Astronomische Arbeitsgemeinschaft Mainz e. V.

Newsletter April 2015 - Raumsonde Dawn bei Ceres

Link zum Mailnewsletter

Die Raumsonde DAWN besucht den Zwergplaneten Ceres

von Dr. Bernhard Schröck

In den nächsten Wochen werden wir viel Neues über den Zwergplaneten Ceres erfahren. Die Raumsonde DAWN, die in den Jahren 2011 und 2012  den Asteroiden Vesta ins Visier genommen hatte, ist am 6. März in eine Umlaufbahn um Ceres eingeschwenkt und wird sich in den nächsten Wochen und Monaten ihr immer mehr nähern.


Ceres - als einziger Zwergplanet des inneren Sonnensystems - ist ein annähernd runder Körper von etwa 950 km Durchmesser. In diesem Jahr kommt sie am 25. Juli im Sternbild Schütze mit einer theoretischen Helligkeit von 7,5m zur Opposition, leider bei uns sehr horizontnah, so dass man schon ein lichtstarkes Fernglas oder kleines Teleskop braucht, um sie zu sehen (das Bild unten ist eine Aufsuchkarte [aus Stellarium 0.12.4]). Zu diesem Datum hat sie von uns eine Entfernung von etwa 1,9 AE. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt sie 4,6 Jahre.

Aufsuchkarte für Ceres
Ceres

Der Begriff „Zwergplanet“ wurde auf der Tagung der  Internationalen Astronomischen Union am 24. August 2006 in Prag geschaffen (Resolution B5 der IAU).
Zu den Zwergplaneten gehören zur Zeit  Ceres, Pluto, Haumea, Eris und Makemake (Working Group for Planetary System Nomenclature [WGPSN], Planet and Satellite Names and Discoverers), wobei die letzteren alle transneptunisch sind.
Die Dichte von nur 2,1 g/cm³ lässt vermuten, dass ein großer Teil ihrer Masse aus Wasser besteht, etwa zu 25%.


Das Bild rechts, das von DAWN am 19.2.2015 aus 46000 km Entfernung gemacht wurde, zeigt die kraterübersäte Oberfläche von Ceres mit mehreren hellen Flecken, deren Ursprung noch unbekannt ist. Innerhalb eines großen Kraters gibt es zwei nebeneinander liegende.

Vor kurzem wurden durch das Herschel-Infrarot-Teleskop zwei Wasserdampfquellen nachgewiesen. Der Wasserausstoß variiert mit einer Periode von 9 Stunden, was der Rotationsperiode von Ceres entspricht, ferner ist der Wasserausstoß am stärksten im Perihel. Es muss zu klären sein, ob diese Quellen Kryovulkane sind oder das Wasser aus durch junge Impakte freigelegtem Eis stammt.
Mit einem Albedo von 0,09  ist Ceres sehr dunkel. Mit dem Weltraumteleskop Hubble gewonnene Spektrogramme deuten darauf  hin, dass die Oberfläche (zum größten Teil) aus Material besteht, das kohligen Chondriten ähnelt.
Zur Zeit geht man davon aus, dass sich bei Ceres unter einer Kruste von Mineralien und Eis ein Mantel aus flüssige Wasser befindet. Der Kern besteht wahrscheinlich aus Silikaten und Metallen.

Vom 23. April bis 9. Mai 2015 kreist die Raumsonde DAWN in einer Höhe von 13 500 km (Orbit „RC3“ ), um einen ersten Überblick über den Zwergplaneten zu bekommen. Danach schließt sich ein Survey-Orbit in 4400 km Höhe an (6. – 30. Juni). Es folgt HAMO (High Altitude Mapping Orbit, 1480 km Höhe, August bis September) und LAMO (Low Altitude Mapping Orbit, 375 km Höhe, Dezember bis Juni 2016). Beendet wird die Mission, wenn die Treibstoffvorräte verbraucht sind. Danach wird DAWN Ceres frühestens nach 50 Jahren auf der Oberfläche aufschlagen. Dies ist ein Versuch, eine Kontamination mit irdischen Mikroorganismen zu vermeiden, da bei wasserhaltigen Objekten im Sonnensystem immer die Möglichkeit für (außerirdisches) Leben besteht.
An Instrumenten an Bord von DAWN sind zwei Kameras, die vom MPI für Sonnensystemforschung in Göttingen entwickelt wurden, ein abbildendes Spektrometer für sichtbares Licht und Infrarotstrahlung sowie ein Gammastrahlen- und Neutronendetektor (GRaND).


Die Entdeckungsgeschichte Ceres` ist sehr interessant: im 18. Jahrhundert fand man empirisch Formeln, die den ungefähren Abstand der Planeten von der Sonne aus der Nummer ihrer Reihenfolge, von der Sonne aus gesehen, herleiten ließen (Titius-Bode-Reihe, Formel nach Johann Friedrich Wurm). Nach diesen Formeln fehlte zwischen Mars und Jupiter ein Planet.  Als sich nun  herausstellte, dass der Sonnenabstand des von Herrschel 1781 entdeckten Uranus auch in diese Formeln passte, begann man eine intensive Suche nach einem Planeten zwischen Mars und Jupiter. Zu diesem Zweck wurde am 21. September 1800 eine „Societät“ („Himmelspolizey“) gegründet, die schlußendlich aus 24 Astronomen bestand, von denen jeder einen 15° umfassenden Teil der Ekliptik (± 7-8°) zur Überwachung zugewiesen kann. Schon in der Silvesternacht 1801 entdeckte Piazzi in Palermo ein Objekt im Sternbild Stier, das er zunächst für einen Kometen hielt, sich aber bald als „Planet“ entpuppte. Er nannte diesen „Planeten“ Ceres nach der römischen Göttin des Ackerbaus und Schutzgöttin Siziliens. Aus den wenigen Beobachtungsdaten vor seinem Verschwinden in Sonnennähe berechnete Gauß seine Bahn, so dass  Ceres bei seiner Opposition im Dezember 1801 durch v. Zach wiederentdeckt wurde. Im Laufe der Jahre wurden immer mehr solcher Objekte entdeckt, so dass man allgemein von Asteroiden sprach.

Weitere Informationen und Bilder findet man auf
www.nasa.gov/mission_pages/dawn/main/


Sternbild des Monats: Hase

IC 418 Spirographennebel
Sternbild Hase
Kugelsternhaufen M79

von Jörg Schuster

Das nebenstehende himmlische Osterei ist der planetarische Nebel IC 418, auch Spirographennebel genannt, weil er an die geometrischen Muster des Zeicheninstruments erinnert. Man findet ihn am Himmel im Sternbild Hasen (Lepus) links neben seinen Löffeln.

Unser Sternbild des Monats befindet sich direkt südlich des Orion und ist daher aus Deutschland nur tief über dem Horizont in den Wintermonaten zu sehen. Lediglich zwei Sterne sind immerhin der 2. Größenklasse zuzurechnen und damit freiäugig auch von unserer Region aus sichtbar.

Der hellste Stern im Hasen heißt Arneb (aus dem Arabischen arnab 'Hase'). Arneb oder α Leporis ist etwa 1200 Lichtjahre weit entfernt. Er hat die 10-fache Masse, den 75-fachen Durchmesser und die 13.000-fache Leuchtkraft unserer Sonne. Der zweithellste Stern heißt Nihal. Das bedeutet auf arabisch soviel wie „Kamele, die ihren Durst löschen“. Nihal ist dabei 160 Lichtjahre von der Sonne entfernt.
Der Stern Gamma Lepus erweist sich im Fernrohr als Doppelstern aus einem weiss-gelben und einem gelb-orangefarbenen Stern. Beide sind ca. 27 Lichtjahre entfernt.
Zeta Leporis ist ein weiß-bläulicher Hauptreihenstern im Übergang zu einem Unterriesen. Er ist gegenwärtig 70,5 Lichtjahre entfernt; vor 861.000 Jahren kam er durch seine Eigenbewegung jedoch vermutlich bis zu bis auf 4,17 Lichtjahre an die Sonne heran, etwas näher als heute Alpha Centauri. 2001 wurde ein ausgedehnter Asteroidengürtel um den Stern nachgewiesen, dessen Masse die des Hauptgürtels im Sonnensystem um mehr als das 200fache übertrifft.
Im Sternbild Hase wurde außerdem der Stern Gliese 229 entdeckt. Er ist mit einer Entfernung von nur 19 Lichtjahren einer der nächsten Nachbarsterne der Sonne. Es handelt sich bei ihm um einen Roten Zwergstern der Spektralklasse M1 V. 1998 wurde bei diesem Stern ein Begleiter, ein sogenannter Brauner Zwerg gefunden, ein Stern, der lediglich die 20-50fache Masse des Jupiter aufweist, aber bereits kein Planet mehr ist. Dieser war der erste zweifelsfrei nachgewiesene Braune Zwerg.

Im Sternbild Hase, etwas unterhalb der eigentlichen Hauptfigur,  befindet sich der Kugelsternhaufen M 79, für dessen Beobachtung man lediglich ein kleines Fernrohr benötigt. Er wurde 1780 von Pierre Mechain entdeckt und ist etwa 40 000 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Die Beobachtung von Mitteleuropa aus, ist hierbei allerdings schwierig, weil er so tief steht, dass er sich nur selten aus den horizontnahen Luftschichten befreien kann.

Der 200 Lichtjahre entfernte μ Leporis ist ein veränderlicher Stern, dessen Helligkeit mit einer Periode von etwa 2 Tagen um 0,2 Größenklassen schwankt. Der 500 Lichtjahre entfernte RX Leporis ändert seine Helligkeit ohne erkennbare Periode.

R Leporis ist ein ca. 800 Lichtjahre entfernter Stern vom Typ Mira, der seine Helligkeit mit einer Periode von etwa 430 Tagen stark verändert. Er gehört der Spektralklasse C7,6e an und ist eines der rötlichsten Objekte am Nachthimmel. Mitunter wird er auch als „Karmesinstern“ oder „Hinds Purpurstern“ (benannt nach dem britischen Astronomen John Russel Hind, der seine Veränderlichkeit beschrieb) bezeichnet. Während des Helligkeitsmaximums kann er mit bloßem Auge gesehen werden. Für die Beobachtung der beeindruckenden Farbe ist allerdings ein Teleskop erforderlich.


Veranstaltungen im April 2015

10. April 2015 - 20:00 Uhr
Anne-Frank-Realschule Plus
Astrotreff für AAG-Mitglieder und Freunde der Astronomie

17. April 2015 - 21:00 Uhr
Ort: Paul Baumann-Sternwarte
Beobachtungsabend

19. April 2015 - 15:00 Uhr
Naturhistorisches Museum Mainz
Moderne Teleskope - Die neuen Augen der Astronomen
Vortrag von Stefan Karge (Physikalischer Verein Frankfurt)
Eintrittspreise: 4 € / 3 € (erm.)

24. April 2015 - 21:00 Uhr
Ort: Paul Baumann-Sternwarte
Beobachtungsabend

26. April 2015 - 15:00 Uhr
Naturhistorisches Museum Mainz
Gaia, die 1000-Millionen-Sterne-Maschine vermisst die Milchstraße
Vortrag von Dr. Ulrich Bastian (Uni Heidelberg)
Eintrittspreise: 4 € / 3 € (erm.)