WIE VIELE MONDE GIBT ES IM SONNENSYSTEM?

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Seit Jahrtausenden starrten die Menschen in den Nachthimmel und wurden vom Mond in Ehrfurcht gehalten. Für viele alte Kulturen stellte es eine Gottheit dar, und seinen Zyklen wurde göttliche Bedeutung beigemessen. Zur Zeit der Klassik und des Mittelalters galt der Mond als ein Himmelskörper, der die Erde umkreiste, ähnlich wie die anderen bekannten Planeten des Tages (Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn).

Unser Verständnis von Monden wurde jedoch revolutioniert, als der Astronom Galileo Galilei 1610 sein Teleskop auf Jupiter richtete und „vier wandernde Sterne“ um Jupiter bemerkte. Von diesem Zeitpunkt an haben Astronomen verstanden, dass andere Planeten als die Erde ihre eigenen Monde haben können - in einigen Fällen mehrere Dutzend oder mehr. Wie viele Monde gibt es im Sonnensystem?

In Wahrheit erfordert die Beantwortung dieser Frage zunächst eine gewisse Klärung. Wenn es sich um bestätigte Monde handelt, die einen der Planeten des Sonnensystems umkreisen (d. H. Solche, die mit der von der IAU im Jahr 2006 angenommenen Definition übereinstimmen), können wir sagen, dass dies derzeit der Fall ist 173 bekannte Monde. Wenn wir jedoch den Boden für Zwergplaneten öffnen, auf denen Objekte umkreisen, steigt die Zahl auf 182.

Im Sonnensystem wurden jedoch auch über 200 Monde kleinerer Planeten beobachtet (Stand Januar 2012). Dazu gehören die 76 bekannten Objekte im Asteroidengürtel mit Satelliten, vier Jupiter-Trojaner, 39 erdnahe Objekte (zwei mit jeweils zwei Satelliten), 14 Mars-Crosser und 84 natürliche Satelliten transneptunischer Objekte. In den Ringen des Saturn wurden etwa 150 zusätzliche kleine Körper beobachtet. Wenn wir all dies einbeziehen, können wir sagen, dass das Sonnensystem hat 545 bekannte Satelliten.

Inneres Sonnensystem:

Die Planeten des inneren Sonnensystems - Merkur, Venus, Erde und Mars - sind alle terrestrische Planeten, was bedeutet, dass sie aus Silikatgestein und Mineralien bestehen, die zwischen einem metallischen Kern und einem Silikatmantel und einer Silikatkruste unterschieden werden. Aus einer Reihe von Gründen existieren in dieser Region des Sonnensystems nur wenige Satelliten.

Insgesamt existieren nur drei natürliche Satelliten, die Planetenkörper im Inneren Sonnensystem umkreisen - Erde und Mars. Während Wissenschaftler theoretisieren, dass es in der Vergangenheit Monde um Merkur und Venus gab, wird angenommen, dass diese Monde vor langer Zeit auf die Oberfläche auftraten. Der Grund für diese Kargheit der Satelliten hat viel mit dem Gravitationseinfluss der Sonne zu tun.

Sowohl Merkur als auch Venus sind zu nah an der Sonne (und im Fall von Merkur zu schwach in Bezug auf ihre eigene Anziehungskraft), um ein vorbeifahrendes Objekt zu ergreifen oder um Trümmerringe in der Umlaufbahn festzuhalten, die sich zu einem Satelliten zusammengeschlossen haben könnten im Laufe der Zeit. Erde und Mars konnten Satelliten zurückhalten, vor allem aber, weil sie die äußersten der inneren Planeten sind.

Die Erde hat nur einen natürlichen Satelliten, den wir kennen - das Mond. Mit einem mittleren Radius von 1737 km und einer Masse von 7,3477 x 10²² kg ist der Mond 0,273-mal so groß wie die Erde und 0,0123-mal so massereich, was für einen Satelliten ziemlich groß ist. Es ist auch der zweitdichteste Mond in unserem Sonnensystem (nach Io) mit einer mittleren Dichte von 3,3464 g / cm³.

Für die Bildung des Mondes wurden mehrere Theorien vorgeschlagen. Die heute vorherrschende Hypothese ist, dass sich das Erde-Mond-System vor etwa 4,5 Milliarden Jahren durch einen Aufprall zwischen der neu gebildeten Proto-Erde und einem marsgroßen Objekt (Theia) gebildet hat. Dieser Aufprall hätte Material von beiden Objekten in die Umlaufbahn gesprengt, wo es sich schließlich zur Bildung des Mondes ansammelte.

Der Mars hat inzwischen zwei Monde - Phobos und Deimos. Wie unser eigener Mond sind beide Marsmonde gezeitengebunden an den Mars gebunden, sodass sie dem Planeten immer das gleiche Gesicht zeigen. Im Vergleich zu unserem Mond sind sie rau und asteroidenartig und auch viel kleiner. Daher die vorherrschende Theorie, dass es sich einst um Asteroiden handelte, die durch Jupiters Schwerkraft aus dem Hauptgürtel geworfen und dann vom Mars erworben wurden.

Der größere Mond ist Phobos, dessen Name vom griechischen Wort stammt, das "Angst" (d. H. Phobie) bedeutet. Phobos misst nur 22,7 km und hat eine Umlaufbahn, die es näher am Mars als Deimos platziert. Im Vergleich zum Erdmond, der in einer Entfernung von 384.403 km von unserem Planeten umkreist, umkreist Phobos in einer durchschnittlichen Entfernung von nur 9.377 km über dem Mars.

Der zweite Mond des Mars ist Deimos, der seinen Namen vom griechischen Wort für Panik hat. Es ist mit einem Durchmesser von nur 12,6 km noch kleiner und weniger unregelmäßig geformt. Aufgrund seiner Umlaufbahn befindet es sich in einer Entfernung von 23.460 km viel weiter vom Mars entfernt, was bedeutet, dass Deimos 30,35 Stunden benötigt, um eine Umlaufbahn um den Mars zu absolvieren.

Diese drei Monde sind die Gesamtsumme der Monde, die im Inneren Sonnensystem zu finden sind (zumindest nach der herkömmlichen Definition). Wenn wir jedoch weiter ins Ausland schauen, sehen wir, dass dies wirklich nur die Spitze des Eisbergs ist. Zu denken, dass wir das einmal geglaubt haben das Mond war der einzige seiner Art!

Äußeres Sonnensystem:

Jenseits des Asteroidengürtels (und der Frostlinie) werden die Dinge ganz anders. In dieser Region des Sonnensystems hat jeder Planet ein beträchtliches System von Monden; im Fall von Jupiter und Saturn, vielleicht sogar bis in die Hunderte. Bisher wurden insgesamt 170 Monde bestätigt, die die äußeren Planeten umkreisen, während mehrere hundert weitere kleinere Körper und Asteroiden umkreisen.

Aufgrund seiner immensen Größe, Masse und Anziehungskraft verfügt Jupiter über die meisten Satelliten aller Planeten im Sonnensystem. Gegenwärtig umfasst das Jupiter-System 67 bekannte Monde, obwohl geschätzt wird, dass es bis zu 200 Monde und Moonlets haben kann (von denen die meisten noch bestätigt und klassifiziert werden müssen).

Die vier größten Jupiter-Monde sind als Galiläische Monde bekannt (benannt nach ihrem Entdecker Galileo Galilei). Dazu gehören: Io, der vulkanisch aktivste Körper in unserem Sonnensystem; Europa, das im Verdacht steht, einen massiven unterirdischen Ozean zu haben; Ganymed, der größte Mond in unserem Sonnensystem; und Callisto, von dem ebenfalls angenommen wird, dass es einen unterirdischen Ozean hat und einige der ältesten Oberflächenmaterialien im Sonnensystem aufweist.

Dann gibt es die innere Gruppe (oder Amalthea-Gruppe), die aus vier kleinen Monden mit Durchmessern von weniger als 200 km, einer Umlaufbahn mit Radien von weniger als 200.000 km und einer Umlaufbahnneigung von weniger als einem halben Grad besteht. Diese Gruppe umfasst die Monde Metis, Adrastea, Amalthea und Thebe. Zusammen mit einer Reihe von noch nicht sichtbaren inneren Moonlets füllen diese Monde Jupiters schwaches Ringsystem auf und erhalten es aufrecht.

Jupiter hat auch eine Reihe von unregelmäßigen Satelliten, die wesentlich kleiner sind und weiter entfernte und exzentrischere Umlaufbahnen haben als die anderen. Diese Monde sind in Familien unterteilt, die Ähnlichkeiten in Umlaufbahn und Zusammensetzung aufweisen, und es wird angenommen, dass sie größtenteils das Ergebnis von Kollisionen mit großen Objekten sind, die von Jupiters Schwerkraft erfasst wurden.

Ähnlich wie bei Jupiter wird geschätzt, dass Saturn mindestens 150 Monde und Moonlets hat, aber nur 53 dieser Monde haben offizielle Namen erhalten. Von diesen haben 34 einen Durchmesser von weniger als 10 km und weitere 14 einen Durchmesser zwischen 10 und 50 km. Einige seiner inneren und äußeren Monde sind jedoch ziemlich groß und reichen von 250 bis über 5000 km.

Traditionell wurden die meisten Saturnmonde nach den Titanen der griechischen Mythologie benannt und nach Größe, Umlaufbahn und Nähe zum Saturn gruppiert. Die innersten Monde und regulären Monde haben alle kleine Umlaufbahnneigungen und Exzentrizitäten und progressive Umlaufbahnen. Währenddessen haben die unregelmäßigen Monde in den äußersten Regionen Umlaufradien von Millionen von Kilometern, Umlaufzeiten von mehreren Jahren und bewegen sich in rückläufigen Umlaufbahnen.

Zu den inneren großen Monden, die innerhalb des E-Rings umkreisen, gehören die größeren Satelliten Mimas Enceladus, Tethys und Dione. Diese Monde bestehen alle hauptsächlich aus Wassereis und es wird angenommen, dass sie sich in einen felsigen Kern und einen eisigen Mantel und eine eisige Kruste unterscheiden. Die großen äußeren Monde, die außerhalb des Saturn-E-Rings umkreisen, haben eine ähnliche Zusammensetzung wie die inneren Monde - d. H. Sie bestehen hauptsächlich aus Wassereis und Gestein.

Bei 5150 km Durchmesser und 1.350 × 10²⁰ Titan ist der größte Mond des Saturn und macht mehr als 96% der Masse im Orbit um den Planeten aus. Titan ist auch der einzige große Mond mit einer eigenen Atmosphäre, die kalt und dicht ist und hauptsächlich aus Stickstoff mit einem kleinen Anteil Methan besteht. Wissenschaftler haben auch das Vorhandensein von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen in der oberen Atmosphäre sowie von Methaneiskristallen festgestellt.

Die Oberfläche von Titan, die aufgrund des anhaltenden atmosphärischen Dunstes schwer zu beobachten ist, zeigt nur wenige Einschlagkrater, Hinweise auf Kryovulkane und Längsdünenfelder, die offenbar von Gezeitenwinden geprägt waren. Titan ist neben der Erde auch der einzige Körper im Sonnensystem, auf dessen Oberfläche sich Flüssigkeitskörper in Form von Methan-Ethan-Seen in den Nord- und Südpolregionen von Titan befinden.

Uranus hat 27 bekannte Satelliten, die in die Kategorien größere Monde, innere Monde und unregelmäßige Monde (ähnlich wie bei anderen Gasriesen) unterteilt sind. Die größten Monde des Uranus sind in der Reihenfolge ihrer Größe Miranda, Ariel, Umbriel, Oberon und Titania. Diese Monde haben einen Durchmesser und eine Masse von 472 km und 6,7 × 10¹⁹ kg für Miranda bis 1578 km und 3,5 × 10²¹ kg für Titania. Jeder dieser Monde ist besonders dunkel, mit geringer Bindung und geometrischen Albedos. Ariel ist der hellste, während Umbriel der dunkelste ist.

Es wird angenommen, dass sich alle großen Uranusmonde in der Akkretionsscheibe gebildet haben, die einige Zeit nach ihrer Entstehung um Uranus herum existierte, oder dass sie auf die großen Auswirkungen zurückzuführen waren, unter denen Uranus zu Beginn seiner Geschichte litt. Jedes besteht aus ungefähr gleichen Mengen an Gestein und Eis, mit Ausnahme von Miranda, das hauptsächlich aus Eis besteht.

Die Eiskomponente kann Ammoniak und Kohlendioxid enthalten, während angenommen wird, dass das felsige Material aus kohlenstoffhaltigem Material besteht, einschließlich organischer Verbindungen (ähnlich wie Asteroiden und Kometen). Es wird angenommen, dass ihre Kompositionen differenziert sind und ein eisiger Mantel einen felsigen Kern umgibt.

Neptun hat 14 bekannte Satelliten, von denen alle bis auf einen nach griechischen und römischen Gottheiten des Meeres benannt sind (mit Ausnahme von S / 2004 N 1, das derzeit nicht benannt ist). Diese Monde werden aufgrund ihrer Umlaufbahn und Nähe zu Neptun in zwei Gruppen unterteilt - die regulären und unregelmäßigen Monde. Die regulären Monde von Neptun - Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1 und Proteus - sind diejenigen, die dem Planeten am nächsten sind und kreisförmigen, progressiven Umlaufbahnen folgen, die in der Äquatorebene des Planeten liegen.

Neptuns unregelmäßige Monde bestehen aus den verbleibenden Satelliten des Planeten (einschließlich Triton). Sie folgen im Allgemeinen geneigten exzentrischen und oft retrograden Bahnen weit weg von Neptun. Die einzige Ausnahme ist Triton, das auf einer kreisförmigen Umlaufbahn in der Nähe des Planeten umkreist, obwohl es rückläufig und geneigt ist.

In der Reihenfolge ihrer Entfernung vom Planeten sind die unregelmäßigen Monde Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso und Psamathe - eine Gruppe, die sowohl progressive als auch retrograde Objekte umfasst. Mit Ausnahme von Triton und Nereid ähneln die unregelmäßigen Monde von Neptun denen anderer Riesenplaneten und wurden vermutlich von Neptun gravitativ erfasst.

Mit einem mittleren Durchmesser von ca. 2700 km und einer Masse von 214080 ± 520 x 10¹⁷ kg, Triton ist der größte von Neptuns Monden und der einzige, der groß genug ist, um ein hydrostatisches Gleichgewicht zu erreichen (d. h. kugelförmig). In einer Entfernung von 354.759 km von Neptun befindet es sich auch zwischen den inneren und äußeren Monden des Planeten.

Diese Monde machen den Löwenanteil der natürlichen Satelliten im Sonnensystem aus. Dank der laufenden Erkundung und Verbesserungen unserer Instrumente werden Satelliten jedoch auch im Orbit um kleinere Körper entdeckt.

Zwergplaneten und andere Körper:

Wie bereits erwähnt, gibt es im Sonnensystem mehrere Zwergplaneten, TNOs und andere Körper, die auch ihre eigenen Monde haben. Diese bestehen hauptsächlich aus natürlichen Satelliten, von denen bestätigt wurde, dass sie Pluto, Eris, Haumea und Makemake umkreisen. Mit fünf umlaufenden Satelliten hat Pluto die meisten bestätigten Monde (obwohl sich dies bei weiterer Beobachtung ändern kann).

Der größte und Pluto am nächsten liegende Orbit ist Charon. Dieser Mond wurde 1978 erstmals vom Astronomen James Christy anhand von Fotoplatten des United States Naval Observatory (USNO) in Washington, DC, identifiziert. Jenseits von Charon liegen die vier anderen zirkumbinären Monde - Styx, Nix, Kerberos und Hydra.

Nix und Hydra wurden 2005 vom Pluto Companion Search Team gleichzeitig mit dem Hubble-Weltraumteleskop entdeckt. Das gleiche Team entdeckte Kerberos im Jahr 2011. Der fünfte und letzte Satellit, Styx, wurde 2012 vom Raumschiff New Horizons entdeckt, als Bilder von Pluto und Charon aufgenommen wurden.

Charon, Styx und Kerberos sind alle massiv genug, um unter ihrer eigenen Schwerkraft in eine Kugelform zusammengebrochen zu sein. Nix und Hydra sind mittlerweile länglich. Das Pluto-Charon-System ist ungewöhnlich, da es eines der wenigen Systeme im Sonnensystem ist, dessen Schwerpunkt über der Oberfläche des Primärsystems liegt. Kurz gesagt, Pluto und Charon umkreisen sich gegenseitig, was einige Wissenschaftler dazu veranlasst, zu behaupten, es handele sich um ein „Doppelzwergsystem“ anstelle eines Zwergplaneten und eines umlaufenden Mondes.

Darüber hinaus ist es ungewöhnlich, dass jeder Körper gezeitenmäßig an den anderen gebunden ist. Charon und Pluto präsentieren sich immer das gleiche Gesicht; und von jeder Position auf einem Körper ist der andere immer an der gleichen Position am Himmel oder immer verdeckt. Dies bedeutet auch, dass die Rotationsperiode eines jeden gleich der Zeit ist, die das gesamte System benötigt, um sich um seinen gemeinsamen Schwerpunkt zu drehen.

Im Jahr 2007 deuteten Beobachtungen des Gemini-Observatoriums auf Flecken von Ammoniakhydraten und Wasserkristallen auf der Oberfläche von Charon auf das Vorhandensein aktiver Kryo-Geysire hin. Dies scheint darauf hinzudeuten, dass Pluto einen unterirdischen Ozean mit warmer Temperatur hat und dass der Kern geologisch aktiv ist. Es wird angenommen, dass Plutos Monde durch eine Kollision zwischen Pluto und einem Körper ähnlicher Größe zu Beginn der Geschichte des Sonnensystems entstanden sind. Die Kollision setzte Material frei, das sich in den Monden um Pluto festigte.

Auf dem zweiten Platz liegt Haumea mit zwei bekannten Monden - Hi'iaka und Namaka - die nach den Töchtern der hawaiianischen Göttin benannt sind. Beide wurden 2005 von Browns Team entdeckt, als sie Beobachtungen von Haumea am W.M. Keck-Observatorium. Hi'iaka, das vom Caltech-Team ursprünglich als "Rudolph" bezeichnet wurde, wurde am 26. Januar 2005 entdeckt.

Es ist das äußere und mit einem Durchmesser von etwa 310 km das größere und hellere der beiden und umkreist Haumea alle 49 Tage auf einem fast kreisförmigen Pfad. Infrarotbeobachtungen zeigen, dass seine Oberfläche fast vollständig von reinem kristallinem Wassereis bedeckt ist. Aus diesem Grund haben Brown und sein Team spekuliert, dass der Mond ein Fragment von Haumea ist, das während einer Kollision abgebrochen ist.

Namaka, der kleinere und innerste der beiden, wurde am 30. Juni 2005 entdeckt und erhielt den Spitznamen „Blitzen“. Es ist ein Zehntel der Masse von Hi'iaka und umkreist Haumea in 18 Tagen in einer stark elliptischen Umlaufbahn. Beide Monde umkreisen Haumea in sehr exzentrischen Bahnen. Es wurden noch keine Schätzungen bezüglich ihrer Masse vorgenommen.

Eris hat einen Mond namens Dysnomia, der nach der Tochter von Eris in der griechischen Mythologie benannt ist, die erstmals am 10. September 2005 beobachtet wurde - einige Monate nach der Entdeckung von Eris. Der Mond wurde von einem Team mit den Keck-Teleskopen in Hawaii entdeckt, das gerade Beobachtungen der vier hellsten TNOs (Pluto, Makemake, Haumea und Eris) durchführte.

Im April 2016 wurden Beobachtungen mit dem Hubble-WeltraumteleskopDie Weitfeldkamera 3 enthüllte, dass Makemake einen natürlichen Satelliten hatte - der als S / 2015 (136472) 1 bezeichnet wurde (vom Entdeckungsteam MK 2 genannt). Es hat einen geschätzten Durchmesser von 175 km und eine Hauptachse, die mindestens 21.000 km von Makemake entfernt ist.

Größte und kleinste Monde:

Der Titel für den größten Mond im Sonnensystem geht an Ganymed mit einem Durchmesser von 5262,4 Kilometern. Dies macht es nicht nur größer als den Erdmond, sondern sogar größer als den Planeten Merkur - obwohl es nur die Hälfte der Masse von Merkur hat. Der kleinste Satellit ist eine Verbindung zwischen S / 2003 J 9 und S / 2003 J 12. Diese beiden Satelliten, die beide den Jupiter umkreisen, haben einen Durchmesser von etwa 1 km.

Ein wichtiger Punkt bei der Erörterung der Anzahl bekannter Monde im Sonnensystem ist, dass das Schlüsselwort hier „bekannt“ ist. Mit jedem Jahr werden mehr Satelliten bestätigt, und die überwiegende Mehrheit der uns bekannten Satelliten wurde erst in den letzten Jahrzehnten entdeckt. Während unsere Explorationsbemühungen fortgesetzt und unsere Instrumente verbessert werden, lauern möglicherweise Hunderte mehr da draußen!

Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel über die Monde des Sonnensystems geschrieben. Was ist der größte Mond im Sonnensystem? Was sind die Planeten des Sonnensystems? Wie viele Monde hat die Erde? Wie viele Monde hat der Mars? Wie viele Monde hat der Jupiter? Wie viele Monde hat der Saturn? Wie viele Monde hat der Uranus? Wie viele Monde hat Neptun?

Weitere Informationen finden Sie auf der Seite zur Erforschung des Sonnensystems der NASA.

Wir haben eine ganze Reihe von Podcasts über das Sonnensystem bei Astronomy Cast aufgenommen. Schau sie dir hier an.

Quellen: