Wie entstehen Planeten?
Protoplanetare Scheibe = nach Entstehung eines Sterns bleibt rotierende Gas- und Staubwolke zurück
Abkühlung & Kondensation: Scheibe kühlt sich ab Materialien kondensieren je nach Entfernung vom Stern (Frostlinie)
Nah am Stern: Metalle und schwere Elemente kondensieren → Terestrische Planeten
Jenseits der Frostlinie: Volatile Stoffe gefrieren → Entstehung von Gas- und Eisriesen
Elektrostatische Anziehung: Kleine Staubpartikel verklumpen durch elektrostatische Kräfte → konstantes Wachsen
Akkretion: Staub wächst zu Planetesimalen (km-große Gesteinsbrocken)
Kollisionen: Planetesimale verschmelzen durch weitere Kollisionen zu Protoplaneten, dann zu Planeten
Planetendifferenzierung:
Schwere Elemente (Eisen) sinken ins Zentrum → Bildung des Kerns
Leichtere Elemente nach Außen → Bildung von Mantel, Kruste
Was ist die Frostlinie und welche Konsequenzen hat sie für die Habitabilität?
Frostline: Die Entfernung zur Sonne, ab der flüchtige Stoffe wie Wasser gefrieren; trennt die Gebiete der terrestrischen Planeten von denen der Gas- und Eisriesen
Potenzial für Leben:
Innere Planeten und Monde in der Nähe der Frostlinie haben möglicherweise besseren Bedingungen für Leben, da Wasser in flüssiger Form existieren kann
Äußere Planeten und Monde, die hinter der Frostlinie liegen, könnten dennoch potenziell bewohnbare Umgebungen bieten, aber nur, wenn sie über andere Mechanismen verfügen, um flüssiges Wasser zu halten, wie zum Beispiel unterirdische Ozeane, die durch geothermische Wärme aufrechterhalten werden
Unterschied zwischen terrestrischen und Gasplaneten?
Terrestrische Planeten: Die festen, kleineren Planeten nahe der Sonne (Merkur, Venus, Erde, Mars), die sich durch Akkretion und Kollision aus festen Partikeln gebildet haben
Gas- und Eisriesen: Die großen Planeten (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun) jenseits der Frostlinie, die durch Akkretion massiver Gasmengen entstanden sind
Aktuelle Definition eines Planeten / bzw. Zwergplaneten?
Ein Himmelskörper,
der sich auf einer Umlaufbahn um einen Stern bewegt
dessen Masse so groß ist, dass er sich im hydrostatischen Gleichgewicht befindet (und somit eine näherungsweise kugelähnliche Gestalt hat).
der das dominierende Objekt seiner Umlaufbahn ist, das heißt, diese über die Zeit durch sein Gravitationsfeld von weiteren Objekten „geräumt“ hat.
Definition des Zwergplaneten
erfüllen nur Kriterium 1 und 2
Nenne 3 Zwergplaneten
Zwergplaneten
Ceres
Pluto
Makemake
Eris
Aufbau unseres Sonnensystems
Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter
Gesteinsförmige Objekte
volatile Stoffe können enthalten sein, aber nicht wie Kuipergürtel
Kuipergürtel nach Neptun
Unterschied zwischen Kometen und Asteroiden
Unterschied liegt darin, wo das Objekt im Sonnensystem gebildet wurde
Asteroid
Asteroiden im inneren Sonnensystem, besonders im Asteroidengürtel (zw. Mars und Jupiter)
Vor allem gesteinshaltigen Komponenten
Komet
Kometen sind weiter außen entstanden (Kuipergürtel, oortsche Wolke)
besthet aus Eis, Staub, Gestein
heißen erst Komet, wenn sie der Sonne durch gravitativen Wechselwirkungen näher kommen → dadurch bildet sich ein Schweif
Volatile Stoff und nicht-volatil
Volatil
Stoffe sind flüchtig und verdampfen oder sublimieren leicht
Bsp. Wasser, Alkohole
Nicht-volatil
bleiben länger fest, verdampfen nicht leicht
Bsp. Metalle, Gestein
Einfluss von Kometen/Asteroiden auf die Habitabilität der Erde
disruptive Wirkung → Massenaussterben z.B. von Dinos
Impakt kann auf der Erde die nötige Energie gebracht haben, um Reaktionen auszulösen
Warum hat der Mars und Mond keine Atmosphäre
Fehlende Rotation und konvektive Bewegung im Inneren, beide abgekühlt und sind geologisch inaktiv
dadurch kein Magnetfeld → über die Zeit Abtragung der Atmosphäre durch Sonnenwind
geringe Gravitation, schwierig eine Atmosphäre zu halten
Warum ist der Mars kleiner?
Mars bildete sich in einem Bereich mit weniger Materie als die Erde
Weniger Akkretion → konnte weniger Masse akkumulieren → Begrenzung der Größe
nicht genug Schwerkraft, um mehr Material anzuziehen
→ keine dichte Atmosphäre oder größere Gasmassen halten
Warum kann der Mond kein Wasser halten?
aufgrund von Druck und Temperaturen, kann Wasser nur als Wassereis existieren (auf nicht-Sonnenseite) → ansonsten Sublimation und entweicht wegen fehlender Atmosphäre direkt ins Weltall
Wie ist der Mond entstanden?
Theia-Hypothese
gigantischer Einschlag auf junge Erde mit einem Mars-großen Objekt (Theia) vor 4,5 Mrd Jahren
→ durch Einschlag entstand Trümmerwolke aus Gestein und Material aus der Erde und dem kollidierten Objekt → in den Weltraum geschleudert
→ Akkretion, Material, begann sich unter Einfluss der Gravitation zusammenzuziehen und zu einem größeren Körper zu klumpen
→ Formung eines Himelkörpers und Bildung des Monde
Dynamo-Effekt
Rotation des Planeten
→ Bewegung von elektrisch leitendem Material im Inneren
→ elektrisches Feld entsteht
→ Corioliseffekts (durch die Rotation verursachten sprialförmige Muster)
→ Ströme des elektrische leitendes Material entsteht
→ Magnetfeld entsteht
Detektionsmöglichkeiten von Exoplaneten
Direkte Beobachtung (Schwierig, wenn Planet zu klein und leuchtschwach im Vergleich zum Stern)
Indrekte Verfahren:
Transitmethode =
Wenn ein Exoplanet vor seinem Stern vorbeizieht (Transitiert), blockiert er einen kleinen Teil des Lichts des Sterns
Die Helligkeit des Sterns sinkt kurzzeitig, was mit Teleskopen gemessen werden kann (Kepler)
Radialgeschwindigkeitsmethode =
Exoplanet übt Gravitationskraft auf seinen Stern aus, wodurch dieser sich leicht hin und her bewegt
Messung der Doppler-Verschiebung des Sternenlichts (die Veränderung der Wellenlänge durch die Bewegung des Sterns) kann die Existenz eines Exoplaneten und seine Masse bestimmt werden
Microlensing
Astrometrische Beobachtung
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