & Leben nur auf der Erde & warum? Wovon werden warum? Wovon werden diese lebensfreundlichen diese lebensfreundlichen Bedingungen beeinflusst?Bedingungen beeinflusst?

Geophysik, Geologie

Kernphysik, Neutrinos, Gravitation

Turbulenz,Plasmaphysik,

Dynamos

Extrasolare Planeten, Stern-

& Planeten-entstehung

Stellare Astrophysik,Plasma-Astrophysik

Sonne-Erde Beziehung:Klima, Weltraumwetter

Atom-, Molekül- physik

Exobiologie, organische

Chemie

Brücken zu anderen Gebieten

Methoden & Geräte der Methoden & Geräte der SonnensystemforschungSonnensystemforschung

FernerkundungFernerkundung (teleskopisch) von Sonne, (teleskopisch) von Sonne, Planeten & kleinen KörpernPlaneten & kleinen Körpern vom Erdboden aus (im Sichtbaren, IR & Radiobereich)vom Erdboden aus (im Sichtbaren, IR & Radiobereich) vom Weltraum aus (vorallem bei anderen Wellenlängen)vom Weltraum aus (vorallem bei anderen Wellenlängen)

In Situ MessungenIn Situ Messungen (auf Raumsonden) von (auf Raumsonden) von Planeten, kleinen Körpern und der HeliosphärePlaneten, kleinen Körpern und der Heliosphäre

TheorieTheorie (Fluid-Dynamik, Plasmaphysik, (Fluid-Dynamik, Plasmaphysik, Strahlungstransport, Chemie, Kernphysik, usw.) Strahlungstransport, Chemie, Kernphysik, usw.)

Dominanz der Weltraumgestützten ForschungDominanz der Weltraumgestützten Forschung Vorwiegend GrossgeräteVorwiegend Grossgeräte Grossteils Eigenentwicklungen Grossteils Eigenentwicklungen (da die (da die üüblichen blichen

astronomischen Gerastronomischen Gerääte oft nicht benutzbar).te oft nicht benutzbar).

Sonnensystemforschung in Sonnensystemforschung in der MPGder MPG

Hauptsächlich am Hauptsächlich am MPI für AeronomieMPI für Aeronomie, in Zukunft , in Zukunft MPI für SonnensystemforschungMPI für Sonnensystemforschung

Im kleineren Rahmen auch an den Im kleineren Rahmen auch an den MPI für MPI für AstronomieAstronomie (Planetenentstehung: Beobachtungen), (Planetenentstehung: Beobachtungen), AstrophysikAstrophysik (stellare Astrophysik), (stellare Astrophysik), ChemieChemie (Kosmochemie), (Kosmochemie), extraterrestrische Physikextraterrestrische Physik (Planetenentstehung: Theorie; Magnetosphären-(Planetenentstehung: Theorie; Magnetosphären-forschung), forschung), KernphysikKernphysik (Staub; Sonnen-Neutrinos), (Staub; Sonnen-Neutrinos), RadioastronomieRadioastronomie (Exobiologie; Kuiper-belt Objekte (Exobiologie; Kuiper-belt Objekte & Kometen; kosmische Magnetfelder).& Kometen; kosmische Magnetfelder).

So gut wie keine Überlappung zwischen den So gut wie keine Überlappung zwischen den Instituten. Instituten.

Neues Paradigma: die dynamische Sonne

Resultat der ESA/NASA Raumsonde SOHO. MPG hat zentrale Instrumente und wichtige wissenschaftliche Beiträge geliefert

Sonne und ErdeSonne und Erde

Die Dynamik und Aktivität der Die Dynamik und Aktivität der Sonne, und somit ihr Einfluss Sonne, und somit ihr Einfluss auf die Erde, wird durch das auf die Erde, wird durch das solare Magnetfeld bestimmtsolare Magnetfeld bestimmt

Wichtig: Messung und Wichtig: Messung und Theorie des MagnetfeldsTheorie des Magnetfelds

Problem: sehr kleinskaligProblem: sehr kleinskalig

SunriseSunriseEine Mission mit dem Ziel, Eine Mission mit dem Ziel,

das Sonnenmagnetfeld das Sonnenmagnetfeld hochaufgelöst zu studieren.hochaufgelöst zu studieren.

Unter Leitung des MPAEUnter Leitung des MPAE

Teleskop der 1-Meter-Klasse mit Satz von Fokalinstrumenten (Filtergraph, Magnetograph, Spektropolarimeter) für

hochaufgelöste Studien (35 km auf der Sonne). Erster antarktischer Ballonflug 2007.

Helio- Helio- SeismologieSeismologie

Solar OrbiterSolar Orbiter Mission der ESA zur Sonne und in die innere

Heliosphäre (Start 2013). Eine Initiative des MPAE

Merkmale:

Erste Erkundung des innersten Sonnensystems (5 mal näher an der Sonne als von der Erde)

Erste Erforschung der Pole der Sonne (Bilder, seismische Daten)

Rotiert synchron zur Sonne: Unterscheidung von zeitlichen und räumlichen Veränderungen

Geplante Beteiligung des MPAE an Magnetographen & EUV Spektrometer

PlanetenforschungPlanetenforschung

Innerer Aufbau und Innerer Aufbau und dynamische Prozessedynamische Prozesse

Wie entstehen planetare Magnetfelder? Wie entstehen planetare Magnetfelder? Was sind Ursachen für tektonische Was sind Ursachen für tektonische

Prozesse und Vulkanismus?Prozesse und Vulkanismus? Wie beeinflussen innere Prozesse die Wie beeinflussen innere Prozesse die

Oberflächen und Atmosphären?Oberflächen und Atmosphären?

Mantelplume im Mars

DynamomodellIst Jupiters Jetströmung von Innen getrieben?

PlanetenforschungPlanetenforschung Dynamik und Entwicklung Dynamik und Entwicklung

planetarer Atmosphärenplanetarer Atmosphären Wie erklären sich Gemeinsamkeiten

und Unterschiede der Planetenatmosphären?

Wie unterscheidet sich die Klimageschichte?

Ähnelt die Atmosphäre des Titan der frühen Erdatmosphäre?

Venusatmosphäre im UV

Staubstürme auf Mars und Erde

Atmosphäre und Oberfläche des Titan (Artist‘s view)

PlanetenforschungPlanetenforschung Wasser als Grundlage organischen Wasser als Grundlage organischen

LebensLebens Auf welchen Körpern gibt es Wasser ?Auf welchen Körpern gibt es Wasser ? Wo findet es sich in flüssiger Form ?Wo findet es sich in flüssiger Form ? Welche Rolle spielen Kometen bei der Welche Rolle spielen Kometen bei der

Verteilung des Wassers im Verteilung des Wassers im Sonnensystem?Sonnensystem?

Polarkappe des Mars

Komet Halley

Ozean im Jupitermond Europa

Siehe auch

Vortrag Menten

Kometenforschung: Die Mission Kometenforschung: Die Mission RosettaRosetta

Rosetta• Start 26.02.2004• Ankunft am Kometen Churyumov-

Gerassimenko 2014• Rosetta Orbiter und Lander (Philae)• Starke MPG Beteiligung, z.B. an

den Kameras, Massen-spektrometer, Mikrowellen-spektrometer, Radiosounding

Kometen• bilden die ursprünglichste Materie

im Sonnensystem• transportieren Wasser und

Volatile durch das Sonnensystem• enthalten komplexe organische

Moleküle

MAMBO 1.2mm

DAWN: Mission zu Vesta und CeresDAWN: Mission zu Vesta und Ceres

AsteroidenAsteroiden

Relikte aus der Zeit der Planetenentstehung Relikte aus der Zeit der Planetenentstehung vor 4.6 Ga (übrig gebliebene Proto-planeten). vor 4.6 Ga (übrig gebliebene Proto-planeten).

Vesta: in Kruste, Mantel, Kern differenziert.Vesta: in Kruste, Mantel, Kern differenziert. Ceres: enthält viel HCeres: enthält viel H22O & war nie sehr heiß.O & war nie sehr heiß.

Dawn • NASA Discovery Mission mit

wesentlicher deutscher Beteiligung• Start 2006

Vesta 2010 Ceres 2014• Solar-elektrischer Ionenantrieb• MPAE Beteiligung: Stereo-Kamera

Merkur: Mission Bepi ColomboMerkur: Mission Bepi Colombo

Warum ist der Kern so gross ?Warum ist der Kern so gross ? Wie unterscheidet sich die Wie unterscheidet sich die

Zusammen-setzung von der Zusammen-setzung von der anderer Planeten ?anderer Planeten ?

Entsteht das schwache Magnetfeld Entsteht das schwache Magnetfeld durch einen Dynamoprozess ?durch einen Dynamoprozess ?

Gibt es Eis in den Polregionen ?Gibt es Eis in den Polregionen ?

Eisenkern (75% des Radius)

Bepi Colombo• ESA Cornerstone

Mission• Start 2012• Planetarer Orbiter und

Magnetosphärenorbiter

Der kleinste, dichteste und sonnennächste Planet ist wenig untersucht worden.