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Planeten

Phasen der Venus

Wussten Sie, dass die Venus Phasen aufweist wie der Mond?

Die Venus können wir als volle Scheibe oder als Sichel sehen. Wir sehen die Venus  als Morgenstern hoch im Osten.  Wir könen die Venus im Westen als Abendstern sehen. Die Elongation ist der Winkel, den die Venus zur Sonne einnimmt. Wir sehen sie als volle Scheibe, wenn sie der Sonne gegenübersteht. Steht sie am Himmel näher zur Sonne, ist die Venus als Sichel zu sehen. Da die Venus so nah zur Sonne steht, kann sie sich am Himmel nie weit von ihr entfernen, während die anderen Planeten über den gesamten Himmel laufen.

Opposition und Konjunktion der Planeten

Wie der Mond in Opposition oder Konjunktion zur Sonne steht, stehen auch die Planeten in Opposition oder Konjunktion zur Sonne. Bei Vollmond steht der Mond der Sonne genau gegenüber, in Opposition. Steht der Mond zwischen Erde und Sonne, ist er nicht zu sehen. Er steht in Konjunktion mit der Sonne. Die Phase des Mondes nennen wir Neumond.

Obere und Untere Konjunktion bei Venus und Merkur

Wir sprechen von der unteren Konjunktion der Venus, wenn sie der Erde die dunkle Seite zuwendet. Sie steht dann zwischen Erde und Sonne. Von der oberen Konjunktion sprechen wir, wenn die Venus hinter der Sonne steht. Das Gleiche gilt für Merkur.

Merkur- oder Venusdurchgang wird auch als Transit bezeichnet

Wenn die Venus oder der Merkur in unterer Konjunktion sind, also zwischen Erde und Sonne, laufen meistens oberhalb oder unterhalb an der Sonne vorbei. Wenn die Venus oder der Merkur mit der Erde in einer Linie stehen sieht man, wie sie über die Sonnenscheibe laufen. Dies ist ein sehr seltenes Ereignis. Es wird dazu verwendet, den Abstand Erde-Sonne zu messen.

Siehe Bild: Merkurdurchgang Schwäbische Sternwarte Stuttgart.  Die Planeten wandern als kleines dunkles Pünktchen über die Sonnenscheibe. Dieser Durchgang dauert mehrer Stunden.

Die Planeten Uranus und Neptun

Der Planet Uranus wurde im Teleskop per Zufall gefunden. Es blieben aber immer noch Bahnabweichungen des Planeten Uranus. Die Astronomen vermuteten, dass weiter draußen noch ein Planet sein müsste. Unabhängig voneinander berechneten dies John Couch Adams (1819-1892) und Urbain Jean Joseph LeVerrier (1811-1877) die Position des hypothetischen Planeten. In Berlin fanden Johann Gottfried Galle (1812-1910) und sein Assistent Heinrich D’Arrest den Planeten an der berechneten Position im Sternbild Wassermann. Er wurde nach langem Streit auf den Namen Neptun getauft.

Neptun läuft in 165 Jahren einmal um die Sonne. Seine Bahn ist fast kreisförmig. Im selben Jahr seiner Entdeckung, nämlich 1846, wurde der größte Mond des Neptun, Triton, gefunden.

Pluto wurde im Jahr 1930 wurde am 18. Februar von Clyde William Tombough (1906-1997) zufällig auf einer Aufnahme des Lowell-Observatoiums (Flagstaff, Arizona) entdeckt. Pluto wurde zwischenzeitlich zum Zwergplaneten herabgestuft. Im Kuiper-Gürtel wurden in den letzten Jahren etliche Planetoiden entdeckt. 2006 wurde von der IAU (Internationale Astronomische Union)  2006 in Prag der Begriff des Zwergplaneten eingeführt. Der Zwergplanet kreist um die Sonne. Zwergplaneten und Kleinplaneten gehören zu den Planetoiden. 

Die Bahnen der Planeten

Die Bahnen der Planeten sind Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht. So steht es im ersten Keplerischen Gesetz.  Ein Planet umkreist die Sonne in einer Ellipse. Eine Ellipse wird durch zwei Brennpunkte bestimmt. Hier sind es die Punkte A und B. Bei einem Kreis gibt es nur einen Brennpunkt, den Mittelpunkt.

Ellipse

Ellipse

Alle Punkte des Kreises sind von dem Mittelpunkt gleichweit entfernt. Bei einer Ellipse sind die Punkte der Ellipsenbahn nicht gleichweit von ihrem Mittelpunkt entfernt. Eine Ellipse  wird von den beiden Brennpunkten und ihrer Exzentrität bestimmt. Die Exzentrität einer Ellipse wird durch das Verhältnis der Strecken Brennpunkt zum Mittelpunkt im Verhältnis zur halben Hauptachse bestimmt.

Da die Längen der Halbachsen der einzelnen Planeten sind sehr unterschiedlich sind, sind ihre Bahnen mehr oder weniger elliptisch. Bei der Venus ist die halbe Hauptachse am kleinsten, sie nähert sich der halben Nebenachse an. So ist ihre Bahne einem Kreis am ähnlichsten. Ihre Exzentrität beträgt nur 0,008.

Berechnung der Position eines Planeten am Himmel

Berechnung der Länge des Planeten

Das heißt, zuerst schreibt man das Datum nieder für das man die Koordinaten berechnen will. Dann schaut man in die Tabelle. Ganz oben steht die Epoche. Man verwendet nun die Epoche für das Jahr 2000, damals war es die Epoche für das Jahr 1959. Nun werden mit Hilfe der Tabelle die Zahlen zusammengezählt: Für die Jahre, die nach der Epoche vergangen sind, die Monate und die Tage. In einer anderen Tabelle stehen die Monate, in einer anderen dien Tage und zuletzt die Stunden. Ergeben die Grade mehr als 360 Grad, so zieht man von dem Betrag 360 Grad ab. Dieser Betrag ist die ekliptikale Länge. Eine Korrektur wird angebracht, die Mittelpunktsgleichung, die in einer Grafik abgelesen wird. Wir erhalten dann die wahre Länge.

Berechnung der Breite des Planeten

Die Breite ist der Winkel, den die Verbindungslinie Sonne – Planet mit der Ekliptik einnimmt. Die Planeten entfernen sich nie weit von der Ekliptik. Sie sind meist nie weiter als 5 Grad oberhalb oder unterhalb der Ekliptik zu finden. Mit der wahren Länge lesen wir in zwei weiteren Grafiken einmal die Breite des Planeten ab und einmal die astronomische Einheit. Das ist der Abstand des Planeten von der Sonne (zu dieser Zeit).

Stand des Planeten zur Erde

Wir müssen aber noch wissen, welche Länge die Erde hat und machen für die Erde dieselbe Prozedur. Um zu wissen, wo wir den Planeten finden, muss bei dieser Methode eine Zeichnung angefertigt werden. Wir zeichnen einen Kreis. Rechts ist der Frühlingspunkt mit 0 Grad. Wir zeichnen im Gegenzeigersinn die Grade auf. In der Mitte ist die Sonne. Nun zeichnen wir die beiden Planeten, die Erde und den gesuchten Planeten, in unseren Kreis nach ihren Gradzahlen ein, und ihren Abständen in astronomischen Einheiten. Die Sonne in der Mitte und die beiden Planeten ergeben ein Dreieck mit unterschiedlichen Seitenlängen, da die astronomischen Einheiten unterschiedlich sind. Damit wissen wir nun, wo wir am Himmel suchen müssen. Naja, nicht ganz. Dies sind die ekliptischen Koordinaten. Mit diesen Koordinaten gehen wir wieder in eine Tabelle, um die Rektaszension und die Deklination zu erfahren. Heutzutage wird dies mit Zahlen gerechnet, mit Koordinatentranslationen. Das ist aber Mathematik der Oberstufe.

Unser Sonnensystems mit Oort'scher Wolke und Meteoridengürtel zwischen Mars und Jupiter

Unser Planetensystem mit Oort'scher Wolke

Unser Planetensystem mit Oort'scher Wolke

Unser Sonnensystem besteht aus 8 Planeten. Pluto wurde sein Planetenstatus 2006 aberkannt. Er zählt zu den Kleinplaneten. Er ist nicht groß genug, kreist um die Sonne, so ist er ein Kleinplanet.

Weiter draußen soll nochmal ein Planet sein. So wären es wieder neun Planeten. Nach Pluto kommt der Kuipergürtel. Um 90 Grad versetzt befindet sich die Oort'sche Wolke.

Die Planeten sehen so aus, wie auf der Zeichnung wiedergegeben: Der Mars ist rot, etwas größer als die blaue Erde. Jupiter sieht bräunlich aus, Saturn ist gelblich, Uranus grün und Neptun blau. Pluto hat irgendeine Farbe.

In der Ebene der Planeten weit draußen befindet sich die Oort'sche Wolke. Sie besteht aus zahlreichen Trümmern.  Aus der  Oort'schen kommten die meisten Kometen. Zwischen Mars und Jupiter liegt der Asteroidengürtel. Der erste Asteroid wurde in der Silvesternacht zum Jahr 1800 entdeckt. 

Die Sonden Voyager und Cassini

Gelenktes Abstürzen der Sonde Cassini am 15. Septembter 2017

Die Sonde Cassini wird am 11. September nach 13 Jahren ihren letzten Vorbeiflug an dem größten Saturnmond, Titan, vollführen. Nachdem Cassini Titan passiert hat, fliegt sie rückwärts auf Saturn zu, doch die Sonde Cassini wird von Saturn nicht mehr zurückkehren. Am 15. September um 1 Uhr nachmittags Londoner Zeit wird Cassini die äußeren Schichten des Planeten Saturn berühren und ins trudeln kommen. Bald darauf hat sie keinen Kontakt mehr zur Erde und versinkt in den Gasschichten des Planeten Saturn.

Wo sind die Voyager und Pioneer Sonden?

Vor 40 Jahren starteten die beiden Voyager Sonden. Am 20. August brach Voyager II ins äußerste Sonnensystem auf. In den Jahren 1973 und 1974 hatten Pioneer 10 und 11 die beiden größten Planeten  besucht.

Der Swing-By

Anfang der Sechziger Jahre hatte man nicht gedacht, weiter ins All hinauszukommen. 1962 fand der Mathematikstudent Michael Minovitch heraus, dass im Schwerefeld eines Planeten eine Sonde beschleunigt werden kann, um diese weiter hinaus ins All zu tragen. Später wurde das von einem Ingenieur wieder aufgegriffen, der erkannte, dass man an allen inneren Planeten vorbei bis zu Uranus, Neptun und Pluto bis zum Ende des Sonnensystems vordringen könne. In  12 Jahren wäre dies möglich, wegen einer Konstellation, die nur alle 176 Jahre auftritt. Die innen Planeten stehen in einer Reihe und man kann mit wenig Energie in kurzer Zeit mit einer Sonde weiter ins All fliegen. Diese Grand Tour sollte im Jahre 1977 sein.   Man nennt die Methode  swing-by

Am Ende des Sonnensystems - Termination Shock und Heliopause

Im Augenblick haben die Sonden das Sonnensystem verlassen und ziehen in einer Region ihre Runden, in der sie nur noch von sehr wenigen Teilchen beeinflusst werden. Die Sonden sind durch die Oort'sche Wolke geflogen, haben pechschwarze Kometenkerne gesehen. Sie durchflogen die Teilchen und Magnetfelder der Heliosphäre, jene Teilchen, die von der Sonne als Sonnenwind ins All hinausgeblasen werden. Dann durchqueren sie  den Termination Shock. Im Termination Shock wird der Sonnenwind plötzlich abgebremst. Die Sonden durchfliegen danach die Heliopause bis in das interstellare Medium hinein, wo sie  nur noch durch sehr wenige Teilschen abgebremst werden.