Zwergplaneten im Visier

Max Camenzind – Uni Würzburg – Jan. 2017

Vergleich Erde – Mond - Ceres

Zwerg-

Planet

Halb-

achse a

Exzen-

trizität e

Bahn-

Periode

Inklina-

tion i

Mittlere

Geschw

Ceres 2,766 0,078 4,601 10,58 ° 17,88

Pluto 39,499 0,248 248,246 17,16 ° 4,75

Humea 43,342 0,189 285,3 a 28,19 ° 4,52

Makemake 45,660 0,156 308,54 28,99 ° 4,40

Eris 68,146 0,432 562,55 43,74 ° 3,43

Ein Himmelskörper ist ein Planet, wenn er …

sich auf einer Bahn um die Sonne befindet

eine ausreichende Masse hat (Eigengravitation)

die Umgebung seiner Bahn bereinigt hat.

Bahnelemente Zwergplaneten

Pluto mit New Horizons

Pluto Vergleich Erde Durchmesser: 2374 km Dichte: 1,86 g/cm³ Rotation: 6d 9h 17 min Neigung Achse: 122 Grad Helligkeit: 13,65 mag Entdeckung: Tombaugh 1930

Vorbeiflug am 14. Juli 2015

Detail der Oberfläche von Pluto, u. a. von Eis bedeckte Berge, aufgenommen am 14. Juli 2015

Oberflächen- Chemie von Pluto Daten: New Horizons

Plutos Wassereis-Konzentration

Plutos Heart / Sputnik Planum

Pluto – Entstehung des Herzens

Die Entdeckung von Charon wurde am 7. Juli 1978 bekanntgegeben. Am 3. Januar 1986 wurde der Mond von der IAU offiziell nach dem Fährmann Charon benannt, der in der griechischen Mythologie die Verstorbenen über den Totenfluss in das Reich des Totengottes Hades (lateinisch Pluto) bringt. Pluto und Charon umkreisen einander in einer retrograden, kreisförmigen Umlaufbahn um den gemeinsamen Schwerpunkt.

Doppelplanet Pluto & Charon Halbachse: 19.571 km Umlaufzeit: 6,387 d Bahnneigung: 112,8 ° Ekl Exzentrizität: 0,000 Geschwind.: 0,22 km/s Albedo: 0,37 Mag: 17,26 Charon Durchmesser: 1208 km Temp: - 210 C

Charons Oberfläche, Aufnahme vom 14. Juli mit New Horizons. Die Kompressionsartefakte treten deutlich hervor.

Flugbahn von New Horizons

Nächstes Ziel von New Horizons

Die Orbits der zuerst entdeckten

Asteroiden: Ceres,

Pallas (2) und Juno (3).

Pallas

Ceres

Juno

Körper im Asteroidengürtel

Asteroid Größe [km]

Ceres (1) 940

Vesta (4) 573 x 557 x 446

Eros (433) 34 x 11 x 11

Apollo 1,4

Ida 58 x 23

Gaspra 17 x 10

Kleopatra 217 x 49

Zwergplaneten & Asteroiden

3 Typen von Asteroiden

C = Kohlenstoff S = Silikate M = Metalle (Eisen und Nickel)

The orbits of the major

planets are shown in light

blue: the current location

of the major planets is

indicated by large colored

dots. The locations of the

minor planets, including

numbered and multiple-

apparition/long-arc

unnumbered objects, are

indicated by green circles.

Objects with perihelia

within 1.3 AU are shown

by red circles. Objects

observed at more than one

opposition are indicated

by filled circles, objects

seen at only one

opposition are indicated

by outline circle.

Numbered periodic

comets are shown as

filled light-blue squares.

Sonnensystem bis Jupiter / IAU

The orbits of the major

planets are shown in light

blue: the current location

of the major planets is

indicated by large colored

dots. The locations of the

minor planets, including

numbered and multiple-

apparition/long-arc

unnumbered objects, are

indicated by green circles.

Objects with perihelia

within 1.3 AU are shown

by red circles. Objects

observed at more than one

opposition are indicated

by filled circles, objects

seen at only one

opposition are indicated

by outline circle.

Numbered periodic

comets are shown as

filled light-blue squares.

Das innere Sonnensystem / IAU

Sonnensystem Animation / IAU MPC

Grafik: Wikipedia

Eines ist gewiss: Irgendwo in den Weiten des Sonnensystems ziehen grosse Fels- und Eisenbrocken eine Bahn, auf der sie eines Tages mit der Erde zusammenstossen werden. Die folgenden Abschätzungen basieren auf Erfahrungen mit tatsächlich geschehenen Einschlägen. Es wird nicht nur ein die Menschheit in arge Schwierigkeiten bringendes Großereignis beschrieben, sondern auch überlegt, was passieren könnte, wenn ein kleinerer Steinasteroid über Deutschland explodieren würde, wie es 1908 in Sibirien tatsächlich geschah. Die beschriebenen Szenarien sind besonders heimtückisch, da der Asteroid von der Sonne her kommt und deshalb sehr wahrscheinlich bis vor dem Aufschlag unentdeckt bleibt, wenn seine Bahn nicht schon seit Jahren bekannt ist. Etwa alle 100 Millionen Jahre schlägt ein gewaltiger Asteroid von etwa 10 - 30 km Durchmesser ein – zuletzt vor 65 Millionen Jahren und vernichtete die Dinosaurier.

Geschätzte Anzahl Treffer pro Jahr in Abhängig-keit des Durchmes-sers der aus dem Weltraum einfallen-den Körper.

Van Karman Lecture @ JPL/NASA by Carol Raymond

https://www.youtube.com/watch?v=_G9LudkLWOY

Unveiling the Dwarf Planet Ceres

Zur Geschichte - Die Titius-Bode-Reihe

Johann Elert Bode 1747-1826

Die Titius-Bode-Reihe

Die Titius-Bode-Reihe (auch bodesche Regel und dergleichen) ist eine von Johann Daniel Titius empirisch gefundene und von Johann Elert Bode bekanntgemachte numerische Beziehung, nach der sich die Abstände der meisten Planeten von der Sonne mit einer einfachen mathematischen Formel näherungsweise allein aus der Nummer ihrer Reihenfolge herleiten lassen. Erst in der modernen Form der Formel von Johann Friedrich Wurm aus dem Jahr 1787 ist a der mittlere Abstand eines Planeten von der Sonne, der an der mittleren Entfernung der Erde in AE gemessen wird:

a = 0,4 + 0,3 ⋅ 2n AE

Die Titius-Bode-Wurm-Reihe

Tatsächlich nahm Titius einfach die Zahlenfolge 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, wobei jede Zahl das Doppelte der vorangegangenen Zahl ist – mit Ausnahme der beiden ersten Werte 0 und 3. Im nächsten Schritt addierte er jeweils eine 4 hinzu, sodass sich dann die Zahlenfolge 4, 7, 10, 16, 28, 52, 100 ergibt. Wissenschaftler streiten sich nunmehr seit mehr als 200 Jahren darüber, ob diese Zahlenreihe wissenschaftlich belegbar oder nur ein purer Zufall ist. Heute kennen die Astronomen nicht nur unser Planetensystem. Mithilfe moderner Beobachtungsmethoden werden immer neue Exoplaneten und auch ferne Planetensysteme entdeckt. Gehorchen diese etwa auch der Formel von Titius? Von den 27 untersuchten Exoplanet-Systemen sind bei 22 die Planeten exakt gemäß der Titius-Bode-Regel aufgereiht, bei zweien in etwa so präzise wie im Sonnensystem und nur in drei Fällen passt die Formel nicht!

… wissenschaftlich begründet?

Wann wurden die ersten Asteroiden entdeckt? … war schwierig vor Fotografie-Zeit

Giuseppe Piazzi (* 16. Juli 1746 in Ponte im Veltlin; † 22. Juli 1826 in Neapel) war ein katholischer Priester, Astronom und Mathematiker. Er wirkte in Norditalien, in Rom und auf Sizilien, wo er 1801 an der Sternwarte Palermo den ersten Planetoiden entdeckte, die Ceres (zuerst als Komet betrachtet, dann als Planet eingeordnet, ab etwa 1850 als größter Planetoid (Asteroid) und seit 2006 als Zwergplanet bezeichnet. 1808 wurde Piazzi auswärtiges Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften und 1812 korrespondierendes Mitglied der Preußischen Akademie der Wissenschaften. Seit 1804 war er Mitglied (Fellow) der Royal Society und seit 1805 Ehrenmitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften in Sankt Petersburg.

Ceres ist die römische Göttin des Ackerbaus, der Fruchtbarkeit und der Ehe. Ebenso gilt sie als Gesetzgeberin. Sie war die Tochter des Saturnus und der Ops. Im Griechischen heißt Ceres Demeter. Sie hatte mit Jupiter zwei Kinder, Proserpina und einen Jungen. Die Interpretatio Romana stellt allerdings der eleusinischen Trias Demeter, Iakchos und Kore die von Ceres, Liber und Libera gebildete Aventinische Trias gegenüber. Die Attribute der Ceres waren Früchte, Fackel, Schlange, Ährenkranz oder Ährengarbe und Ameise. Heilig waren ihr weiterhin der Mohn und das Schwein. Ceres wird mit weizenblonden, also goldblonden Haaren beschrieben, die oft lang getragen, aber auch zu Zöpfen geflochten sind. Manchmal trägt sie ein Füllhorn.

Wer ist Ceres ?

Piazzi baute das erste Azimutal-Teleskop

Schon Johannes Kepler vermutete in der „Lücke“ zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter einen Planeten, und die Entdeckung der Titius-Bode-Reihe um 1770 bestärkte derartige Vermutungen. Die von den Astronomen Franz Xaver von Zach und Johann Hieronymus Schroeter gegründete „Himmelspolizey“ machte sich ab 1800 daher gezielt auf die Suche nach dem vermuteten Planeten. Dazu wurde der Bereich um die Ekliptik in 24 Abschnitte geteilt. Jeder dieser Abschnitte wurde einer Sternwarte zugeteilt, die ihn nach dem Planeten absuchen sollte. Dem Sizilianer Piazzi, der das Objekt zunächst für einen Kometen hielt, gelang seine Entdeckung allerdings zufällig während der Überprüfung eines Sternkataloges in der Neujahrsnacht 1801. Nachdem Piazzi den neuen Himmelskörper aufgrund einer Erkrankung bald wieder aus den Augen verlor, gelang es Carl Friedrich Gauß mithilfe seiner neuentwickelten Methode zur Bahnbestimmung, dennoch eine gute Vorhersage für dessen Position zu machen. Damit konnte von Zach Ceres am 7. Dezember 1801 wieder auffinden.

Die Suche nach dem neuen Planeten

Heinrich Wilhelm Olbers entdeckte Vesta

Erinnerung an Heinrich Wilhelm Olbers, Bremen, Sandstraße 16 entdeckte Vesta 1807

Das Olbers-Denkmal in Bremen in den Wallanlagen

Vesta (grch. Hestia) war die Göttin des römischen Staatsherdes. Ihr Kult war nach dem des Iuppiter der wichtigste in Bezug auf das Wohlergehen des Römischen Reiches. Obwohl die Herleitung des Namens von der griechischen Hestia als gesichert gilt, ist die Etymologie bislang noch nicht eindeutig geklärt worden. In Griechenland bedeutet Hestia sowohl die Göttin als auch den Herd. Die Vesta hingegen war den Römern so heilig, dass sie den Namen nur für die Göttin verwendeten und nicht für so etwas profanes wie einen Herd. Ihre Macht lag nicht im sichtbaren Raum, sondern verband sich mit dem Begriff der Ethik. Sie garantiere salus (Heil) für Personen, Städte und den Staat.

Wer ist Vesta ?

Wie der 1801 entdeckte Zwergplanet Ceres und die 1802 sowie 1804 entdeckten Asteroiden Pallas und Juno wurde zunächst auch Vesta als Planet bezeichnet. Da bis zur Entdeckung von Astraea noch mehr als 38 Jahre vergehen sollten, änderte sich daran zunächst auch nichts. Erst als nach etwa 1850 die Zahl der zwischen den Umlaufbahnen der Planeten Mars und Jupiter gefundenen Himmelskörper rasch anstieg, setzen sich für diese Objekte die Bezeichnungen „Kleine Planeten“, „Kleinplaneten“, „Planetoiden“ oder „Asteroiden“ durch. Die Form von Vesta entspricht einem triaxialen Ellipsoid mit den Radien 280 km, 272 km und 227 km (± 12 km). Aufgrund ihrer starken Abweichung von der Kugelform oder der Form eines Rotationsellipsoiden wird Vesta nicht zu den Zwergplaneten gerechnet. Vesta ist ein differenzierter Asteroid mit einer basaltischen Kruste, ultramafischem Mantelgestein und, wie man aus der mittleren Dichte schließen kann, einem Eisen-Nickel-Kern. Vesta hat somit einen ähnlichen Aufbau wie die terrestrischen Planeten und unterscheidet sich dadurch von allen anderen Asteroiden im Hauptgürtel.

Vesta ist ein triaxiales Ellipsoid

(4) Vesta - 573 x 557 x 446 km

(1) Ceres: Halbachse: 2,77 AE Exzentrizität: 0,0758 Umlaufperiode: 4,6 a Neigung: 10,6 ° Geschw.: 17,9 km/s ÄquDurchm: 963 km Masse: 9,4x1020 kg Dichte: 2,16 g/cm³ Rotation: 9h 4m 30s Albedo: 0,09 (4) Vesta: Halbachse: 2,36 AE Exzentrizität: 0,0866 Umlaufperiod: 3a 230 Neigung: 7,13 ° Geschw.: 19,34 km/s Albedo: 0,4228

Bahnen Ceres und Vesta

Warum ist das Sonnensystem so unterschiedlich gebaut?

Ceres und Vesta sind protoplanetare Remnants der Sternbildung

Teleskop-Aufnahmen keine Strukturen Farb-Variationen Strukturen ?

Vergleich mit anderen Zwergplaneten vor allem im Kuipergürtel Die Klasse der „Eisplaneten“

Halbachse

Entdeckung

Vergleich mit Monden im Sonnensystem

Ceres und Vesta im Kontext

Innerer Aufbau von Ceres

Die Dawn Mission 2007 – 2016 JPL

Flugbahn Dawn durch Sonnensystem

Instrumente auf Dawn

Annäherung an Vesta und Ceres ….

Vesta by Dawn

DLR Video: „Dawn @ Vesta“

Die Dawn Mission Ceres

Dawn Mission Capture by Ceres

DLR Video „Dawn-Flug über Ceres“

Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Man geht davon aus, dass es sich um einen differenzierten Zwergplaneten mit einem Gesteinskern sowie einem Mantel und einer Kruste aus leichteren Mineralien und Wassereis handelt. Die Diffe-renzierung geht vermutlich auf die beim radioaktiven Zerfall des Aluminium-Isotopes 26Al freigesetzte Wärme zurück, wodurch sich bereits in der Frühzeit des Sonnensystems ein Mantel aus flüssigem Wasser gebildet haben dürfte. Die äußeren zehn Kilometer schmol-zen allerdings nicht auf, sondern bildeten eine feste Kruste aus Eis, während sich schweres Material (Silikate, Metalle) im Kern sammelte. Insgesamt dürf-te Ceres zu 17 bis 27 Gewichts-prozent aus Wasser bestehen, etwa das Fünffache der Erde!

Namen aus der Agrarwelt für Krater

Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Occator Topographie

Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

This image of Haulani Crater uses color pictures Dawn acquired during its third mapping orbit at an altitude of 1.470 kilometers. In this color scheme, blue is associ-ated with geologically young material, consistent with the description of the black and white image as showing a young crater. It is easy to see that the surrounding region was affected by the formation of the crater. Also note the variation in terrain within the crater, including a prominent ridge in the center. The crater is 34 kilometers in diameter.

Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Ceres' lonely mountain, Ahuna Mons, is seen in this simulated perspective view. The elevation has been exaggerated by a factor of two. The view was made using enhanced-color images from NASA's Dawn mission. The resolution: 35 meters per pixel.

Nächstes Semester:

Thema: ???????????

Montag,

8. Mai 2017