Kategorie: Astroblog

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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

Der Almagest, Teil 3 (Der miserable Kalender des Sosigenes)

Weiter gehts mit der Geschichte der Astronomie. Bevor wir endgültig zum Almagest zu sprechen kommen, das wir dann beim nächsten Mal der Fall sein, schiebe ich noch einen kleinen Kalender-Beitrag ein.

Als Gaius Iulius (Cäsar) 50 v. Chr. Diktator des römischen Imperiums wurde, erkannte er, dass der römische Kalender veraltet ist. Darum beauftragte er einen alexandrinischen Astronomen namens Sosigenes den Kalender zu überarbeiten, sodass der neue Kalender genauer funktioniert als der Alte.

Sosigenes verwendete die Grundlagen, welche Hipparchos und Aristarchos in den vorangegangen Jahrhunderten bereits gelegt haben. Doch Sosigenes legte eine grauenhafte Arbeit nieder. Sein Kalender war unzumutbar. Er wusste schon, dass das Jahr minimal länger als 365 Tage dauert, doch er richtete für jedes vierte Jahr ein Schalttag ein.
Das war nicht überlegt und zeugte vor Unwissenheit. Bereits zu seiner Zeit war es längst bekannt, dass ein Kalender nach diesem Modell nach Vier Jahrhunderten einen Fehler von 3 Tagen aufwies. Nach 16 Jahrhunderten, so lange hat sich dieser Kalender leider bewährt, kam also ein Fehler auf von 10 Tagen. Papst Gregor der XIII. richtete es so ein, dass das Erste Jahr eines Jahrhunderts nur dann ein Schaltjahr ist, wenn es sich durch 400 teilen lässt.

Der Julianische Kalender bestand aus 12 Monaten. Bei 365 Tage im Jahr konnten sie also nicht gleichlang sein, deswegen haben auch heute noch manche Monate 30 oder 31 Tage. Als er die 30 oder 31 Tage jedem Monat zugewiesen hat, blieb der Februar mit nur 28 Tagen übrig. Sosigenes blieb dabei und ergänzte ihn eben mit der Schaltregel, sodass der letzte Monat im Jahr alle Vier Jahre einen Schalttag erhielt.

Angeblich soll es stimmen, dass Augustus sich darüber geärgert hat, als er erfahren hat, dass der Monat nach dem Iulius benannt worden war ein Tag länger ist, als der Monat der nach ihm selbst benannt worden war. So zog er einen Tag von einem anderen Monat ab . Das sorgte dafür, dass die bisher falsch angewandte Schaltregel nun korrigiert wurde .

Ungünstig bei dem miserablen Kalender des Sosigenes ist, dass die Sonnenwenden und die Tagundnachtgleichen am 21ten eines Monats sind, statt am Anfang eines Monats, so würde jede Jahreszeit drei volle Monate ausfüllen. Doch Logik wurde offenbar nicht benutzt und so blieb der Kalender ein Kalender in dem man z.B. an den Fingerknöcheln ablesen muss, wieviele Tage ein Monat hat, falls man das nicht auswendig weiß.

Die Beiträge blieben in letzter Zeit kurz. Ich verspreche, dass die nächsten Beiträge wieder länger werden. Der Vorteil ist eben, dass so schneller Beiträge kommen können.

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Der Uranus ist ebenfalls ein außergewöhnlicher Planet. Er eiert seiner Umlaufbahn entlang und ist immer gerade so sichtbar. Er hat im sichtbaren Spektrum fast keine Oberflächenstruktur und hat eine durchgehende himmelblaue Farbe. Kein Zufall, dass man ihn später, nachdem er nach dem englischen König benannt wurde, und das wurde abgelehnt, nach dem griechischen Gott für den Himmel (altgriechisch/latinisiert: uranós) benannt wurde.
Der Eisriese ist etwa ein viermal so großer Planet wie die Erde und hat eine Masse von fast 15 Erdmassen. Damit schlägt er den Neptun mit dem Durchmesser um nur ca. 1500 km. Trotzdem hat Neptun knapp 3 Erdmassen mehr als der Uranus.

Der Eisriese Uranus ist ähnlich aufgebaut wie Neptun und ist wie der Neptun erst in der Neuzeit mithilfe von Geräten, dem Teleskop, entdeckt worden. Im Falle von Uranus war dies Wilhelm Herschel, Musiker und Astronom in England, am 13 März 1781. Auch andere haben ihn bereits früher entdeckt, bloß wurde er in den Sternkarten und Sternkatalogen als Stern eingetragen.
Als Erstes galt der Uranus als einen neu entdeckten Komet, doch in den folgenden Nächten sah er keinen Schweif und keine Koma, was ja für einen Komet charakteristisch ist. Auch war das kleine Scheibchen nicht diffus und die Farbe war zu grünlich für ein Stern oder Komet. Mit vielen darauffolgenden Beobachtungen schlussfolgerte er, dass er da einen Planeten entdeckt hatte.

Schnell darauf wurde, auch wieder von Herschel, bereits seine großen Monde entdeckt. Zuerst Titania und Oberon, die Namen aus Shakespeares Sommernachtstraum. Später dann von einem anderen Astronom wurde Ariel und Umbriel entdeckt, ebenfalls nach Shakespeares Figuren benannt.

Uranus dreht sich in 17 Stunden und einer Viertelstunde ungefähr einmal um seine eigene Achse. Seine Rotationsachse ist, weil er in einer Umlaufbahn um die Sonne eiert, um fast 98° gekippt. Wie bei den jovianischen Planeten, bei Gas- und Eisriesen, wehen starke Winde in der oberen Atmosphäre in Rotationsrichtung und dessen Bewegung ist in nur 14 Stunden ausgeführt. Wegen dieser Neigung sehen wir den Äquator in Front von Uranus nur jeden halben Umlauf, entweder von der Nordhalbkugel zum Äquator oder von der Südhalbkugel. So kommt es, dass bei der Ankunft von Voyager 2 am 24. Jänner/Januar 1986 an Uranus vorbeiflog, die Sonne nah am Zenit für den Südpol stand. Und in 2007 sah man dann den Uranus in seiner Äquatorebene.
Warum Uranus so stark zur Ekliptik geneigt ist, ist noch ungeklärt. Vermutlich aber, traf in der Frühzeit des Sonnensystems ein Protoplanet zweifacher Erdmasse um flachen Winkel den Uranus und ist teilweise als Rest in Form von Monden und aktuell auch von Ringen übrig geblieben.

Uranus bewegt sich in 84 Jahren und einer halben Woche um die Sonne. Seine Umlaufbahn ist dafür die mit der kleinsten Inklination und einer gewöhnlich geringen Exzentrizität. Und ist auch somit weniger stark zur Erde geneigt. Der Uranus braucht rund zwei Stunden um seinen eigenen Durchmesser auf der Umlaufbahn zurückzulegen, die Erde benötigt bloß etwa sieben Minuten.

Uranus seine Atmosphäre ist eine typische für Eisriesen. Es gibt im Wesentlichen drei Schichten: Die Troposphäre (-300 u. 50 km / 100 u. 0,1 bar), die Stratosphäre (50 u. 4 000 km / 0,1 u. 10^-10 bar) und die Thermosphäre (4 000 u. 50 000 km ). Übergänge sind nicht Vorhanden.
Die Troposphäre besitzt im Grunde die gesamte Masse der Atmosphäre und ist verantwortlich für das Abstrahlen von Wärme (IR-C). Die Wolken sind aus gefrorenen Methan, welches in den Höhen kondensiert und zuvor aufgestiegen ist. Auch sind die tieferen Wolken aus Wasser.
Seine Stratosphäre ist wesentlich kühler schon, als die Troposphäre. Im unteren Bereich neigen sich Ethan und Ethin dazu, Nebel zu bilden. Darüber ist die Konzentration von Kohlenwasserstoffe plötzlich sehr viel geringer. Das macht die Stratosphäre recht durchsichtig. Im oberen Bereich der Stratosphäre ist die Temperatur sehr hoch, denn sie grenzen an die Thermosphäre, dort, wo Methane die UV und IR-Strahlen von der Sonne absorbieren. Und ein Teil der Wärme werden in die obere Schichten der Stratosphäre transportiert.

Uranus hat ähnlich wie Neptun einen hohen Anteil an Wasser und Eis im Mantel und Kern. Sein Kern ist ein kleiner Kern, doch der Mantel füllt viel aus und dann folgt die Atmosphäre.
Aus einem unbekannten Grund, der womöglich mit der Stellung der Rotationsachse zusammen hängen könnte, hat er keine eigene Wärmequelle, wie bei Jupiter, die starke Radioquelle. Lediglich der Kerndruck bei 8 Millionen bar und 5 Tausend Grad Celsius bleiben.

Seine Ringe sind recht unscheinbar, auch nicht besonders groß. Seine „markanten“ Ringe sind bloß wenige Kilometer groß. Uranus hat wie Jupiter auch feine Partikel in den Ringen und sind sehr dunkel. Aber auch haben Uranus seine Ringe größere Brocken. Im Durchschnitt sogar größere als Saturn.
Auch eine Besonderheit des Uranus dessen My-Ring, vom altgriechischen Buchstaben My, ist, dass er schwach bläulich leuchtet. Das erklärt man sich so ähnlich wie bei Saturn und Enceladus: 0,1 Mikrometer große Eispartikel (0,0001 mm) sind im My-Ring des Uranus und ähnliches bei Enceladus mit dem E-Ring. Jetzt sind die Partikel klein genug um Blaues Licht zu streuen. Die Eispartikel im E-Ring vom Saturn stammen aus den Geysiren von Enceladus und hier von Meteoriteneinschläge des kometenhaften Mond Mab, ein Mond im My-Ring, welcher sehr Eis-haltig ist.

Uranus in Zahlen:

Große Halbachse	19,201 AE 2 872,4 Mio. km
Perihel Aphel	18,324 AE 20,078 AE
Exzentrizität	e = 0,0472
Neigung der Bahnebene	0,77°
Siderische Umlaufzeit Synodische Umlaufzeit	84 Jahre 4 Tage 22 Minuten 369 Tage 16 Stunden
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit	6,81 km/s
Kleinster – größter Erdabstand	17,259 – 21,105 AE
Äquatordurchmesser Poldurchmesser	51 118 km 49 946 km
Abplattung	Verhältnis 1:44
Masse	8,683*10^25 kg = 14,5 Erdmassen
Mittlere Dichte	1,27 g/cm³
Radius	25 236 km
Fallbeschleunigung	8,87 m/s² = 90% Erdschwere
Fluchtgeschwindigkeit	21,3 km/s
Rotationsperiode	17h 14 min 24s
Neigung der Rotationsachse	97,77°
Albedo	0,34
Max. Scheinbare Helligkeit	5,32 mag
Druck d. Atmosphäre	Eisriese
Oberflächentemperatur	320 K (47 °C) bei 100 bar 76 K (-197 °C) bei 1 bar 58,1 K (-215 °C) bei 0,4 bar 53 K (-220 °C) bei 0,1 bar 800 bis 850 K (525 bis 575 °C) bei 10^-10 bar
Bestandteile d. Atmosphäre (vol%)	Wasserstoff: 82,5 ± 3,3 % Helium: 15,2 ± 3,3 % Methan: 2,3 ± 0,4 % Deuterium: 148 ± 3,5 ppm Auch enthalten: Ammoniakeis, Wassereis und Ammoniumhydrogensulfid
Monde: Ringe:	27, z.B. Titania, Oberon, Ariel, Umbriel, Miranda, Puck, Portia Rosalinde, Mab 13 Hauptringe

Der Almagest, Teil 2 (Hipparchos)

Auch Hipparchos hatte versucht die Entfernung zur Sonne zu berechnen. Seine Methode hätte auch von Aristarchos stammen können: Er kannte den Winkeldurchmesser der Sonne, nämlich 30 Bogenminuten. Jetzt argumentierte er, dass an der Spitze des kegelförmigen Erdschattens der Winkeldurchmesser der Sonne minimal kleiner sein müsse. Das ist ja durchaus zu betrachten. Wenn man eine massive Kugel aus Stein hat und zwei Objekte, welche jeweils weiter weg liegen, dass das Weiterwegliegende den Stein scheinbar kleiner sieht, als das Objekt näher der Steinkugel.

Aus der Differenz wollte er die Entfernung Erde – Sonne ableiten. Er nahm an, die Differenz läge bei wenigen Bogenminuten. Tatsächlich liegt sie bei wenigen Bogensekunden. Diese kleinen Winkel ließen sich nicht mit der Technik aus der Antike feststellen. Er konnte keinen Beobachter zu der Spitze des Erdschattens schicken, sie hatten ja keine bombastisch-futuristischen Raketen. Seine Lösung war es, wenn der Mond in den Erdschatten bei einer Eklipse eintaucht zu ermitteln wie groß der Durchmesser vom Erdschatten an dieser Stelle ist. Die Umlaufgeschwindigkeit war bereits bekannt, die Strecke, die der Mond währenddessen zurücklegt lässt sich aus der Zeit ableiten, auch die Entfernung Erde – Mond hatte er sogar bereits ermittelt. Mit diesen gegebenen Daten ließ sich also der Winkel berechnen.

Doch dieser Ansatz scheitert. In der Antike war für diese Methode die Technik einfach nicht ausgereift genug. Wäre die Sonne tatsächlich 19x weiter weg als der Mond, hätte Hipparchos deswegen durchaus zu Ergebnissen kommen können. Aus diesem Grund wurde bis zum 17ten Jahrhundert keine vernünftige Schätzung abgegeben.

Auch ohne diesen Versuch, hat er die Ehre zu den Großen Astronomen der Antike gezählt zu werden. Denn auch andere bahnbrechende Entdeckungen stammen vermutlich von ihm. So entdeckte er, als Beispiel, die Präzession der Tagundnachtgleichen und feststellte er, dass die Erdachse nicht ständig auf einem Punkt bei dem Polarstern zeigt. Damit fand er heraus, dass die Erdachse nämlich eine langsame Kreiselbewegung macht und innerhalb von (Hipparchos sein Ergebnis: 26 Tausend Jahre.) einen Kreis und dann wieder von vorn. So kommt es, dass der Nordstern in etwa 83 Jahren die kürzeste Differenz hat und in einigen Tausend Jahren die Vega, der Nordstern ist.
Der tatsächliche Wert der Dauer einer Präzession beträgt etwa 28200 Jahre mit eine gewissen Ungenauigkeit.

(Heute mal etwas kleiner, ich habe ja auch die Zeittafel endlich mal rein gesetzt. Außerdem kamen in letzter Zeit viele Beiträge.)