Sonnensystem - Kleinmaeusiges.de

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Eine Reise

durch das

Sonnensystem

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Zu meiner Person

Dipl.-Ing. (FH) Markus Fulde Telefon +49 (7336) 92 1 189

Finkenweg 3 Fax +49 (7336) 92 10 68

D-89173 Lonsee Mobil +49 (160) 84 54 314

Markus.Fulde@T-Online.de

- 1970 geboren in Ehingen, unverheiratet mit fester Partnerin

- Eine Tochter Daniela Jasmin

Astronomie in meinem Leben

- Begeisterung für die Sterne seit meiner Grundschulzeit.

- Einstieg in die Astronomie vor ca. 15 Jahren durch selbst angeeignetes Wissen über Bücher und Literatur.

- Seit 10 Jahren aktives Mitglied der Volkssternwarte Laupheim e.V. mit Zeiss Planetarium.

Aufgaben im Verein

- 3 Jahre Vorstand für astronomische Volksbildung.

- 8 Jahre Arbeitsgebietsleiter für digitale Bildverarbeitung und Mitglied des Führungsgremiums.

- Mitarbeit bei der Erstellung von astronomischen Multimedia-Shows im Planetarium.

- Öffentliche Sternwartenführungen im Winterhalbjahr in der Sternwarte.

- Referent bei Vorträgen zu astronomischen Themen.

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„Astronomisches Bildungszentrum Laupheim“

Volkssternwarte Laupheim e.V.

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Planetarium mit Zeiss Projektor

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Sternwarten

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Eine Einführung!

Unser Sonnensystem

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Unser Sonnensystem – was ist das?

Themensammlung

‣ Was fällt Euch zum Thema Sonnensystem ein?

‣ Wie stellt Ihr Euch das Sonnensystem vor?

‣ Was gibt es im Sonnensystem?

‣ Was ist das Sonnensystem eigentlich?

‣ Wer kennt Details?

» In Gruppen oder jeder für sich → 10-15 Minuten Ideen sammeln

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Was befindet sich in unserem Sonnensystem?

Pluto

Sterne

‣ Die Sonne

Planeten

‣ Merkur

‣ Venus

‣ Erde

‣ Mars

‣ Jupiter

Innere Planeten

Jupiter

Erde

Mond

Merkur

Sonne

Mars

Neptun

‣ Saturn

‣ Uranus

‣ Neptun

Äußere Planeten

Venus

‣ Pluto

Saturn

Monde

‣ Der Mond, Titan, Europa, Io, ….

Uranus

Vagabunden

‣ Kometen

‣ Asteroiden / Meteoroide

Asteroiden

Kometen

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Das Sonnensystem

Sonnensystem ist der Eigenname unseres Planetensystems unserer Sonne.

‣ Es umfasst die Sonne, die sie umkreisenden Planeten und deren Monde, die Zwergplaneten und andere

Kleinkörper wie Kometen, Asteroiden und Meteoroiden, sowie die Gesamtheit aller Gas- und

Staubteilchen.

‣ Dem Sonnensystem gehört auch die Erde an.

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Weltbilder -1/2 -

Geozentrisches Weltbild

‣ Früher glaubten die Menschen die Erde stehe im

Mittelpunkt der Welt.

‣ Sie glaubten, alles am Himmel bewege sich über

kristallene Sphären um die Erde.

» Man nannte dies das geozentrische Weltbild. Geo ist

Griechisch und bedeutet Erde.

‣ Noch im 6. Jahrhundert v. Chr. glaubte die überwiegende

Menschheit sogar, die Erde sei eine Scheibe!

Das geozentrische

Weltbild

Oder ist die Erde

doch eine

Scheibe?

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Heliozentrisches Weltbild

‣ Erst 1664 durch Papst

Alexander den VII offiziell

erlaubt existiert das heutige

Weltbild bei dem die Sonne im

Mittelpunkt steht.

» Man nannte dies das

heliozentrische Weltbild.

Helios ist Griechisch und

bedeutet Sonne.

‣ Die Erkenntnis, dass unsere

Sonne nur ein Stern unter

unendlich vielen Sternen ist

brauchte jedoch noch bis in

die Neuzeit.

‣ Anfang des letzten

Jahrhunderts erst entdeckte

man, das andere Galaxien

auch aus Sternen bestehen.

» Bis heute lernt der Mensch

dazu!

-2/2 -

Das heliozentrische Weltbild

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Der Aufbau unseres Sonnensystems -1/2 -

Planetenbahnen

‣ Alle Planeten umlaufen die Sonne auf fast kreisförmigen Bahnen, die Planetenbahnen.

‣ Die Planetenbewegungen sind geordnet und verlaufen alle im Uhrzeigersinn in der gleichen Richtung.

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Die Ebene des Sonnensystems

‣ Alle Planeten mit ihren Planetenbahnen liegen in

einer Ebene.

‣ Man nennt dies die Ebene des Sonnensystems,

auch Ekliptik genannt.

‣ Die einzige Ausnahme in dieser Regel bildet

Pluto, der äußerste Planet unseres

Sonnensystems.

-2/2 -

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Die Entstehung des Sonnensystems -1/2 -

‣ Das Sonnensystem entstand aus einer rotierenden Wolke aus Gas und Staub. Man nennt die rotierende

Scheibe Akkretionsscheibe.

‣ Fast die gesamte Masse der Gas- und Staubscheibe stürzt im Mittelpunkt der Akkretionsscheibe

zusammen und bildet einen Protostern, unsere heutige Sonne.

‣ Die Verklumpung von Staubteilchen führte in der restlichen Scheibe zur Bildung von kleinen Planeten

(Planetesimale) welche irgendwann genug Masse hatten um zu einem Planet heranzuwachsen.

» Unser Sonnensystem entstand aus Gas und Staub.

Akkretionsscheibe

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-2/2 -

Illustration einer Akkretionsscheibe

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Die Planeten des Sonnensystems -1/2 -

Wie heißen die Planeten in unserem

Sonnensystem?

‣ Sammelt die Namen.

‣ Bringt die Namen in die richtige

Reihenfolge .

» In Gruppen oder jeder für sich

→ 10-15 Minuten

?

?

?

?

?

?

?

?

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Planeten des Sonnensystems

‣ In unserem Sonnensystem gibt es 9 Planeten. Einer davon gilt seit August nur noch als Kleinplanet.

‣ Von der Sonne weg nach außen heißen die Planeten:

-2/2 -

Merkur Venus Erde Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Pluto

‣ Und wie können wir uns das merken?

Mein Vater Erklärt Mir Jeden Sonntag Unsere Neun Planeten

‣ Seit August 2006 ist Pluto nur noch ein Zwergplanet. Der Satz heißt dann:

Mein

Vater

Erklärt

Mir

Jeden

Sonntag

Unseren

Nachthimmel

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Beginnen wir unsere Reise

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Die Sonne – Der Stern von dem wir leben (Stern) -1/7 -

Steckbrief

‣ Durchmesser in km

1.390.000

‣ Achsneigung in Grad

--

‣ Volumen (Erde = 1)

1.300.000

‣ Temperatur in °C

ca. 5.700 °C Oberflächentemperatur

‣ Atmosphäre

--

‣ Rotationszeit

Äquator 25 Tage, Pole 30 Tage

‣ Entfernung zur Sonne in Millionen km

--

‣ Umlaufzeit

--

‣ Anzahl Monde

--

‣ Ringe

--

Die Sonne

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Fakten

‣ Die Sonne entstand vor 5 Milliarden Jahren.

‣ Die Sonne ist so riesig das man 330.000 Erdkugeln bräuchte um sie aufzuwiegen.

‣ Die Sonne besteht aus 73% Wasserstoff, 25% Helium und 2% schwereren Elementen.

‣ In jeder Sekunde werden 700 Millionen Tonnen Wasserstoff zu 695 Millionen Tonnen Helium

verschmolzen. Die restlichen 5 Millionen Tonnen entweichen als Energie.

-2/7 -

» Die Sonne ist ein lebender Stern und es gibt eine Menge zu entdecken.

Sonnenflecken

Protuberanzen

Granulation

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-3/7 -

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-4/7 -

Venus Transit

Partielle Sonnenfinsternis

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-5/7 -

Protuberanzen

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-6/7 -

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-7/7 -

Die Sonne, der Stern von dem wir leben

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Merkur – Der heiße Kleine (Planet) -1/5 -

Steckbrief

‣ Durchmesser in km

4.879

‣ Achsneigung in Grad

0

‣ Volumen (Erde = 1)

0,054

‣ Temperatur in °C

-173 / +427

‣ Atmosphäre

Nein

‣ Rotationszeit

59 Tage

‣ Entfernung zur Sonne in Millionen km

57,9

‣ Umlaufzeit

88 Tage

‣ Anzahl Monde

0

‣ Ringe

Nein

Merkur

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Fakten

‣ Merkur ist neben Pluto (Zwergplanet) der kleinste Planet im Sonnensystem.

‣ Merkurs Oberfläche ist voller Einschlagkrater in allen Größen.

-2/5 -

» Merkur ist der sonnennächste Planet, ein Glutofen.

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Größenvergleich Erde - Merkur

-3/5 -

Merkur

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Erde


Oberflächenstrukturen des Merkur

-4/5 -

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-5/5 -

Messenger auf dem Weg zum Merkur. Ankunft Januar 2008.

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Venus – Die verhüllte Schöne (Planet) -1/8 -

Steckbrief

‣ Durchmesser in km

12.103

‣ Achsneigung in Grad

177

‣ Volumen (Erde = 1)

0,88

‣ Temperatur in °C

462

‣ Atmosphäre

Ja

‣ Rotationszeit

243 Tage

‣ Entfernung zur Sonne in Millionen km

108

‣ Umlaufzeit

225 Tage

‣ Anzahl Monde

0

‣ Ringe

Nein

Venus

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Fakten

-2/8 -

‣ Venus ist der zweite Planet von der Sonne aus gesehen und der nächste Planet zur Erde.

‣ Die Venus hat eine Atmosphäre. Der Hauptbestandteil ist Kohlendioxid. Viele Wolkenschichten bestehen

aus reiner Schwefelsäure, viele Kilometer dick.

‣ Auf der Venus gibt es einen ausgeprägten Treibhauseffekt. Die Temperatur auf der Oberfläche erreicht

bis zu 462 °C. In der oberen Atmosphäre kommt es oft zu heftigen Stürmen mit

Windgeschwindigkeiten von bis zu 350 km/h.

‣ Die Atmosphäre der Venus ist so dicht, das man die Oberfläche nicht direkt beobachten sondern nur mit

Radar abtasten kann.

» Die Venus wurde oft als die

Schwester der Erde bezeichnet.

Venus Planum

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Größenvergleich Erde - Venus

-3/8 -

Venus

Erde

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-4/8 -

Die Venus-Sonde Magellan

(mit ihr gelangen spektakuläre

Radar-Bilder)

Oberflächenbild der Venus (Radar-Daten)

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Bemerkenswerte Gebiete auf der Venus

-5/8 -

Ishtar Terra

Atalanta Planitia

Maxwell Montes

Aphrodite Terra

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-6/8 -

Falschfarbaufnahmen der Venus

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Die Venus zeigt Phasen wie der Mond

-7/8 -

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Die Venus Oberfläche

-8/8 -

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Erde – Das blaue Juwel im All (Planet) -1/4 -

Steckbrief

‣ Durchmesser in km

12.756

‣ Achsneigung in Grad

23,45

‣ Volumen (Erde = 1)

1

‣ Temperatur in °C

-88 / +58

‣ Atmosphäre

Ja

‣ Rotationszeit

23h 56m

‣ Entfernung zur Sonne in Millionen km

149,6 = 1AE

‣ Umlaufzeit

365 Tage

‣ Anzahl Monde

1

‣ Ringe

Nein

Erde

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Fakten

‣ Die Erde ist der größte und schwerste der inneren Planeten des Sonnensystems.

‣ Die Erde ist bisher der einzige bekannte Planet in unserem Sonnensystem welcher Leben bilden konnte.

‣ Die Neigung der Erdachse bewirkt die Jahreszeiten.

-2/4 -

» Die blaue Farbe erhält die Erde durch die Atmosphäre und die Wassermassen.

Die Erde bei Nacht

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Der irdische Sternenhimmel

-3/4 -

Sternbild Großer und Kleiner Wagen

Wintersternbild Orion

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Optische Phänomene der Dämmerung -4/4 -

‣ Alle diese Erscheinungen haben wir unserer Atmosphäre und dem einfallenden Sonnenlicht zu verdanken.

Morgenrot Abendrot Leuchtende Nachtwolken

Perlmuttwolken „Blaue Stunde“ „Weiße Nacht“

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Der Mond der Erde -1/5 -

‣ Der Mond (lateinisch Luna) ist der

einzige natürliche Satellit der Erde.

Seit den Entdeckungen von

Trabanten bei anderen Planeten des

Sonnensystems – im übertragenen

Sinn zumeist als Monde bezeichnet –

wird er zur Vermeidung von

Verwechslungen auch Erdmond

genannt.

‣ Aufgrund seiner verhältnismäßigen

Nähe ist er der einzige fremde

Himmelskörper, der bisher von

Menschen betreten wurde, und

damit auch der am besten

erforschte. Trotzdem birgt er noch

viele Geheimnisse, etwa zu seiner

Entstehung und zu manchen

Geländeformen. Die spätere

Entwicklung ist jedoch weitgehend

geklärt.

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-2/5 -

Die Mondphasen und die Bewegung (Libration) des Mondes

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-3/5 -

Der Mond – „die Sonne der Nacht“

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-4/5 -

Totale Mondfinsternis 28.10.2004

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Die Mondphasen

-5/5 -

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Mars – Der mysteriöse Rote (Planet) - 1/14 -

Steckbrief

‣ Durchmesser in km

6.794

‣ Achsneigung in Grad

25,19

‣ Volumen (Erde = 1)

0,15

‣ Temperatur in °C

-87 / -5

‣ Atmosphäre

Ja

‣ Rotationszeit

24h 37m

‣ Entfernung zur Sonne in Millionen km

228

‣ Umlaufzeit

1a 321d

‣ Anzahl Monde

2

‣ Ringe

Nein

Mars

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Fakten

- 2/14 -

‣ Mars ist unser äußerer Nachbarplanet. Er leuchtet in einem rostigen Rot.

‣ Mars ist eine Welt der Superlative. Auf Mars gibt es den höchsten Berg und das tiefste Grabensystem

des Sonnensystem.

‣ Auf Mars wird noch Wasser vermutet. Aktuell suchen einige Missionen nach Wasser und Leben.

‣ Mars wird von zwei Monden umkreist: Phobos und Deimos.

» Die rote Farbe hat Mars – der Kriegsgott – von Eisenoxid-Staub.

Mars-Express Sonde

Wassereis im Krater

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Größenvergleich Erde - Mars

- 3/14 -

Mars

Erde

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Bemerkenswerte Gebiete auf Mars

- 4/14 -

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Der höchste Berg des Sonnensystems – Olympus Mons

- 5/14 -

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- 6/14 -

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- 7/14 -

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- 8/14 -

Abbruchkante des Olympus Mons – ca. 4.000 – 6.000 km hoch

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Das größte Grabensystem des Sonnensystem – Valles Marineris

- 9/14 -

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- 10/14 -

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Größenvergleiche

- 11/14 -

08.07.2009 Folie 58


Die Monde des Mars – „Furcht und Schrecken“

- 12/14 -

Phobos

(griechisch „Furcht“)

Deimos

(griechisch „Schrecken“)

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Sonne und Monde

- 13/14 -

Sonnenuntergang auf Mars

Phobos und Deimos

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Irdische Gäste auf Mars

- 14/14 -

Mars Exploration Rover Spirit und Opportunity

Mars Pathfinder Mission - Sojourner

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Der Asteroidengürtel – Asteroiden und Meteoroide -1/5 -

‣ Zwischen den Planeten Mars

und Jupiter klafft eine

auffällige Lücke im

Sonnensystem.

‣ Hier vermuteten die

Astronomen lange Zeit einen

weiteren Planeten – Phaeton.

‣ Heute kennt man 50.000

Planetoide von denen bisher

über 5.000 lokalisiert sind.

» Im Asteroidengürtel

befinden sich Kleinplaneten

und Meteoroide (Planetoide

und Asteroiden).

Illustration des Asteroidengürtels

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Bekannte Asteroiden

-2/5 -

Ida mit Mond Dactyl

Gaspra

Eros

Itokawa

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Da draußen ist die Hölle los!

-3/5 -

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Neue bekannte Asteroiden im Vergleich zu bekannten Objekten

-4/5 -

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Illustration des Asteroidengürtels

-5/5 -

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Jupiter – Der König (Gasriesenplanet) - 1/15 -

Steckbrief

‣ Durchmesser in km

142.984

‣ Achsneigung in Grad

3,12

‣ Volumen (Erde = 1)

1.316

‣ Temperatur in °C

-148

‣ Atmosphäre

Ja

‣ Rotationszeit

9h 55m

‣ Entfernung zur Sonne in Millionen km

778

‣ Umlaufzeit

11a 312d

‣ Anzahl Monde

63

‣ Ringe

Ja

Jupiter

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Fakten

‣ Jupiter ist ein Gasriese und der größte Planet in unserem Sonnensystem.

‣ Er besitzt mit 318 Erdmassen mehr Masse als alle anderen Planeten zusammen.

‣ Der Jupiter fällt durch seinen großen roten Fleck auf, ein gigantisches Wirbelsturmgebiet in dem die

Erde zwei mal Platz fände.

‣ Jupiter hat drei Ringe. Sie sind aber schwächer als die des Saturn.

- 2/15 -

» Jupiter ist durch seine Größe der König im Sonnensystem.

Venus

Jupiter

Mond

Italien

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Größenvergleich Erde - Jupiter

- 3/15 -

Erde

Jupiter

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Die markanten Wolkenbänder des Jupiters

- 4/15 -

Interessante Wolkenformationen auf Jupiter

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- 5/15 -

Der große rote Fleck

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- 6/15 -

Der Südpol des Jupiters

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Jupiters Ringe

- 7/15 -

08.07.2009 Folie 73

- 8/15 -

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Die Monde des Jupiters

- 9/15 -

Io, Europa, Ganymede und Callisto

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Der „Pizzamond“ Io

- 10/15 -

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Der Mond Europa

- 11/15 -

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Der Mond Ganymede

- 12/15 -

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Der Mond Callisto

- 13/15 -

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- 14/15 -

Io

Europa

Ganymede

Callisto

Größenvergleich der Monde

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- 15/15 -

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Saturn – Der Herr der Ringe (Gasriesenplanet) - 1/14 -

Steckbrief

‣ Durchmesser in km

120.536

‣ Achsneigung in Grad

26,73

‣ Volumen (Erde = 1)

763

‣ Temperatur in °C

-178

‣ Atmosphäre

Ja

‣ Rotationszeit

10h 39m

‣ Entfernung zur Sonne in Millionen km

1.426

‣ Umlaufzeit

29a 167d

‣ Anzahl Monde

56

‣ Ringe

Ja

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Fakten

‣ Saturn ist ein Gasriese und der zweitgrößte Planet in unserem Sonnensystem.

‣ Saturn ist der Planet mit der geringsten Dichte im Sonnensystem

‣ Das Ringsystem des Saturn besteht aus unzähligen Partikeln. Die Größe der Partikel reicht dabei von

wenigen Zentimeter bis zu einigen Metern.

‣ Die Ringe des Saturn durchmessen 250.000 km, sind aber nur unter 1 km dick.

- 2/14 -

» Saturn ist der faszinierendes

Planet am Nachhimmel.

Cassini-Hygens-Mission

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Größenvergleich Erde - Saturn

- 3/14 -

Saturn

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Erde


Polarlichter aus Saturn

- 4/14 -

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Der Herr der Ringe

- 5/14 -

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- 6/14 -

Saturn, Ringe und Mond Mimas

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- 7/14 -

Saturn

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- 8/14 -

Saturn

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Die Monde des Saturn

- 9/14 -

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Der Mond Titan

(aufgenommen von Cassini-Hygens)

- 10/14 -

Echtfarbaufnahme der Titan-Atmosphäre

(Cassini-Hygens)

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Enceladus

- 11/14 -

Hyperion

Dione

Rhea

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Impressionen von Saturn

- 12/14 -

Die Erde vom Saturn aus gesehen

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Saturn und Ringe

- 13/14 -

08.07.2009 Folie 94


- 14/14 -

Saturn, Ringe und Mimas

Saturn, Ringe und Dione

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- 2/15 -

Es wird Zeit Saturn zu verlassen

Stilisierung der Saturnwelten

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Uranus - 1/10 -

Steckbrief

‣ Durchmesser in km

51.118

‣ Achsneigung in Grad

98

‣ Volumen (Erde = 1)

63

‣ Temperatur in °C

-216

‣ Atmosphäre

Ja

‣ Rotationszeit

17h 14m

‣ Entfernung zur Sonne in Millionen km

2.871

‣ Umlaufzeit

84a 5d

‣ Anzahl Monde

27

‣ Ringe

Ja

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Fakten

‣ Uranus wurde erst am 13. März 1781 von Sir William Herschel entdeckt.

‣ Sein innerer Aufbau gleicht dem des Jupiter und Saturn. Anders als diese enthält die oberste Schicht

Methan welches dem Planeten das blau-grünliche Aussehen verleit.

‣ Uranus besitzt elf schmale Ringe, sie reflektieren nur ca. 5% des Sonnenlichts und sind sehr dunkel.

‣ Uranus besitzt 27 bekannte Monde von denen nur 5 wirklich bemerkenswert sind.

- 2/10 -

» Die Rotationsachse des Uranus ist um 98° geneigt, er „rollt“ auf seiner Bahn um die Sonne.

Echtfarbaufnahme

Falschfarbaufnahme Polregion

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Größenvergleich Erde - Uranus

- 3/10 -

Erde

Uranus

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Wolkenstreifen auf Uranus

- 4/10 -

Aufnahme des Hubble-Space-Telescope

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Die Ringe des Uranus

- 5/10 -

Die Ringe des Uranus

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- 6/10 -

Echtfarbaufnahme

Falschfarbaufnahme der Ringe

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Die Monde des Uranus

- 7/10 -

Uranus

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- 8/10 -

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Ariel

Umbriel

- 9/10 -

Miranda

Oberon

Titania

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- 10/10 -

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Neptun – Der geheimnisvolle Blaue (Gasplanet) - 1/10 -

Steckbrief

‣ Durchmesser in km

49.528

‣ Achsneigung in Grad

29,5

‣ Volumen (Erde = 1)

58

‣ Temperatur in °C

-214

‣ Atmosphäre

Ja

‣ Rotationszeit

16h 7m

‣ Entfernung zur Sonne in Millionen km

4.498

‣ Umlaufzeit

164a 288d

‣ Anzahl Monde

13

‣ Ringe

Ja

Neptun

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Fakten

- 2/10 -

‣ Neptun ist der äußerste der Riesenplaneten. Er wurde 1846 aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der

Bahnbewegung des Uranus von Galle entdeckt. Er wurde zuvor theoretisch berechnet.

‣ Man nimmt an dass Neptun einen Eiskern besitzt.

‣ Auf Neptun toben die stärksten Stürme mit bis zu 2.060 Stundenkilometer.

‣ Neptun besitzt 13 Monde, von denen Triton und Nereide schon länger bekannt sind.

» Neptun erscheint in einem leuchtenden blau.

Neptunsystem mit Monden Triton und Nereide

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Größenvergleich Erde - Neptun

- 3/10 -

Erde

Uranus

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Wolken und Stürme des Neptun

- 4/10 -

Ein großer Wirbelsturm

Wolkenbänder

08.07.2009 Folie 110


- 5/10 -

Wolkenbänder

Ein großer Wirbelsturm

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Die Monde des Neptun

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Neptun und der größte Mond Triton

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Neptun und der größte Mond Triton

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- 8/10 -

Triton

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Tritons Oberflächenstrukuren

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Sonnenaufgang auf Triton

- 10/10 -

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Pluto – Eine ferne Eiswelt (Zwergplanet) -1/7 -

Steckbrief

‣ Durchmesser in km

2.304

‣ Achsneigung in Grad

120

‣ Volumen (Erde = 1)

0,006

‣ Temperatur in °C

-228

‣ Atmosphäre

Ja

‣ Rotationszeit

6 Tage 9h

‣ Entfernung zur Sonne in Millionen km

5.906

‣ Umlaufzeit

247a 335d

‣ Anzahl Monde

3

‣ Ringe

Nein

Pluto und Charon

08.07.2009 Folie 117

Fakten

‣ Pluto ist eine kleine Eiswelt am Rande des Sonnensystems.

‣ Pluto wird nach neuen Festlegungen der IAU als Zwergplanet bezeichnet.

‣ Über Plutos Oberfläche wissen wir nicht viel. Es gibt bisher nur sehr wenig Bilder von Pluto. Das meiste

sind Illustrationen wie es dort aussehen könnte.

‣ Pluto besitzt 3 Monde. Neben Charon entdeckte man im Mai 2006 noch zwei weitere Monde.

-2/7 -

» Auf Pluto ist die Sonne nur noch ein schwacher Stern am Himmel.

08.07.2009 Folie 118


Größenvergleich Erde - Pluto

-3/7 -

Mond

Pluto

Charon

Erde

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Reale Bilder von Pluto

-4/7 -

Pluto und Charon

(Aufnahme des Hubble-Space-Telescope)

Echtfarbaufnahme von Pluto

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Illustrationen

-5/7 -

Pluto und Charon

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Die Monde des Pluto

-6/7 -

Pluto und seine drei Monde

08.07.2009 Folie 122


Die Menschen besuchen den Pluto – New-Horizons-Mission

-7/7 -

Start der Mission

Die Sonde New-Horizons

New-Horizons am Ziel

08.07.2009 Folie 123

Kometen – Vagabunden im All -1/2 -

‣ Kometen stammen vom gefrorenen Rand unseres Sonnensystems.

‣ Der Kern eines Kometen besteht aus gefrorenem Staub und Eis.

‣ In Sonnennähe beginnt das Eis zu verdampfen und es entsteht der Schweif.

‣ Kometen fliegen auf langgestreckten Ellipsenbahnen durch den Raum. Sie durchstreifen das

Sonnenssystem nur kurz um es dann wieder zur verlassen.

» Kometen sind „schmutzige Schneebälle“.

Komet Hale-Bopp

08.07.2009 Folie 124


-2/2 -

Kometenkern des Komet Wild 2

Einschlag eines Projektils auf dem Komet Temple 1

(4. Juli 2005)

08.07.2009 Folie 125

Absturz eines Kometen – Shoemaker-Levy 9 -1/5 -

‣ Der Komet wurde am 24. März 1993 durch die Astronomen Shoemaker und Levy entdeckt.

‣ Berechnungen zufolge geriet der Komet erstmalig 1960 in das Gravitationsfeld des Jupiter und wurde von

seiner Bahn abgelenkt. In Folge dessen geriet er 1992 erneut in das Gravitationsfeld des Jupiter und

zerbrach in 21 Teile.

‣ Zum Zeitpunkt der Entdeckung durch Shoemaker und Levy waren die Trümmerstücke wie an einer

Perlenkette aufgereiht und flogen durch den Raum in Richtung Jupiter.

‣ Zwischen dem 16. Juli und dem 22. Juli 1994 schlugen die Bruchstücke des Kometen Shoemaker-Levy 9

auf Jupiters südlicher Hemisphäre mit einer Geschwindigkeit von 60 km/s ein

‣ Dies war das erste Mal, dass die Kollision zweier Körper des Sonnensystems und die Auswirkungen eines

solchen Impakts direkt beobachtet werden konnten.

» Ein kosmisches Feuerwerk

Shoemaker-Levy 9

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Der Impakt auf Jupiter

-2/5 -

Illustration

Video

Echtaufnahme

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-3/5 -

Aufnahme nach 5,5 Tagen

08.07.2009 Folie 128


-4/5 -

Einschläge

Jupiter im Ultraviolett-Licht

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-5/5 -

Impact Movie 1 Impact Movie 2

Impact Movie 3 Impact Movie 4

08.07.2009 Folie 130


Jenseits der Plutobahn -1/5 -

‣ Jenseits der Pluto-Bahn erstreckt sich der Kuiper-Gürtel. Man vermutet hier die Herkunft vieler Kometen.

‣ Hier fand man in den letzten Jahren mehrere relativ große Objekte am Rand des Sonnensystems. Xena,

Sedna, Quaoar und Varuna sind nur einige davon.

» Es wird für die Menschen noch viel zu entdecken geben!

Sedna

08.07.2009 Folie 131

-2/5 -

Xena

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-3/5 -

Quaoar

08.07.2009 Folie 133

Dir größten bekannten Trans-Neptun-Objekte

-4/5 -

08.07.2009 Folie 134


-5/5 -

08.07.2009 Folie 135

Es wird Zeit um langsam zurück zur Erde zu fliegen

-3/5 -

08.07.2009 Folie 136


Zusammenfassung -1/3 -

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-2/3 -

08.07.2009 Folie 138


-3/3 -

08.07.2009 Folie 139

Wie groß ist unser Sonnensystem -1/3 -

Mond

Merkur

Venus

Wie groß ist unser Sonnensystem wenn die Sonnen

nur einen Meter Durchmesser hätte?

‣ Bringt die Planeten in die richtige Reihenfolge

und in den richtigen Abstand.

» In Gruppen oder jeder für sich → 10 Minuten

Ideen sammeln

08.07.2009 Folie 140


Wenn die Sonne nur einen Meter groß wäre

-2/3 -

Merkur

Größe:

Abstand:

0,35 cm

42 m

Saturn

Größe:

Abstand:

8,67 cm

1.026 m

Venus

Größe:

Abstand:

0,87 cm

78 m

Uranus

Größe:

Abstand:

3,68 cm

2.065 m

Erde

Größe:

Abstand:

0,92 cm

108 m

Neptun Größe: 3,56 cm

Abstand: 3.236 m

Mars

Größe:

Abstand:

0,49 cm

164 m

Pluto

Größe:

Abstand:

0,17 cm

4.249 m

Jupiter

Größe:

Abstand:

10,29 cm

560 m

08.07.2009 Folie 141

Wenn das Sonnensystem 10 Meter groß wäre

-3/3 -

Sonne

Größe: 2,3535 mm

Abstand: --

Jupiter

Größe:

Abstand:

0,2421 mm

1,32 m

Merkur

Größe:

Abstand:

0,0083 mm

0,1 m

Saturn

Größe:

Abstand:

0,2041 mm

2,41 m

Venus

Größe:

Abstand:

0,0205 mm

0,18 m

Uranus

Größe:

Abstand:

0,0866 mm

4,86 m

Erde

Größe:

Abstand:

0,0216 mm

0,25 m

Neptun Größe: 0,0839 mm

Abstand: 7,62 m

Mars

Größe:

Abstand:

0,0115 mm

0,39 m

Pluto

Größe:

Abstand:

0,0030 mm

10,00 m

08.07.2009 Folie 142


So ist es uns so wird es für uns immer sein!

-3/3 -

Unser Sonnensystem

08.07.2009 Folie 143

Himmelsobjekte – Was gibt es im Universum zu sehen? -1/7 -

‣ In der Astronomie unterscheidet man eine

Vielzahl unterschiedlicher Himmelsobjekt:

- Sonne/Sterne

-Mond

-Planeten

-Asteroiden

- Milchstraße

- offene Sternhaufen

- Kugelsternhaufen

- Galaktische Gas- und Staubnebel

- Planetarische Nebel

- Extragalaktische Nebel = Galaxien

- Kometen

Shuttle Start

08.07.2009 Folie 144


Sonne

‣ Die Sonne (lat. Sol) ist der Stern im Zentrum

unseres Planetensystems, das nach ihr als

Sonnensystem bezeichnet wird.

Umgangssprachlich wird der Individualname

unseres Zentralgestirns auch synonym zu

Stern verwendet.

Stern

-2/7 -

‣ Unter einem Stern versteht die Astronomie eine

massereiche, selbstleuchtende Gaskugel, die

Alltagssprache hingegen jeden Himmelskörper,

der dem bloßen Auge punktförmig erscheint.

Dass fast alle dieser Lichtpunkte am

Nachthimmel weit entfernte Sonnen sind, ist

eine der wichtigsten Erkenntnisse der modernen

Astronomie.

Die Sonne

Unser solarer Nachbar – Alpha Centauri

08.07.2009 Folie 145

Mond

‣ Ein natürlicher Satellit, auch als Trabant

(oder ugs. „Mond“) bezeichnet, ist ein

natürlich entstandener Himmelskörper, der

einen Planeten, Zwergplaneten oder auch

einen Kleinkörper wie einen Planetoiden

(Kleinplaneten) umkreist.

Planeten

-3/7-

‣ Ein Planet im engeren Sinn ist ein

Himmelskörper, der sich auf einer keplerschen

Umlaufbahn um die Sonne bewegt, dessen

Masse groß genug ist, dass sich das Objekt im

hydrostatischen Gleichgewicht befindet – und

somit eine näherungsweise kugelähnliche Gestalt

besitzt – und der das dominierende Objekt seiner

Umlaufbahn ist, das heißt, der diese von weiteren

Objekten „geräumt“ hat.

Der Mond

Planeten

08.07.2009 Folie 146


Asteroiden

‣ Als Asteroiden bezeichnet man kleine

planetenähnliche Objekte, die sich auf

keplerschen Umlaufbahnen um die Sonne

bewegen.

Milchstraße

-4/7 -

‣ Die Milchstraße ist die bandförmige Aufhellung

am Nachthimmel, die als hervortretende

Symmetrieebene des Milchstraßensystems

nahezu längs eines Großkreises die

Himmelskugel umspannt. Der Begriff steht

gelegentlich auch als abkürzende Bezeichnung

für das Milchstraßensystem selbst, auch Galaxis

genannt. Das Sternensystem vom Typ einer

Balkenspiralgalaxie ist die Heimat unseres

Sonnensystems. Andere extragalaktische

Sterneninseln werden Galaxie genannt.

Asteroid (243) Ida mit Mond Dactyl

Milchstraße

08.07.2009 Folie 147

Offener Sternhaufen

‣ Als offene Sternenhaufen (oder galaktische

Haufen) werden Ansammlungen von

zwanzig bis einigen tausend Sternen

bezeichnet, die sich aus der gleichen

Riesenmolekülwolke gebildet haben. Ihre

Konzentration im Haufenzentrum ist

relativ gering. Dennoch heben sie sich

deutlich vom Sternhintergrund ab.

Kugelsternhaufen

-5/7 -

‣ Ein Kugelsternhaufen ist eine kugelförmige

Ansammlung von Sternen der das galaktische

Zentrum als Satellit umkreist. Die Sterne in ihm

sind gravitativ stark gebunden, woraus seine

Kugelgestalt und relativ hohe Sternendichte in

seinem Zentrum resultiert.

h und chi Persei (Sternbild Perseus)

Kugelsternhaufen M80 (Sternbild Skorpion)

08.07.2009 Folie 148


Galaktische Gas- und Staubnebel

‣ Eine Ansammlung von interstellarem Gas und

Staub in unserer Galaxie wird Interstellare

Wolke genannt. Der Begriff Wolke resultiert

aus der geringen Dichte einer solchen

Ansammlung.

Planetarische Nebel

-6/7 -

‣ Ein Planetarischer Nebel ist ein astronomisches

Objekt und besteht aus einer Hülle aus Gas und

Plasma, das von einem alten Stern am Ende

seiner Entwicklung abgestoßen wird.

IC 5070 – Pelikannebel (Sternbild Schwan)

M57 – Ringnebel (Sternbild Leier)

08.07.2009 Folie 149

Extragalaktische Nebel = Galaxien

‣ Als eine Galaxie (griechisch γαλαξίας,

galaxías [männlich] - der milchige

Sternennebel, die Milchstraße) wird in der

Astronomie allgemein eine gravitativ

gebundene große Ansammlung von

Materie wie Sternen und Planetensystemen,

Gasnebeln, Staubwolken und sonstigen

Objekten bezeichnet. Synonym kann auch

der Begriff Sternsystem verwendet werden.

Kometen

-7/7 -

‣ Ein Komet (von griechisch kométes Haarstern,

abgeleitet von kómē Haupthaar) oder

Schweifstern ist ein kleiner Himmelskörper, der

zumindest in den sonnennahen Teilen seiner

Bahn eine durch Ausgasen erzeugte Koma

aufweist.

‣ Ein Komet besteht im Wesentlichen aus

gefrorenem Wasser, Trockeneis, CO-Eis, Methan

und Ammoniak mit kleinen Staub- und

Mineralienteilchen den Meteoriten ähnlich.

M51 – Whirlpool-Galaxie (Sternbild Jagdhunde) Komet Hale Bopp (1997)

08.07.2009 Folie 150


Astronomische Aufräumarbeiten

Strichspuraufnahme / Langzeitbelichtung

08.07.2009 Folie 151

Warum sind Sonne und Mond am Horizont größer als am Himmel? -1/2 -

‣ Am Horizont erscheinen uns Sonnen und Mond stets größer als hoch oben im Firmament. Seit

Jahrtausenden ist uns das Phänomen bekannt. Aktuelle Untersuchungen zeigen, das wir den tiefstehenden

Mond fast doppelt so groß schätzen wie hoch oben am Himmel.

‣ Manche glaube, dass der Mond uns beim Aufgehen näher ist oder dass die Luft am Horizont wie ein

Vergrößerungsglas wirkt. Auch wenn beide Erklärungen plausibel klingen sind sie dennoch falsch.

‣ Alles ist eine optische Täuschung. Der Mond ist am Horizont sogar noch tausende von Kilometern weiter

entfernt. Der offizielle Name dieser optischen Täuschung ist Mondillusion.

‣ Das Gehirn gleicht bei weit entfernten Gegenständen automatisch die scheinbare Größe aus. Man nennt

dies Größenkonstanz. „Er ist weit weg also ist er größer als es scheint“, z.B. bei entfernten Menschen.

‣ Auf die Menschen und das Gehirn wirkt der Himmel flacher als eine runde Kuppel. Hierdurch wird die

Wahrnehmung verstärkt, dass alles was am Horizont ist weiter weg ist als alles was sich über uns befindet.

‣ Wir können uns dieser Halluzination nicht erwehren. Sie ist tief in unserem Bewusstsein verankert.

Der Mond müsste uns am Horizont kleiner erscheinen!

Entfernung 380.000 km ± 6.000 km

08.07.2009 Folie 152


-2/2 -

Weil unser Gehirn glaubt, A sei weiter entfernt als B,

wirkt die obere Linie länger. Ist sie aber nicht.

Fazit: Nicht immer können Sie Ihren Augen trauen.

Das abgeflachte Firmament.

Größenvergleich des Mondes mit der Breite des Daumens

einer ausgestreckten Hand. Der kleinste Mond ist im

richtigen Verhältnis gezeichnet.

08.07.2009 Folie 153

Gibt es einen Morgenstern und einen Abendstern?

‣ Morgenstern oder Abendstern ist die Bezeichnung für eine

umgangssprachliche Bezeichnung für den Planeten Venus, da

die Venus nur morgens, kurz vor Sonnenaufgang

("Morgenstern") oder abends, kurz nach Sonnenuntergang

("Abendstern") beobachtet werden kann.

Venus – Bild von Mariner 10

08.07.2009 Folie 154


Hat die Erde den Mond eingefangen?

‣ Die aktuellen Forschungsergebnisse widerlegen den Glauben, die Erde habe den Mond eingefangen.

‣ Die Proto-Erde kollidierte mit einem großen Körper und aus der weggeschleuderten Materie bildete

sich der Mond.

Entstehung des Mondes

durch die Kollision eines

großen Himmelskörpers mit

der Erde.

08.07.2009 Folie 155

Funkeln Sterne wirklich?

‣ Beobachtet man von der Erde aus einen Fixstern,

stellt man fest, dass sich dessen Helligkeit

unregelmäßig ändert.

‣ Diese schnelle und scheinbare

Helligkeitsänderung wird dadurch verursacht,

dass sich die Brechzahl der Atmosphäre lokal

leicht verändert und dadurch das Licht des

Sternes leicht abgelenkt wird, ähnlich wie der

Grund eines Schwimmbeckens aufgrund der

Wellen an der Oberfläche nicht gleichmäßig von

der Sonne ausgeleuchtet wird.

‣ Eine wichtige Voraussetzung für diesen Effekt ist,

dass Sterne selbst in großen Teleskopen

punktförmige Objekte sind. Sonne, Mond und die

Planeten zeigen keine solchen Szintillationen, da

sie ausgedehnte Objekte sind und sich die

Schwankungen daher über die Planetenscheibe

ausmitteln.

‣ Eine Möglichkeit, die Szintillation auszugleichen,

ist die Verwendung einer adaptiven Optik, wie

sie bei Spiegelteleskopen seit einiger Zeit möglich

ist.

08.07.2009 Folie 156


Wo sind die Sterne am Tag?

‣ In Abwesenheit von Wolken ist im Allgemeinen am

Taghimmel das blaue Streulicht des Sonnenlichts zu

sehen. Blaues Licht wird stärker gestreut als rotes

Licht.

‣ Am Tag, wenn die Sonne hoch am Himmel steht, muss

das Licht nur eine kurze Strecke durch die Atmosphäre

zurücklegen. Dabei werden nennenswerte Lichtanteile

nur im kurzwelligen, blauen Spektralbereich gestreut.

Dieses Streulicht lässt den Himmel blau erscheinen.

‣ Das Streulicht wird durch kleinste Teilchen und

Feuchtigkeit in der Erdatmosphäre hervorgerufen.

‣ Genau zur Mittagszeit durchwandert die Sonne das

jeweils gültige Tierkreissternbild im Meridian und die

nachts fehlenden Sternbilder sind am Taghimmel.

‣ In direkter Umgebung zur Sonne wird durch die enorme

Helligkeit jedes normal sichtbare Objekt gänzlich

überstrahlt. Aber am restlichen Himmel sieht man selbst

bei schönem Wetter und klarer Sicht nichts.

‣ Sehr helle Objekte wie z.B. der Vollmond, ein Iridium

Flare, helle Kometen oder eine Supernova sind am

Taghimmel sichtbar. Bei einer Sonnenfinsternis

kommt der Sternenhimmel am Tag zum Vorschein.

Sterne am Taghimmel

08.07.2009 Folie 157

Kosmische Phänomene - Sternschnuppen

‣ Im engeren Sinne sind damit Himmelserscheinungen

gemeint, die durch Staub oder einen Gesteinsbrocken, den

so genannten Meteoroiden, hervorgerufen werden, wenn

dieser vom Weltall aus in die Atmosphäre der Erde eindringt.

‣ Im Volksmund werden kleine Meteore auch Sternschnuppe

genannt. Deren Ursprungsobjekte haben Durchmesser von 1

mm bis einige Zentimeter.

‣ Große dagegen heißen Boliden oder Feuerkugeln.

‣ Die meisten Meteore dauern nur etwa eine Sekunde und

werden von Teilchen erzeugt, die nur wenige Millimeter

groß sind und im Allgemeinen mit 30–70 Kilometern pro

Sekunde auf die Erdatmosphäre auftreffen. Sie verglühen

dabei vollständig.

‣ Der auftretende Leuchteffekt entsteht dabei nicht durch

Verglühen des Teilchens, denn Meteore bilden sich in über

100 Kilometern Höhe, wo die Luft dafür noch zu dünn ist.

Vielmehr werden durch die Bewegungsenergie Elektronen

der Luftmoleküle auf ein höheres Energieniveau angeregt

und strahlen diese Energie kurz darauf als sichtbares Licht

ab. Bei anderen Molekülen werden Elektronen mitgerissen

(Ionisierung), die sich anschließend wieder mit den Ionen

vereinigen und dabei ebenfalls sichtbares Licht abstrahlen

(Rekombination).

Sternschnuppen

08.07.2009 Folie 158


Kosmische Phänomene - Meteore und Meteorite

‣ Meteoriten sind Festkörper außerirdischen Ursprungs,

welche die Atmosphäre durchquert und den Erdboden

erreicht haben. Sie bestehen gewöhnlich überwiegend aus

Silikatmineralen oder einer Eisen-Nickellegierung; da es

sich fast immer um vielkörnige Mineralaggregate handelt,

werden sie unabhängig von ihrer chemischen

Zusammensetzung zu den Gesteinen gezählt.

‣ Als Meteoroid bezeichnet man den Ursprungskörper,

während er sich noch im interplanetaren Raum befindet;

beim Eintritt in die Atmosphäre erzeugt er eine

Leuchterscheinung, die als Meteor bezeichnet wird. Wenn

er in der Atmosphäre nicht vollständig verglüht, sondern

den Boden erreicht, wird er schließlich zum Meteorit.

Eisenmeteorit Sikhote-Alin, 1,3kg

08.07.2009 Folie 159

Kosmische Phänomene - Iridiumflares

‣ Als Iridium-Flare wird eine helle Leuchterscheinung am

Himmel bezeichnet, die durch Reflexion von Sonnenlicht an

einem Iridium-Satellit entsteht, und ca. 5 bis 20 Sekunden

andauert. Es handelt sich um die mit Abstand hellste

Leuchterscheinung, die künstliche Himmelskörper verursachen.

‣ Die Satelliten bilden das weltumspannende

Satellitenkommunikationssystem Iridium mit über 80

Telekommunikationssatelliten im Orbit. Jeder dieser Satelliten

hat drei Main Mission Antennae (MMA), die eine Größe von

188 cm Länge, 86 cm Breite und 4 cm Dicke haben. Ihre

Oberfläche besteht aus hochreflektierendem Aluminium, das

mit einer silberfarbenen Teflonschicht bestrichen ist, und wirkt

als Planspiegel.

‣ Das von diesen Antennen reflektierte Sonnenlicht bildet einen

schmalen Lichtstrahl, der bei entsprechender Orientierung der

Antenne über die Erdoberfläche streicht. Auf seinem Weg zur

Erde weitet er sich auf einen Durchmesser von mehreren

Kilometern auf und kann als Leuchterscheinung

wahrgenommen werden. Je nach Standort des Beobachter kann

es ein schwaches Leuchten sein, das gerade mit dem bloßen

Auge zu sehen ist, bis hin zu einer Leuchterscheinung, die

durchaus mit einer Leuchtkugel vergleichbar ist. Ein solcher

Iridium-Flare kann eine Helligkeit bis zu -9 mag erreichen und

leuchtet in diesem Fall 75 mal heller als die Venus und rund

1500 mal heller als Sirius, der hellste Stern am Himmel.

Die Antenneneinheit

Iridium Flare am Taghimmel

08.07.2009 Folie 160


Kosmische Phänomene - Polarlichter

‣ Das Polarlicht (auch Aurora borealis = Nordlicht bzw.

Aurora australis = Südlicht) ist eine Leuchterscheinung die

beim Auftreffen geladener Teilchen des Sonnenwinds auf

die Erdatmosphäre an den Polen der Erde hervorgerufen

wird. Polarlichter sind meistens nördlich 60° nördlicher

Breite bzw. südlich 60° südlicher Breite zu beobachten.

Polarlicht aus dem Weltraum

Mehrfarbiges Polarlicht

Grünes Polarlicht

08.07.2009 Folie 161

Kosmische Phänomene – Satteliten und Raumstationen

‣ Satteliten und Raumstationen können als helle

Lichtpunkte am Nachthimmel beobachtet

werden.

‣ Sie bewegen sicht meist schnell über den

Himmel und sind aus diesem Grund auch sehr

auffallend.

Strichspuraufnahme eines Satelliten

ISS und Flugzeug

08.07.2009 Folie 162


Tschüss ss und alles Gute!

08.07.2009 Folie 163

Der Anblick des weiten Himmels

kommt als einzige visuelle

Wahrnehmung einem

Gefühl am nächsten.

Samuel Taylor, 1805

08.07.2009 Folie 164

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