Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

2.3. DIE MASSENHIERARCHIE 145
2.3 Die Massenhierarchie
Beginnen wir mit der Massenbestimmung wieder vor unserer Haustür, im Sonnensystem.
2.3.1 Mitglieder des Sonnensystems
Wie aus Tabelle 2.1 ersichtlich, dominiert die Sonne mit ihrer gravischen Masse derart das ganze
System, daß es eine gute Näherung ist, die Massen der Planeten dagegen zu vernachlässigen. Die
Sonne bestimmt also den Schwerpunkt und die verschiedenen Mitglieder des Sonnensystems bewegen
sich um ihn auf Ellipsenbahnen.
Objekt Zahl Durchmesser Einzelmasse Gesamtmasse Abstand
g M⊕ AE
Sonne 1 1 400 000 km 2 · 10 33 330 000 —
Planeten 9 5 000 . . . 140 000 km 0.0023 . . . 318M⊕ 448 0.4 . . . 40
Monde 54 10 . . . 5 000 km 7 · 10 25 0.12 0.4 . . . 40
Asteroide 5 · 10 4 1 . . . 800 km 7 · 10 21 0.1 2.9
Kometen 10 9 1 . . . 100 km 5 · 10 15 0.1 bis 40 000
Meteoride 10 −3 . . . 10 3 cm 10 3 10 −9
Erde: Radius R⊕ = 6.378 · 10 8 cm; Masse: M⊕ = 5.997 · 10 27 g
Tab. 2.1: Mitglieder des Sonnensystems
Die Entfernungen im Sonnensystem sind heute durch Radar Tracking sehr genau vermessen. Die Massen
der größeren Objekte kann man aus Bahnstörungen bzw aus dem Umlauf von Monden bestimmen;
die der kleineren muß man schätzen.
Kleinste Partikel.
Beginnen wir mit den kleinsten zuerst. Die Sonne verliert Materie in Form eines Sonnenwindes, das
ist ein Plasma aus Elektronen und Protonen. Der Massenverlust (1.4·10 12 g pro Sekunde oder 10 −4
ihrer Masse seit Entstehung) ist unbedeutend, der Drehimpulsverlust hat eine Abbremszeit von 10 Gyr.
Daneben gibt es interplanetaren Staub, welcher sich bei der Lichtstreuung als Zodiakallicht bemerkbar
macht.
Meteoride.
Als nächstes in der Massenskala kommen die Meteoride. Das sind Gesteinskörner unterschiedlicher
Form und Größe. Dringt ein Meteorid in die Erdatmosphäre ein, beginnt er zu verdampfen und dabei
zu leuchten. Er heißt dann Meteor. Was davon auf dem Erdboden aufschlägt nennt man Meteorit. An
Meteoriten und Staub regnen pro Tag etwa 300 Tonnen auf die Erde.
Asteroide.
Es gibt keine strenge Abgrenzung zur nächst größeren Einheit, den Asteroiden. Diese sind grosse
Gesteinsbrocken, von einigen hundert Metern Durchmesser an aufwärts bis zur Größe der kleinsten
Monde. Die meisten Asteroide befinden sich zwischen Mars und Jupiter, dort wo nach dem Titius -
Bode Gesetz ein Planet sein sollte.
Der Asteroid 243 Ida ist der einzige Asteroid, von dem man weiß, daß er einen Mond (mit Namen
Dactyl; Durchmesser 1.6 km) besitzt. Anhand von Daten von der Jupiter Sonde Galileo ist es gelungen,
erstmals einen Asteroiden zu wiegen und seine mittlere Dichte zu bestimmen.
Radius R = 15.7 km, Dichte ρ = 2.6 g cm −3 . Umlaufperiode T = 227.3 h; Masse M = 4.2 · 10 19 g.
Kometen.
Von den Asteroiden zu unterscheiden sind die Kometen. Nach dem Standard - Modell von F. L. Whipple
bestehen sie aus gasförmiger Koma, mit Radius Rcoma � 10 6 km, und einem Kern, ρ � 2 g cm −3