Die Gezeiten

Hier möchte ich mit auch einen der großen Irrtümer aufdecken, denn das Wasser wird nicht so vom Mond angezogen, so dass auf der mondzugewandten Seite ein Flutberg entsteht und auf der gegenüberliegenden Seite durch die Rotation ein anderer Flutberg. Das ist aber nicht der Fall. Der Mond und die Rotation haben gar keine starke Kraft auf das Wasser, außerdem müssten Strandbesucher so auch womöglich sanft daher schweben. Auch erklärt es nicht, warum die Flutberge fast gleich hoch sind. Dem Gedankengang zufolge müsste der mondabgewandten Seite viel höher sein, als der zur mondzugewandten Seite, weil auf der mondabgewandten Seiten die Rotation mit der Mondanziehung zusammenarbeitet und auf der mondzugewandten Seite gegeneinander arbeitet. Das erklärt außerdem auch nicht, warum z.B. es in der Ostsee keine Gezeiten gibt. Außerdem ist die Rotation gleichmäßig und die Verformung durch die Rotation ist was anderes. Die Rotation ist nur dafür verantwortlich, wie schnell Hoch- und Niedrigwasser kommt und geht.

Es ist eher so, dass der Mond zusammen mit der Erde ein Duo sind. Sie umkreisen sich gegenseitig, wobei der Schwerpunkt noch innerhalb der Erde liegt, weil die Erde dementsprechend mehr Masse aufweist. So kreist also die Erde in der Rotation um sich selbst in 23 Stunden und etwa 56 Minuten. Durch die Kreiselbewegung um den gemeinsamen Schwerpunkt von Erde und Mond (allgemein auch: Baryzentrum), das nennt man Revolution, wird die Erde also etwas mitgerissen. Das ist jetzt aber tatsächlich durch den Mond. Jetzt zieht der Mond mit durchschnittlich 0,00033813% von einem g (Fallbeschleunigung der Erde) g = GM / r² ; g = 6,66743*10^-11 * 7,349*10^22 kg / 384’403’800 m = 0,000033159759 m/s² ( Fallbeschleunigung der Erde liegt bei 9,80665 m/s²) an der Erde.

Gedankliche Pfeile weisen die Wirkrichtung der Mondanziehung auf.
Darstellung der Revolution.

Jetzt muss man sich Pfeile vorstellen, wie man zum Mond hingezogen wird, wenn man außer den Mond sonst alle Objekte außen vor lässt. Die Seite der Erde, die zum Mond liegt, da wird man in dem Fall stärker angezogen, als irgendwo anders auf der Erde. Jetzt ist es so, dass die Gravitation zum Quadrat mit dem Abstand abnimmt. Ohne die Rotation und nur mit der Revolution, also wie lange der Mond für einen Umlauf braucht, zeigen die Pfeile nach 29 ½ Tage wieder in die Ursprungsrichtung.

Jetzt wirken überall noch Zentripetalkräfte, die von der Revolution stammen, also vom Umlauf der Erde um den Baryzentrum von Erde und Mond. Diese hängen aber nicht mit der Zentripetalkräfte der Rotation zusammen.

Darstellung der Kreisbewegungen von der Revolution auf einem bestimmen Ort auf der Erde.
Zentrifugale Kräfte, oder Fliehkräfte der Revolution.

In der Abbildung rechts sind vier Punkte auf der Erdoberfläche vermerkt, welche im Laufe der Revolution einen Pfad hinterlassen haben. Durch die jetzt offensichtlichere Kreisbewegung können wir jetzt definitiv sagen, dass es da eine Zentripetalkraft durch die Kreisbewegung gibt. Auch wissen wir, da alle Kreise parallel und gleich groß sind und die Revolution überall gleich schnell ist. Sie sind also gleichmäßig, gleich groß und weisen in die selbe Richtung. Wenn wir die beiden wirkende Kräfte zusammenlegen (Bild in der Mitte) und den Vektor bestimmen (folgendes Bild). Die Kräfte die wir jetzt haben sind in Summe die Gezeitenkräfte. Auf der mondabgewandten Seite ist die Zentripetalkraft durch die Revolution dominierend, also tendiert die Gezeitenkraft in die Wirkrichtung der Zentripetalkraft. Auf der Mondzugewandten Seite dominiert die Mondanziehung, also ist hier die Wirkrichtung zum Mond hin.

Darstellung der verschiedenen Kräfte, die die Gezeiten bewirken.
Der grüne Pfeil zeigt die Wirkrichtung, wenn man die Kräfte zusammen nimmt.

Aber wie entstehen jetzt die Flutberge, Ebbe und Flut? Das ist jetzt ganz leicht. Durch die herrschenden Kräfte kann das Wasser nicht förmlich angezogen werden, aber da die Kraft da ist und Wasser eine nicht feste Form besitzt, kann die Gezeitenkräfte das Wasser leicht aus den Ozeanen und Meeren drücken und sich in Richtung der Kräfte sammeln. Deshalb gibt es in der Ostsee oder im Bodensee keine Gezeiten, weil hier nur sehr, sehr schlecht das Wasser aufdrücken oder abfließen kann. Dabei ist die Zentripetalkraft im Gegensatz zu der Mondanziehung nur 92% so stark.

Der Einfluss der Sonne ist für unsere Gezeiten auch abhängig. Sie kann die Gezeiten durch ihre Anziehung verstärken oder abschwächen. Die verstärkt sie, bei Voll- oder Neumond da dort die Sonne und die Erde mit dem Mond in einer Reihe stehen und sich die Kräfte summieren (Springtiden), bei Halbmond schwächt die Sonne die Gezeiten ab, da die Sonne und der Mond zur Erde im rechten Winkel stehen (Nipptiden). An den Tagundnachtgleichen treffen sich auch annähernd die Sonne und der Mond die Erdachse, so steigert sich dann der Effekt also etwa jedes Halbe Jahr. Alle 4 ½ und 9 ¼ Jahre wird der Effekt ebenfalls gesteigert, weil sich dann grob gesagt der Mondzyklus von vorne anfängt und die Mondbahn sich durch die Bewegung der auf- und absteigenden Knoten mit der Ekliptik kreuzt.

Gezeitenkräfte können aber auch dazu führen, dass durch Gezeitenreibung, Energie der Rotation der Erde abgezogen wird und der Größe der Mondumlaufbahn hinzugefügt wird. So entfernt sich der Mond in unscheinbaren Spiralen von der Erde.
Aber auch wird Io von Gezeiten attackiert. Sie sind wegen der Nähe zum Jupiter so stark, dass sie den Io um 100 m strecken, bzw. stauchen. So erklärt man sich Ios vulkanische Aktivität, dass durch diese immense Reibung Temperatur und Druck für Vulkane passen. Deshalb ist der Io auch geologisch aktiv, den seine Oberfläche erneuert sich dadurch, seine Oberfläche wird auf 10 Millionen Jahre alt geschätzt.

Vorhersagetabellen: https://www.tide-forecast.com

Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Gezeiten
https://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/vulkanismus-auf-io-im-jupitermond-schwappt-ein-magma-ozean-a-762243.html
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103507003132?via%3Dihub
https://www.youtube.com/watch?v=tc1lPAObWBc (auch die Bilder)

Die Geschichte der Astronomie, Teil 12

Omar Khayyam

Omar Khayyam war zweifellos einer der berühmtesten Wissenschaftler und Astronomen in der Zeit des europäischen Mittelalters. Auch tätigte er sich erfolgreich als Dichter. Jedoch wurden viele seiner gedichteten Werke weit nach seinem Tod 1131 veröffentlicht. Er wurde nicht zum „Siebengestirn“ der arabischen Dichter gezählt, da er teils islamkritische Texte schrieb.
Khayyam bedeutet im persischen und arabischen Zeltmacher. Tatsächlich soll sein Vater auch diesen Beruf gehabt haben und Omar für kurze Zeit ebenso. Seine Mutter ist unbekannt.

Omar Khayyam von Edward FitzGerald dargestellt. Aus der Wikipedia.

Omar lebte in Nischapur die meiste Zeit. Er besuchte die gleiche Schule wie Nizam al-Mulk, ein großer Seldschuken-Herrscher. Nizam schrieb über Omar und einem anderen Schüler lobenswert als einen guten Zeitgenossen. Bin grad etwas verwirrt. Die Texte widersprechen sich. Allerdings steht woanders, dass sein religiöser Vatereinen Mathematiker namens Bahmanyar bin Marzban beschäftigt habe. Bahmanyar war wiederum ein Schüler des großen Gelehrten Avicenna gewesen. Er gab Omar eine genaue, gründliche und gute Ausbildung.
Als junger Erwachsener soll er in der Praxis seines Vaters Medizin gelernt haben.

Mit 18 Jahren stirbt Omars Vater Ibrahim. Wenige Monate später auch sein Lehrer Bahmanyar. Im selben Jahr, 1066 war das, marschierte der normannische König Wilhelm der Eroberer in England ein, außerdem erschien der Halleysche Komet in dem Jahr.
Das war der Moment, an dem Omar Khayyam beschließt nach Samarkand mit einer der Karawanen zu gehen. Samarkand war ein Wissenschaftszentrum und Omar traf im Alter von 20 Jahren dort ein.
In Samarkand verhalf ihm Abu Tahir ein bekannter seines verstorbenen Vaters um einem Job in seinem Büro.

1070 widmete er sich der Mathematik. Er verbesserte die Algebra und löste zuerst vermutlich kubische Gleichungen.

1073 erhielt Omar eine Einladung von Malik Schah und Nizam al-Mulk, sein Wesir nach Eshafan zu kommen und dort einen genauen Kalender zu erstellen, da die vorhandenen Kalender einfach zu ungenau sind.
Als 26-jähriger heuerte er andere ebenso talentierte Wissenschaftler ein, um mit nach Eshafan zu kommen. In Eshafan erhielt er ein extradimensional hohes Gehalt und genoss Privilegien, die die meisten anderen Bürger nicht hätten sich vorstellen lassen. Malik Schah beauftragte ihn ein Observatorium zu bauen, mit dem Ziel 30 Jahre lang Beobachtungen am Himmel zu machen.

Nachdem im Jahre 1092 Malik vergiftet und Nizam al-Mulk ermordet wurde, war der islamkritische Omar Khayyam nicht mehr erwünscht und musste sich verstecken. Fast 20 Jahre später befand er sich wieder unter mächtigen Männer aber weigerte sich zu unterrichten, welcher Text es nahe liegt.

Die Geheimnisse, die mein Liebesbuch hervorgebracht hat,
können aus Angst vor dem Verlust des Kopfes nicht erzählt werden;
Da keiner lernfähig ist oder wissen
möchte, bleiben alle meine Gedanken ungesagt.

Omar Khayyam hatte vermutlich ein Frau und mindestens eine Tochter und ein Sohn. Omar starb 1131 mit 83 Jahren in seiner Heimatstadt Nischapur.

https://de.wikipedia.org/wiki/Omar_Chayy%C4%81m
https://www.famousscientists.org/omar-khayyam/
ISBN 9783866901131

Der Messier-Katalog

Nachdem der französische Astronom Charles Messier bereits rund 50 Kometen entdeckt hat, fand er auch immer wieder diffuse Lichtflächen, welche ihre Position behielten. Das bedeutete für ihn, dass diese Objekte außerhalb des Sonnensystems sein mussten. Er wollte aber keine Zeit bei der Kometensuche verschwenden, deshalb legte er einen Katalog für diffuse, neblige Objekte an.

Heute wie damals ist der Katalog von großer praktischer Bedeutung und oft orientiert man sich an dem Messier-Katalog. Es war zwar nicht der erste Katalog solcher Art, aber er ist weitgehendst fehlerfrei, bis auf M40 und M73. M40 ist der Winnecke-4-Doppelstern, und kein Nebel. M73 ist eine zufällige Häufung von Sternen. Auch ist man sich uneinig, ob M102 ein doppelter (Fehl-)Eintrag von M101 ist, oder ob es sich um ein eigenes Objekt handelt. Einige andere Helle Objekte hat er allerdings nicht katalogisiert.

Erstmals wurde der Katalog in 1771 veröffentlicht. Viele dieser erstmals 45 Objekten hat er selbst gefunden. Nach einer Empfehlung von Lalande arbeitete er mit Pierre Méchain zusammen, nach zwei weiteren Veröffentlichungen wuchs er auf 70 und im dritten auf 103 Objekte an.

In seinen Briefen und in seinem eigenen Katalog konnten weitere Objekte gefunden werden und so ist der Katalog auf 110 gewachsen.

Nachdem der französische Astronom Charles Messier bereits rund 50 Kometen entdeckt hat, fand er auch immer wieder diffuse Lichtflächen, welche ihre Position behielten. Das bedeutete für ihn, dass diese Objekte außerhalb des Sonnensystems sein mussten. Er wollte aber keine Zeit bei der Kometensuche verschwenden, deshalb legte er einen Katalog für diffuse, neblige Objekte an.

Heute wie damals ist der Katalog von großer praktischer Bedeutung und oft orientiert man sich an dem Messier-Katalog. Es war zwar nicht der erste Katalog solcher Art, aber er ist weitgehendst fehlerfrei, bis auf M40 und M73. M40 ist der Winnecke-4-Doppelstern, und kein Nebel. M73 ist eine zufällige Häufung von Sternen. Auch ist man sich uneinig, ob M102 ein doppelter (Fehl-)Eintrag von M101 ist, oder ob es sich um ein eigenes Objekt handelt. Einige andere Helle Objekte hat er allerdings nicht katalogisiert.

Erstmals wurde der Katalog in 1771 veröffentlicht. Viele dieser erstmals 45 Objekten hat er selbst gefunden. Nach einer Empfehlung von Lalande arbeitete er mit Pierre Méchain zusammen, nach zwei weiteren Veröffentlichungen wuchs er auf 70 und im dritten auf 103 Objekte an.

In seinen Briefen und in seinem eigenen Katalog konnten weitere Objekte gefunden werden und so ist der Katalog auf 110 gewachsen.

Bildtafel der Messierobjekte
Eine Liste aus Bildern vom Messier-Katalog
M1Krebsnebel
M2
M3
M4
M5
M6Schmetterlingshaufen
M7Ptolemäus’ Sternhaufen
M8Lagunennbel
M9
M10
M11Wildentenhaufen
M12
M13Herkulesnebel
M14
M15
M16Adlernebel
M17Omeganebel
M18
M19
M20Trifidnebel
M21
M22
M23
M24Sagittaris-Sternenwolke
M25
M26
M27Hantelnebel
M28
M29
M30
M31Andromedagalaxie
M32Andromeda-Begleitgalaxie
M33Dreiecksgalaxie
M34
M35
M36
M37
M38
M39
M40Winnecke 4
M41
M42Orionnebl
M43de Mairans-Nebel
M44Praespe
M45Pleiaden
M46
M47
M48
M49
M50
M51Whirlpoolgalaxie
M52
M53
M54
M55
M56
M57Ringnebel
M58
M59
M60
M61
M62
M63Sonnenblumengalaxie
M64Blackeye-Galaxie
M65
M66
M67
M68Pollenhaufen/Sandkornhaufen
M69
M70
M71
M72
M73Vierstern-Asterismus
M74
M75
M76Kleiner Hantelnebel
M77
M78
M79
M80
M81Bodenebel
M82Zigarren-Galaxie
M83südl. Feuerradgalaxie
M84
M85
M86
M87Virgo A-Galaxie
M88
M89
M90
M91
M92
M93
M94
M95
M96
M97Eulennebel
M98
M99
M100
M101Feuerradgalaxie
M102
M103
M104Sombrerogalaxie
M105
M106
M107
M108
M109
M110Andromeda-Begleitgalaxie

Die Geschichte der Astronomie, Teil 10

Umschwung der Zeit

Gegen Ende der Antike wurde die römische und griechische Technologie besser als angenommen. 1900 haben Schwammtaucher vor der Küste Antikythera eine untergegangene griechische Galeere entdeckt. Der Fund von dem Schiff war gigantischer Fund. Noch spektakulärer war ein rätselhaftes Mechanismus, von welchem leider nur noch Fragmente erhalten sind. Der Mechanismus kommt aus 73 v. Chr.
Es ist vermutlich ein astronomisches Gerät. Eine Art Uhr und Astrolabium in einem. Doch zeigte er auch noch die Eklipsen an. Es ist also wahrscheinlich eine Weiterentwicklung.

Mit dem Untergang des weströmischen Reiches durch Unruhen und germanische Kreuzzüge läutete langsam in Europa eine neue Epoche ein. Vieles wurde gewandelt. Das Wissen der Antike ging mit den Unruhen und Schlachten verloren. Auch weil sich niemand mehr um das Wissen in Europa kümmerte.
Doch das Wissen ging nicht verloren. Arabische Gelehrte erreichten das Wissen über Verbindungen nach Byzanz, die das Wissen aufgehoben haben. Auch aus Alexandria, Athen und den Rest aus Griechenland gelang das Wissen in den Orient. Dort wurde es weiter gepflegt und neue Entdeckungen und Fortschritte machten sich bemerkbar.

Der Untergang des Weströmischen Reiches wird meistens mit 476 benannt. In dem Jahr griff Odoaker, ein weströmischen Offizier germanischer Herkunft. Nach dem Umsturz kam der Christentum trotzdem nicht zu kurz. Er wurde bereits im römischen Reich eingeführt und ist in der Gesellschaft bereits angekommen. Doch die Wirtschaft, Infrastruktur und Verwaltung stürzte im freien Fall. Von Germanenstämmen aus dem Norden und Osten bezeichneten die Römer als Barbaren und griffen sie an. Und wurden durch katastrophale Umstände besiegt. Die Gesellschaft wurde zur Agrar- und Feudalgesellschaft. Das gehütete, zu schätzen gewusste Wissen waren in einer oder zwei Generationen verloren oder verloren.

Dem Oströmischen, danach dem byzantinischen Reich (als Hauptstadt Konstantinopel), welches 395 durch die Reichsteilung entstand, existierte weiterhin. Teile der zerstörten Bibliothek von Alexandria wurde ins Byzantinische Reich gebracht, teilweise noch original von den Griechen. Vieles ging auch in den Orient und nach Zentralasien, wo arabische gelehrte das Wissen aus vergangener Zeit schätzten. Sie alle benutzten es für ihre Forschungen und Werke wie den Almagest für den Gebrauch.

In den nächsten Jahrhunderten wuchsen die gewonnenen Kenntnisse nur langsam an. Unter der normalen Bevölkerung aber, ist alles vergessen. Die Kurve der Beschleunigung des Wissens geht nur langsam nach oben. Denn es dauerte noch 300 Jahre bis in Spanien, Toledo und Cordoba, eine Wissenschaftshochburg entsteht.

In der Zeit dazwischen stellt Aryabhata, ein indischer Astronom seine Thesen auf, dass die Erde rotiert und die griechischen Berechnungen präzisiert. 125 Jahre danach entsteht der Islam mit seiner neuen Zeitrechnung. Nur eine Generation später wird Alexandria arabisch. Nach weiteren 125 Jahren wird Spanien arabisch und kurz darauf setzten auch Wissenschaftler nach Spanien, Andalusien, rüber. Jetzt wird in Spanien die Wissenschaft stark. So wurde z.B. ein Astrolabium um das Jahr 830 gefunden. Jetzt wuchs eine Generation von Wissenschaftlern heran. 850 al-Battani und 903 Abd ar-Rahman as-Surfi. Allerdings muss man auch sagen, dass wir heute über die Erkenntnisse aus dieser Zeit nicht all zu viel wussten.

Die Araber begannen Mitte des 7ten Jahrhunderts auch ihre Expansion. 750 beherrschten sie bereits den ganzen nahen Osten. Sie gelangten sogar nach Persien und rüber nach Indien und Zentralasien. Im Westen an der Mittelmeerküste entlang, von Ägypten bis nach Marokko. Im Jahre 771 betraten dann auch die islamischen Truppen Andalusien. Früher gehörte Andalusien auch zum Imperium Romanum. Scipio Arficanus erboerte es für Rom. Trajan und Hadrian kamen aus der „Baetica“, wie die Römer es nannten. Andalusien oder Baetica erblühte unter dem römischen Reich. Doch dann fielen die Vandalen und die Goten ein. Als die Araber dann 771 dort landeten, waren die Spuren der Römer.

Die Araber machten wohl erst im 9ten Jahrhundert Errungenschaften. Sie bauten eigene Astrolabien. Sie werden u.a. zur Vermessung am Himmel verwendet. Das gefundene Exemplar stammt aus Damaskus. Sie sind aus zwei oder mehr Metallscheiben mit kalibrierten Zeit- und Winkelskalen. Sie ließen sich unabhängig voneinander drehen. Darüber eine Scheibe mit einen Netz der Positionen von wichtigen Fixsternen. Auch die Ekliptik wurde eingetragen. Als besseres Gerät für die Astrometrie erweist sich 900 Jahre später der Sextant.

Auch in der Mathematik machten sie Fortschritte. So erfanden sie durch eine Idee aus Indien die Null und entwickelten jenes Zahlensystem, welches wir heute nutzen. Das Dezimalsystem. So konnte man besser multiplizieren und dividieren als mit lateinischen Zahlen. Dann führten sie später noch die Algebra ein, mit der man besser Gleichungen mit einer Unbekannten Zahl löst. Das erleichterte enorm viele mathematische Berechnungen.

Asteroiden, Planetoiden, Meteore und Meteoriten

Verwirrend in der Astronomie, die Kunde des nächtlichen Himmels, ist immer die begrifflichen Unterschiede von diesen kleinen Objekten. Teilweise ist es echt so, dass die Grenzen zwischen den Begriffen schwimmend sind.

Fangen wir mit den Asteroiden, Planetoiden, Kometen und Zwergplaneten an:
Die Grenze von den kleinen unregelmäßigen Objekten bis nach oben hin zu den Planeten ist teilweise recht schwammig. Auch sind viele Asteroiden auch gerne mal Planetoiden. Aber auch Kometen sind dabei. Doch Kometen sind anders.
Kometen kennen die Menschen schon über die Antike hinaus. Oft hat man von dem jenen einen großen Kometen gehört, der alle Menschenleben wiederkehrt. Der Halleysche Komet – benannt nach Edmund Halley, der der seine Flugbahn berechnete – wurde vermutlich überdurchschnittlich oft gesehen. Doch Kometen kommen vielleicht auch nur einmal: Der Komet ISON von 2016 zum Beispiel verging 1,6 Millionen Kilometer nah an der Sonne und löste sich auf.
Dann gibt es langperiodische Kometen wie der McNaught, PanSTARRS-Komet, oder Hale-Bopp und Halleyscher Komet sind langperiodisch. Sie tauchen oft nach Jahrhunderten oder Jahrtausenden wieder auf und kommen aus der Oortschen Wolke, welche Jan Oort zuerst postulierte. Eine unregelmäßige Kugel aus Kometen, die bis zu 1 Lichtjahr von der Sonne entfernt ist.
Es gibt im Gegenzug auch kurzperiodische Kometen, welche u.a. aber durch die Gravitation von Jupiter oder Saturn die Bahn gewechselt haben. Ein Beispiel für kurzperiodische Kometen ist 46P Wirtanen, der Anfang dieses Jahres an uns vorbeizog.
Ein Komet ist also ein eher kleineres Objekt und bestückt mit einem markantem Schweif und bestehen aus viel Eis und Gestein, aber sein Kern ist viel dunkler als sein Schweif.

Asteroiden sind unregelmäßige Gesteinsbrocken aus Silikaten und etwas Metall oder Eis. Sie sind kleiner als Planetoiden, welche schon eine rundlichere Form annehmen. Die Planetoiden sind die bekannten großen Asteroiden. Aber auch Asteroiden werden gerne Planetoiden genannt sowie Zwergplaneten auch gerne Planetoiden sind. Zwergplaneten sind große Objekte, welche eindeutig rund und schwer sind, aber ungenügend für einen Planeten. Außerdem liegen Planeten in der Ekliptik. Asteroiden als Beispiel sind: Ryugu, Haraldlesch oder Scottmanley. Planetoiden sind Vesta, Pallas, Juno, Astraea oder Psyche, aber auch . Zwergplaneten sind: Pluto, Eris, Ceres, Makemake, Sedna, Orcus, Varuna und Quaoar.

Ein Meteor ist eine Sternschnuppe, also ein steingroßer Brocken aus dem Sonnensystem, welcher in der Atmosphäre, durch den hohen Druck und Hitze wenn man mit großen Geschwindigkeiten durch die Atmosphäre fliegt, verglüht. Beim Verglühen ionisieren sie die Luftteilchen und es kommt zum Rekombinationsleuchten. Bevor die Meteore die Atmosphäre betreten, sind sie Meteoroiden, also noch kleiner als Asteroiden, so groß wie ein Auto oder ein Busch, aber auch so groß wie ein Kieselstein. Aber ein Meteorit ist ein Überbleibsel von herunterkommenden Meteore.
Große Meteore nennt man auch Boliden oder Superboliden, umgangssprachlich: Feuerkugeln.

Was sind Bok-Globulen?

War jetzt eine Weile wieder wärmer und ich habe zwei Tage nebeneinander, bei denen ich meist keine Zeit finde zu schreiben.

Zerlegen wir doch erstmal das Wort. Globulen sind Kugeln und Bok? Bok war ein niederländischer Astronom.
Bart Jan Bok hat sie auch erforscht. Daher nannte man die „Globulen“ wie er sie nannte, Bok-Globulen. Er wurde 1906 am 28. April in Hoorn geboren (Niederlande). Sein Vater war ein Militarist und seine Frau eine Adlige, wobei in dieser Zeit Adlige nicht mehr so hoch in der Gesellschaft stehen. Also wurde er in reiche Verhältnisse geboren. Nach dem Gymnasium studierte er ab 1924 an der Universität in Leiden. Einer seiner Studienkollegen war auch der bekannte Planetenforscher Gerard P. Kuiper, welcher den Kuipergürtel, einen transneptunischen Planetoidengürtel, vorhersagte.
1929 heiratete er einer seiner Studienkolleginnen Priscilla Fairfield, mit der ihr zwei Kinder gebar. 1933 promovierte er mit einer Dissertation über den Emissionsnebel von Eta Carinae zum Doktor der Philosophie an der Universität Groningen. Im selben Jahr lud ihn Harlow Shapley als „Assistant Professor“ zur Harvard-Universität in Cambridge (USA) ein. 1938 erhielt Bok die amerikanische Staatsbürgerschaft. Ein Jahr darauf wurde er zum „Associate Professor“ berufen. 1947 bis 1957 war er Professor und stellvertretender Direktor des „Harvard College Observtory“ gewesen. Durch einen Zwist und Ärgereien verließ er 1957 und wurde Professor an der „Australian National University“. Er leitete dort das „Department of Astronomy“. Und verbunden damit Direktor des Mt. Stromlo Observatoriums. 1966 kehrte schließlich Bok in die USA zurück. Dort widmete er sich weiter der Astronomie und wurde in den frühen 70ern Vize-Präsident der IAU und 1972 bis 1974 Präsident der AAS.

Hellere und dunklere Flecken im Band der Milchstraße
http://www.astrophoton.com/images/milky_way_2014-03-07_big.jpg

Wenn heiße Sterne in einer Gas- und Staubwolke durch den Sonnenwind und der und der ausgesendeten Wärme die von dem heißen, jungen Stern ausgestrahlt wird, leuchtet, dann sieht man sie bei einer klaren Nacht fernab von störender Lichtverschmutzung sie als helle Flecken im Band der Milchstraße. Sie erscheinen durch die Bestandsteile und der Sterne, die sogenannten Reflexionsnebel, meist bläulich. Sie sind bis zu 1000mal dichter als das interstellare Medium.
Andererseits wird durch intensive UV-Strahlung der heißen, jungen Sterne vom Spektraltyp O das Wasserstoffgas zum Leuchten angeregt. So ähnlich wie bei einer Leuchtstoffröhre. Dabei erhitzen sich die Gase auf 10 Tausend Kelvin und das Gas wird ionisiert (Ionisiertes Gas). Und das bis zu 400 Lichtjahre weit. B0-Sterne schaffen das immerhin noch 80 Lichtjahre weit. Es kommt also dadurch zum Rekombinationsleuchten, wobei der Wasserstoff eine rötliche Färbung einnimmt (H-Alpha-Balmerlinie). Man bezeichnet solche glühende Nebel auch als Emissionsnebel.
Diese Nebel bezeichnet man als H II-Sternentstehungsgebiete und die H I sind die kalten, neutralen Wasserstoffwolken. (Das H steht für Hydrogenium = Wasserstoff). Reflexionsnebel und Emissionsnebel kommen also meist gemeinsam vor.

Der Orionnebel M42, ein Reflexions- und Emissionsnebel
https://hubblesite.org/uploads/image_file/image_attachment/30311/STScI-gallery-0601a-2000×960.png

Der Wasserstoff sendet Radiostrahlung in 1420 MHz (oder 21 cm). Typischerweise sind die Nebel einige Dutzend oder hundert Lichtjahre m Durchmesser groß. In den H I sind beispielsweise Wasserstoff mit 90%, Sauerstoff, Methan, Wasser und Helium machen den großen Rest aus. Aber auch Hydroxyl, Cyan, Ammoniak, Blausäure, aber auch sowas wie Ethanol, Methanol und Methylvinylether.
Insgesamt sind es maximal bis zu 200 verschiedene Moleküle gefunden worden – mit den Radiosignalen in der Frequenz.

Aber auch verweilt der interstellare Staub in dunklen Wolken. Das sind dunkle Stellen im Band der Milchstraße, denn diese dunklen Wolken, genannt Dunkelwolken (Ja, wir Astronomen und Astrophysiker sind besonders fantasielos – außer ich), verdunkeln das Licht der Sterne immens und es gibt kaum Sterne die davor stehen. Die ganzen Dunkelwolken verdunkeln ein Drittel des Lichts aller Sterne im den Band. Wunderbar verdunkeln sie alles. Gerade verdunkelt eine Wolke Sagittarius A*, das zentrale schwarze Loch bei uns. Doch im Infrarot bei 2,2 µm sieht man frei und nur 10% Abdunklung.

Der Pferdekopfnebel (B 33) im Infrarot
https://hubblesite.org/uploads/image_file/image_attachment/30325/STScI-gallery-1312a-2000×960.png

Also – Die Bok-Globulen sind dunkle, kugelrunde Flecken (u.a. in Reflexion/Emissionsnebeln), in denen Sterne entstehen. Die heißen, hellen Dinger sind die H II-Gebiete und die neutralen, dichten Wolken sind die H I-Gebiete. Beispiele sind:

H II-Gebiete
(Reflexion/Emission)
H I-Gebiete (Kühle,
dichte Wolken)
Dunkelwolken
Rosettennebel
Orionnebel
Adlernebel
Dunkle Bänder in der Milchstraße Kohlensack

Die Lichtverschmutzung

Das gab es noch niemals zuvor: Tausende von Laternen, Werbereklamen aus Neonschilder oder mittlerweile mit LEDs. Auch in den Werken, dort wo Schicht gearbeitet wird oder dort wo man das Licht irgendwie benötigt. Autolichter zu Millionenst, das Licht, egal ob gewollt oder nicht, wird nach oben, in die Atmosphäre und in den Nachthimmel abgestrahlt. Das Licht wird dann abermals in der Luft von Staubpartikeln oder Wassertröpfchen hin und her reflektiert. Das Licht wird dann in der Atmosphäre auch gebrochen und gestreut. So wird also die Luft aufgehellt.

So kommt es, dass man über Städte kaum Sterne erkennen kann. Wenn man sich dann von der Stadt entfernt, nimmt man eine deutliche, aber diffuse Lichtglocke war, am Himmel, über den Horizont ein Fleck der deutlich aufgehellt ist. Wegen diesem diffusen, zerstreuten Licht, nennt es auch Lichtsmog.

In der Astronomie stört nicht nur die zunehmende Lichtverschmutzung, welche seit dem es elektrisches Licht gibt begonnen hat, sondern auch Menschen mit Laserpointer die damit herumfuchteln, Discos, welche den Himmel mit Licht anstrahlen oder Autos, welche ihre Lichter noch nach Kilometern Entfernung blenden oder stark auffallen und Messungen verfälschen können.

Heutzutage sind 80% der Weltbevölkerung betroffen. In den Industrie Hochburgen, die Nationen von Europa und in der USA sind es 99%. In der städtischen Bevölkerung hat ein Großteil womöglich noch nie das Band der Milchstraße gesehen. Das Wachstum davon ist in den Staaten, in der am meisten stark die Digitalisierung voranschreitet, am stärksten. In Japan liegt der Zuwachs zum Beispiel bei 12%. Sehr deutlich wird es in Berlin. In den letzten 150 Jahren ist die Qualität des Nachthimmels um das zehnfache an klaren Tagen und um das tausendfache an wolkenverhangenen Tagen gesunken.
Aber nicht nur Menschen und die Umgebung sind betroffen, auch die Tiere. Sie fühlen sich oft von Licht angezogen, z.B. viele Insekten. Das falsche Licht verwirrt die meisten Tiere und führt sie in die Irre. Auch beeinflusst das künstliche Licht die Schlafrhythmen und stört sie.

Die Lichtverschmutzung vermindern kann man das z.B. wenn man Licht verwendet, welches ausschließlich nur nach unten abstrahlt und auf Licht, welches auch nach oben oder seitwärts hin abstrahlt. Auch Licht zur Dekoration und Werbung vermeidet und bei niedrigen Menschenaufkommen, also kurz vor bis einige Stunden nach Mitternacht abschaltet.
2007 scheiterte ein Gesetz, welches von einer Idee von einer Petition aufgegriffen wurde, im deutschen Bundestag die Lichtverschmutzung zu kontrollieren und eindämmen. Es scheiterte an CDU/CSU, SPD und Linke-Politiker.

Deshalb stehen heute die größten Observatorien weit weg von störenden Licht und Flugzeuge müssen ebenfalls um diese Observatorien herum fliegen. Dort in der Nähe ist störendes Licht ebenfalls untersagt.

Schließlich noch nette Bilder.

Die verschiedenen Stufen der Lichtverschmutzung auf einem Bild.

Der Pluto

Im Herzen ist er immer noch für mich und auch viele andere vielleicht ein Planet. Am 24.08.2006 wurde der Pluto zum Status eines Zwergplaneten herabgesetzt, wegen der Neudefinition des Begriffs Planet. Er wurde als Erster TNO oder Plutoid als neues Objekt im Sonnensystem identifiziert, wie schon so viele in dieser Zeit. Besonders bei ihm ist nicht etwa sein Wetter oder seine Ringe, welches er beides nicht hat, sondern seinen verhältnismäßig großen Mond Charon.

Der Pluto braucht fast 250 Jahre um die Sonne in einer mittleren Entfernung von 5906 Mio. Kilometer und einer Orbitalgeschwindigkeit von 4,67 km/s. Seine Bahn ist deutlich exzentrischer und auch sehr stark gegen die Ekliptik geneigt.
Dadurch, dass er weit von der Sonne weg ist, ist es auf dem Pluto bei Mittag so hell, wie bei uns kurz vor oder kurz nach dem Sonnenauf- oder Sonnenuntergang. Die Einstrahlung der Sonne beträgt dort nur ungefähr 0,563 W/m² . Die Sonne sieht auf dem Pluto also nur wie ein blendend heller Stern aus.
Bis zur Entdeckung unzähliger Objekte im Kuipergürtel, die Region voller Planetoiden hinter dem Neptun, dachte man,der Pluto ist ein entwichener Mond vom Neptun, der von Nereid, ein weiter Mond von Neptun, rausgeschleudert wurde, das würde erklären, warum Pluto eine solche Bahn beschreibt und warum Nereid ebenfalls eine stark exzentrische Bahn aufweist.
Heutzutage weiß man, dass Pluto sich einfach mit dem Kuipergürtel sich mit gebildet hat.
Auffällig ist auch, dass die Plutoiden, eine Gruppe Planetoiden mit ähnlichen Bahneigenschaften wie der Pluto (und Pluto selbst auch) in einer 3:2-Bahnresonanz stehen. Das bedeutet, dass wenn der Neptun dreimal die Sonne umläuft, dass der Pluto in der selben Zeit es zweimal schafft.

Pluto rotiert in fast einer Woche um sich selbst, ist noch stärker geneigt als der Uranus. Der Grund dafür ist u.a. dass Pluto und Charon so synchronisiert sind, dass der Charon genau solange braucht um Pluto zu kreisen, wie der Pluto um sich kreist. Auch bleibt der Charon, dadurch, dass der Pluto sich auch so schnell um sich selbst kreist, immer an der selben Stelle des Himmels stehen.

Pluto ist mit einem Durchmesser von ungefähr 2380 km ein kleines Objekt im Vergleich zu den den größten Monde im Sonnensystem oder zu den Gesteinsplaneten. Sein Aufbau ähnelt sich vermutlich dem Triton, sie besitzen beide eine dünne Atmosphäre aus Stickstoff, hat ebenso von dem einem hochkomplexen organischen Molekül, welches die Oberflächen in einen rotbraunen Ton färbt.
Aus Plutos mittlere Dichte lässt sich schließen, dass er vermutlich einen großen Gesteinskern besitzt mit einem eher dünnerem Mantel aus Wassereis, darüber liegt die Stickstoffeis-Schicht und danach kommt die Kruste. Man spekuliert, ob zwischen dem Kern und dem Wassereis-Mantel ein globaler Ozean sich durch den Druck und der Restwärme gebildet hat.

Plutos Atmosphäre soll eine dünne, aber eine ausgedehnte Atmosphäre sein, denn nach den Absorptionsmessungen der New-Horizons-Mission soll die Atmosphäre in eine Höhe von bis zu 1600 Kilometern gehen. Der atmosphärische Druck soll laut der NASA bei etwa 0,3 Pascal liegen und laut der ESO bei 1,5 Pa.
Die ESO teilte mit, dass durch das atmosphärische Methan eine sogenannte Inversionswetterlage entsteht, wodurch die Temperatur mit der Höhe zunimmt. So kommt es, dass in der oberen Atmosphäre es -170 °C herrschen soll, während in der unteren Atmosphäre es schon ca. -180 °C und am Boden nur -220 °C herrscht.
Allerdings gibt es offenbar eine große Ungenauigkeit in den Werten des Atmosphärendrucks. So erhielt ja New-Horizons Druckwerte von um die 0,4 Pascal, während bei einer Sternbedeckung das SOFIA einen Druck von 2,2 Pa erhalten hat.
Auch entdeckte New Horizons durch Aufnahmen in der Atmosphäre in zwei Bänken Aerosole, die erste Bank konzentriert sich bei 50 km und die zweite bei 80 km. Mittlerweile stellte man 12 solcher Bänke fest, die erste Bank ist bspw. In unmittelbarer Bodennähe. Man stellte auch fest, dass der Sonnenwind langsam, aber sicher, das Stickstoff aus der Atmosphäre bläst.

Im Jahr 1992 wurde bereits Plutos Status als Planet angezweifelt, weil mittlerweile schon mit ihm 4 weitere Objekte fanden und im darauffolgenden Jahr die Zahl auf 8 anstieg. 1998 fand der Vorschlag von Brian Marsden vom MPC den Pluto einen Doppelstatus zu verschaffen als Planet und Asteroid und ihn zusätzlich mit der Nummer für Asteroiden die Zahl 10000 zu verschaffen. Im Laufe der Zeit wurden nun hunderte solcher Entdeckungen getätigt. 2005 dann auch Eris, der Himmelskörper, dessen Größe mit Pluto wohl am meisten konkurriert. Doch wurden in den Medien vom zehnten Planet erzählt. 2006 wurde dann von der IAU aus für derartige Körper eine neue Kategorie geschaffen, die Zwergplaneten.
Auf der Generalversammlung dann, wurden weitere Vorschläge gebracht, zum Beispiel, dass ein Planet dan ein Planet ist, dass seine Gravitation und Masse ihn in eine hydrostatische Gleichgewichtsform zu zwängen, also zu einer sphäroidalen, runden Form. Ein anderer Vorschlag war, dass Pluto zu einer neu geschaffenen Klasse gehören soll, welche sich dadurch definiert, dass die Plutonen mindestens 200 Jahre brauchen für einen Umlauf. Beide Vorschläge fanden kaum Zustimmungen, und so wurde Pluto zusammen mit Ceres und vielen anderen zum Zwergplanet.
Doch der Bundesstaat Illinois beschloss 2009, der Heimatstaat von dem Entdecker Tombaugh, dass der Pluto weiterhin als Planet gilt.
Somit ist die Frage nach Pluto immer noch nicht abschließend geklärt. Letzt erst gab es wieder neue Anstöße zur dieser Debatte. Offiziell hin ist Pluto immer noch aber ein Kleinplanet und ändern wird sich daran vermutlich nichts.

Pluto in Zahlen:

Große Halbachse 39,482 AE
5 906,4 Mio. km
Perihel – Aphel 29,658 – 49,305 AE
Exzentrizität der Bahn e = 0,2488
Neigung der Bahnebene 17,16°
Siderische Umlaufzeit
Synodische Umlaufzeit
247 Jahre 343 Tage
366,73 Tage
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit (durchschn. Bahngeschwindigkeit) 4,67 km/s
Kleinster u. Größter Erdabstand 28,641 – 50,322 AE
Äquatordurchmesser
Poldurchmesser
2374 km
2374 km
Radius 1187 km
Masse 1,303*10²² kg
Fallbeschleunigung 0,62 m/s²
Fluchtgeschwindigkeit 1,21 km/s
Rotationsperiode 6d 9h 17min 34s
Neigung d. Rotationsachse 122,53°
Geometrische Albedo 0,5 bis 0,7
Max. scheinbare Helligkeit v. d. Erde +13,65 mag
Atmosphärendruck 3*10−6 bar
Temperatur Min – Mittel – Max 33K (-240 °C)
44K (-229 °C)
55K (-218°C)
Hauptbestandteile d. Atmosphäre Stickstoff ~96%
Kohlenmonoxid ~3%
Methan ~0,5%
Monde
Ringe
5 (Charon, Nix, Hydra, Kerberos und Styx) keine