Astronomie

In welcher Entfernung von der Sonne können Planetenmonde existieren?

In welcher Entfernung von der Sonne können Planetenmonde existieren?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Es wird vermutet, dass Merkur und Venus keine Monde haben, weil sie der Sonne so nahe sind.

Gibt es eine theoretische Entfernung, in der Monde aufgrund von Simulationen tendenziell existieren?


Kurze Antwort:

Es gibt eine innere Grenze dafür, wie ein Palnet seinen Stern umkreisen und einen Mond um ihn herum halten könnte. Aber ich weiß nicht, wie ich das berechnen soll. Soweit ich weiß, gibt es keine äußere Grenze dafür, wie weit ein Planet von seinem Stern entfernt sein und Monde haben könnte. Ein abtrünniger Planet im interstellaren Raum weit entfernt von einem Stern könnte Monde haben.

Lange Antwort:

Jeder Planet, der einen Stern umkreist, hat einen inneren und äußeren Abstand, zwischen dem alle Monde umkreisen müssten.

Der innere Abstand hängt teilweise von den Eigenschaften des jeweiligen Mondes ab. Es heißt Roche-Radius oder Roche-Limit. Jedes Objekt, das hauptsächlich durch seine Schwerkraft zusammengehalten wird, wie ein Stern, Planet oder Mond, das die Roche-Grenze eines massereicheren Objekts überschreitet, wird durch Gezeitenkräfte auseinandergerissen. Das Roch-Elimit hängt von den relativen Dichten der beiden Körper ab und davon, ob das kleinere Objekt starr oder flüssig ist.

Ein Mond kann sich nicht aus kleineren Objekten bilden, wenn er sich innerhalb der Roche-Grenze seines Planeten befindet, und wenn ein Mond die Roche-Grenze seines Planeten überschreitet, wird er zerbrechen. Es sollte also keine Monde innerhalb der Roche-Grenzen ihrer Planeten geben.

Formeln zur Berechnung der Roche-Grenzwerte astronomischer Körper finden Sie unter:

https://en.wikipedia.org/wiki/Roche_limit[1]

Die äußere Grenze, an der ein Mond einen Planeten umkreisen kann, wird als Hill-Radius oder Hill-Kugel bezeichnet. Die Größe der Hügelkugel hängt von den Massen des Planeten und seinem Stern und der Entfernung zwischen ihnen ab, denn je stärker die Schwerkraft des Sterns relativ zum Planeten ist, desto kleiner wird die Hügelkugel des Planeten.

Es gibt Formeln zur Berechnung der Hill Sphere eines Objekts bei:

https://en.wikipedia.org/wiki/Hill_sphere[2]

Es stellt sich jedoch heraus, dass ein Mond, der die äußeren Teile einer Hill-Kugel umkreist, keine stabile Umlaufbahn für lange astronomische Zeiträume haben wird.

Die Hill-Kugel ist nur eine Annäherung, und andere Kräfte (wie der Strahlungsdruck oder der Yarkovsky-Effekt) können schließlich ein Objekt aus der Kugel herausstoßen. Dieses dritte Objekt sollte auch eine ausreichend geringe Masse aufweisen, damit es durch seine eigene Schwerkraft keine zusätzlichen Komplikationen mit sich bringt. Detaillierte numerische Berechnungen zeigen, dass Bahnen auf oder nur innerhalb der Hill-Kugel langfristig nicht stabil sind; Es scheint, dass stabile Satellitenumlaufbahnen nur innerhalb von 1/2 bis 1/3 des Hügelradius existieren. Der Stabilitätsbereich für retrograde Bahnen in großer Entfernung vom Primärkreis ist größer als der Bereich für prograde Bahnen in großer Entfernung vom Primärkreis. Dies sollte das Überwiegen der rückläufigen Monde um Jupiter erklären; Saturn hat jedoch eine gleichmäßigere Mischung aus retrograden/prograden Monden, so dass die Gründe komplizierter sind.3

https://en.wikipedia.org/wiki/Hill_sphere#True_region_of_stability[3]

Die Hügelkugel der Erde erstreckt sich auf etwa 1.500.000 Kilometer, so dass sich der Bereich der wirklich stabilen Umlaufbahnen um die Erde nur auf etwa 500.000 bis 750.000 Kilometer von der Erde entfernt erstreckt.

Der Roche-Grenzwert für die Erde beträgt 1,49 Radien für starre Objekte und 2,88 Radien für flüssige Objekte. Da der Erdradius 6.371 Kilometer beträgt, beträgt der Roche-Grenzwert für starre Objekte 9.492,79 Kilometer und für flüssige Objekte 18.348,48 Kilometer.

Je größer und massereicher ein Planet ist, desto größer sind die Radien seiner Roche-Grenze und seiner Hill-Sphäre. Je weiter ein Planet von seinem Stern entfernt ist, desto größer sind die Radien seiner Hügelkugel.

Merkur und Venus sind weniger massiv als die Erde und daher sind ihre Roche-Grenzen kleiner, was gut ist, um nahe Monde nicht zu zerstören ... Sie sind der Sonne näher als der Erde, daher ist die Schwerkraft der Sonne dort, wo sie umkreist, stärker, und da sie sind weniger massiv als die Erde, ihre Massen und Entfernungen von der Sonne machen ihre Hügelkugeln viel kleiner als die der Erde, was schlecht für die Erhaltung von Monden ist.

Die Hügelkugel von Merkur hat einen Radius von nur 175.300 Kilometern, daher sollte die wahre Stabilitätsregion einen äußeren Rand bei nur 58.432 bis 87.650 Kilometern haben.

Der Hügel Spere der Venus ist 1.004.200 Kilometer lang, daher sollte die wahre Stabilitätsregion einen äußeren Rand von nur 334.733,3 bis 502.100 Kilometer haben, viel größer als der von Merkur, aber kleiner als der der Erde.

Aber es gibt noch andere Probleme mit Merkur und Venus, die Monde haben. Die Umlaufbahn eines Mondes um diesen Planeten wird sich im Laufe der Zeit ändern, wenn sich der Mond dem Planeten nähert oder davon entfernt. Wenn also ein Mond zwischen der Roche-Grenze und der Hill-Sphäre seines Planeten startet, könnte er sich aus der Zone bewegen, in der stabile Umlaufbahnen möglich sind.

Wenn sich ein Planet und sein Mond zusammen bilden, hat der Mond eine prograde Umlaufbahn. Die meisten Objekte im Sonnensystem drehen sich in die gleiche Richtung, in der sie die Sonne umkreisen, was als prograde Umlaufbahn bezeichnet wird. Wenn ein Mond mit seinem Planeten einen sogenannten regulären Mond bildet, umkreist er den Planeten in der gleichen Richtung, in der sich der Planet dreht, die relativ zum Planeten verläuft. Da die meisten Planeten in einer prograden Richtung relativ zu ihrer Umlaufbahn rotieren, kreisen die meisten der regulären Monde, die mit ihren Planeten gebildet wurden, in einer prograden Richtung relativ zur Umlaufbahn der Pflanze um die Sonne.

Planeten können auch vorbeiziehende Objekte einfangen und sie zu ihren Monden machen. Der Einfangprozess kann entweder zu einer prograden Umlaufbahn oder einer Umlaufbahn in die entgegengesetzte Richtung, einer retrograden Umlaufbahn, führen. Es gibt eine Reihe von eingefangenen Monden im Sonnensystem, einige mit prograden Umlaufbahnen und andere mit retrograden Umlaufbahnen.

Alle retrograden Satelliten erfahren bis zu einem gewissen Grad eine Gezeitenverzögerung. Der einzige Satellit im Sonnensystem, für den dieser Effekt nicht zu vernachlässigen ist, ist Neptuns Mond Triton. Alle anderen retrograden Satelliten befinden sich auf entfernten Umlaufbahnen und die Gezeitenkräfte zwischen ihnen und dem Planeten sind vernachlässigbar.

https://en.wikipedia.org/wiki/Retrograde_and_prograde_motion#Natural_satellites_and_rings[4]

Tritons Revolution um Neptun ist zu einem nahezu perfekten Kreis mit einer Exzentrizität von fast Null geworden. Es wird nicht angenommen, dass die viskoelastische Dämpfung allein durch Gezeiten die Umlaufbahn von Triton in der Zeit seit der Entstehung des Systems zirkularisieren kann, und der Gaswiderstand einer prograden Trümmerscheibe dürfte eine wesentliche Rolle gespielt haben.4 Gezeitenwechselwirkungen verursachen auch die Umlaufbahn von Triton, die dem Neptun bereits näher ist als die des Mondes der Erde, um allmählich weiter zu zerfallen; Voraussagen zufolge wird Triton in 3,6 Milliarden Jahren innerhalb der Roche-Grenze von Neptun liegen.[25] Dies führt entweder zu einer Kollision mit der Neptun-Atmosphäre oder zum Aufbrechen von Triton, wodurch ein neues Ringsystem ähnlich dem um Saturn herum gebildet wird.[25]

https://en.wikipedia.org/wiki/Triton_(moon)#Orbit_and_rotation[5]

Wenn also Merkur oder Venus einen Mond in einer zu ihrer Rotation rückläufigen Umlaufbahn einfangen würden, würde dieser Mond allmählich bis in die Roche-Grenze sinken und nach Millionen oder Milliarden von Jahren zerstört werden.

Monde in prograden Umlaufbahnen um ihre Planeten bewegen sich entweder von den Planeten weg oder bewegen sich auf ihre Planeten zu.

Befindet sich ein Mond in einer prograden Umlaufbahn über der synchronen Umlaufbahn, entfernt er sich aufgrund der Gezeitenbeschleunigung vom Planeten. So könnte es nach Millionen oder Milliarden oder möglicherweise Billionen von Jahren die Hügelsphäre des Planeten verlassen und in eine Umlaufbahn um ihren Stern gehen. MOs von den Monden ist die Umlaufbahn des Sonnensystems weiter als die synchronen Umlaufbahnen ihrer Planeten, und so treten sie allmählich zurück.

https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_acceleration#Other_cases_of_tidal_acceleration[6]

Einige Monde umkreisen ihre Planeten unterhalb der synchronen Umlaufbahn. Ihre Umlaufzeit beträgt weniger als einen Tag des Planeten. Diese Monde erfahren eine Gezeitenverzögerung und drehen sich langsam nach innen zu ihren Planeten, erreichen schließlich die Roche-Grenzen ihrer Planeten und brechen auf.

https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_acceleration#Tidal_deceleration[7]

Die siderischen Tage, die Zeit, die sie brauchen, um sich um 360 Grad in Bezug auf die entfernten Sterne zu drehen, von Merkur und Venus sind 58,646 Erdentage bzw. 243.0226 Erdentage. Alle Monde, die Merkur und Venus auf den synchronen Umlaufbahnen umkreisen, würden also sehr weit von ihren Planeten entfernt kreisen.

Es wird angenommen, dass Merkur und Venus keine Satelliten haben, hauptsächlich weil jeder hypothetische Satellit aufgrund der sehr langsamen Rotationsgeschwindigkeiten beider Planeten vor langer Zeit eine Verlangsamung erlitten und mit den Planeten zusammengestoßen wäre; Darüber hinaus hat die Venus auch eine retrograde Rotation.

https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_acceleration#Tidal_deceleration[7]

Lange Zeit glaubten Astronomen, dass Merkur und möglicherweise Venus durch die Gezeiten mit der Sonne verbunden sind, mit Rotationsperioden, die ihren Umlaufzeiten entsprechen, so dass ein Tag einem Jahr entsprechen würde und eine Seite des Planeten immer der Sonne zugewandt wäre und die andere Seite ist immer von der Sonne abgewandt. Das nennt man 1:1 Resonanz. Es ist jetzt bekannt, dass Merkur und Venus keine 1:1-Resonanzen haben, aber ihre Rotationsperioden sind im Vergleich zu ihren Jahren von 87,97 Erdtagen und 224,7 Erdtagen sehr lang.

Wenn die Schwerkraft eines Sterns auf der Umlaufbahn eines Planeten zu stark ist - was von der Masse des Sterns und dem Umlaufabstand des Planeten vom Stern abhängt - wird dieser Planet mit dem Stern gezeitengebunden, entweder mit einer 1: 1-Resonanz oder eine Resonanz mit einfachen ganzen Zahlen, wie die 3:2-Resonanz des Planeten Merkur - Merkur dreht sich dreimal in zwei Merkur-Jahren - oder eine andere einfache Resonanz.

Wenn sich ein Planet also zu tief in der Gravitationsquelle seines Sterns befindet, wird die Rotation des Planeten stark verlangsamt und die synchrone Umlaufbahn des Planeten wird sehr weit vom Planeten entfernt sein, möglicherweise jenseits der Hill-Sphäre. Ein Mond außerhalb der Hill-Sphäre würde also im Weltraum verloren gehen, und ein Mond unterhalb der synchronen Umlaufbahn würde eine zerfallende Umlaufbahn haben und schließlich die Roche-Grenze des Planeten erreichen.

Wenn also die Masse eines Sterns bekannt ist, kann die Entfernung berechnet werden, in der ein Planet seinen Tag stark verlangsamen würde, wodurch es für ihn schwierig oder unmöglich wäre, seinen Mond oder seine Monde zu behalten.

Und natürlich sind die kürzeren Jahre, in denen Planeten in der Nähe ihrer Sterne kreisen, ein weiteres Problem für potenzielle Monde.

Es wurde gezeigt, dass die längste mögliche Länge eines Satellitentages, die mit der Hill-Stabilität kompatibel ist, etwa P∗p/9 beträgt, wobei P∗p die Umlaufzeit des Planeten um den Stern ist (Kipping 2009a).

https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1209/1209.5323.pdf[8]

Und die Quelle ist angegeben als:

https://academic.oup.com/mnras/article/392/1/181/1071655[9]

Dies behauptet also, dass ein Mond keine stabile Umlaufbahn um seine Planeten haben kann, es sei denn, die Umlaufbahn des Mondes beträgt weniger als ein Neuntel (0,111111) der Umlaufperiode des Planeten um den Stern.

Je größer die Masse eines Sterns, desto kürzer wird das Jahr eines Lanets, das ihn in einer bestimmten Entfernung ortet, da die erhöhte Schwerkraft des Sterns bedeutet, dass der Planet schneller umkreisen muss, um in der Umlaufbahn zu bleiben. Je näher ein Planet um einen Stern kreist, desto schneller muss er aufgrund der stärkeren Gravitation in dieser Entfernung umkreisen und desto kürzer wird sein Jahr.

Je näher eine Planetenbahn dem Stern liegt und je massereicher der Stern ist, desto kürzer wird das Jahr des Planeten.

Die kürzeste Umlaufperiode oder das kürzeste Jahr eines bekannten Exoplaneten, der einen Hauptreihenstern umkreist, ist meiner Meinung nach die von K2-137b, die nur 4,31 Stunden lang ist.

https://academic.oup.com/mnras/article/474/4/5523/4604789[10]

Wenn also ein Mond von K2-137b eine stabile Umlaufbahn um ihn hätte, müsste diese Umlaufbahn wahrscheinlich weniger als etwa 0,4788 Stunden lang sein. Was weit unter der Roche-Grenze von K2-137b und wahrscheinlich auch weit unter der Oberfläche von K2-137b liegen sollte.

Es sollte also möglich sein, eine Formel zu erstellen, die zeigt, wie nahe ein Planet einem Stern einer bestimmten Masse kommen und dennoch einen Mond behalten kann.

Natürlich gibt es keine äußeren Grenzen dafür, wie weit ein Planet mit einem Mond von seinem Stern entfernt sein kann.

.


Es gibt mehrere Faktoren, die die innere Grenze für Monde bestimmen. Das einfachste ist vielleicht, dass es innerhalb der Hill-Kugel bleiben muss, der Region um den Planeten, in der die Schwerkraft des Planeten die der Sonne dominiert. Wenn die Umlaufbahn des Planeten eine große Halbachse hat $a$ und Exzentrizität $e$ die weiteste, die der mond umkreisen kann, ist $$r_H approx a(1-e)sqrt[3]{frac{m}{3M}}$$ wo $m$ ist die Planetenmasse und $M$ die Sonnenmasse.

Die nächste, die ein Satellit einen Planeten umkreisen kann, ist die Roche-Grenze. $$r_R = r_msqrt[3]{frac{2m}{m_m}}$$ wo $r_m$ und $m_m$ ist der Radius und die Masse des Mondes. Gleichsetzen $r_H=r_R$ und vorausgesetzt $e=0$ um das Minimum zu bekommen $a$ wo ein Mond möglich ist gibt $$ a_{min}= r_msqrt[3]{frac{6M}{m_m}}.$$

Für einen Mond mit $r_m=1737.4$ km und $M/m_m=27090711$ (z.B. unser Mond), das sind 0,006 AE (948.179 km), 1,36 Sonnenradien! Dies liegt immer noch knapp außerhalb der Roche-Grenze für einen erdgroßen Planeten im Verhältnis zur Sonne.

(Siehe (Donnison 2010) für eine genauere Schätzung des vollständigen Dreikörperproblems, das auf Monde angewendet wird. (Domingos, Winter & Yokoyama 2006) fanden die groben Grenzen $a_{krit}approx 0.4895(1-1.0305e_{planet}-0.2738e_{sat})r_H$ für prograde-Satelliten und etwa das Doppelte dieser Grenze für retograde-Satelliten.)

Dies zeigt jedoch, dass allgemein gesagt Sie können Monde sehr nahe an Sternen haben, in der Praxis werden sie nicht auftreten.

Das offensichtlichste Problem ist, dass sehr nahe Planeten durch die Gezeiten mit der Sonne verbunden werden, was den Mond dazu bringt, sich nach innen zu drehen, da er Orbitalenergie durch Gezeitenverformung des Planeten zerstreut. Bei schwereren Satelliten wird der Effekt größer. (Barnes & O'Brien 2002) berechnen die folgende erlaubte Region in einem 4,6 Gy alten System um einen Planeten mit 1 Jupiter Masse: Die Kurve skaliert als $m_m propto a^{13/2} m^{8/3}r^{-5}$; für eine erdähnliche Primärwelle müssen die entsprechenden Massen 2,7% des Jupiter-Falls betragen (obwohl die unterschiedlichen Gezeiteneigenschaften der Planeten diese Schätzung etwas fragwürdig machen).

Es gibt andere destabilisierende Faktoren für kleine Körper in Sonnennähe wie den Yarkovsky-Effekt. Ein winziger Mond kann sich zwar in der Nähe der Sonne aufhalten, wird dort aber wahrscheinlich nicht lange bleiben.

Die umgekehrte Frage, ob es eine äußere Grenze für Planeten mit Satelliten gibt, kann vermutlich negativ beantwortet werden. Offensichtlich gibt es immer weniger Störungen, je weiter man nach außen geht, und das einzige Problem ist, ob ein Planet sich ansammeln oder einen Satelliten einfangen kann. Angesichts der häufigen Präsenz von Satelliten um transneptunische Objekte scheint dies ziemlich häufig zu sein.


In welcher Entfernung von der Sonne können Planetenmonde existieren? - Astronomie

Johaness Kepler (lebte 1571-1630 u. Z.) wurde von Tycho Brahe beauftragt, die mathematischen Details von Tychos Version des geozentrischen Universums auszuarbeiten. Kepler war ein religiöser Individualist. Er schloss sich weder der römisch-katholischen Kirche noch den Lutheranern an. Er hatte einen glühenden mystischen neoplatonischen Glauben. Er wollte mit den besten verfügbaren Beobachtungsdaten arbeiten, weil er der Meinung war, dass selbst die elegantesten, mathematisch-harmonischen Theorien mit der Realität übereinstimmen müssen. Kepler wurde durch seinen Glauben an Gott motiviert, zu versuchen, Gottes Plan im Universum zu entdecken – „die Gedanken Gottes zu lesen“. Kepler teilte die griechische Ansicht, dass Mathematik die Sprache Gottes sei. Er wusste, dass alle früheren Modelle ungenau waren, und glaubte daher, dass andere Wissenschaftler noch nicht „die Gedanken Gottes gelesen“ hatten.

Da unendlich viele Modelle möglich sind (siehe Platons Instrumentalismus oben), musste er einen als Ausgangspunkt wählen. Obwohl er von Tycho angeheuert wurde, um an Tychos geozentrischem Modell zu arbeiten, glaubte Kepler weder an Tychos Modell noch an Ptolemaios Modell (er hielt Ptolemaios Modell für mathematisch hässlich). Sein neoplatonischer Glaube führte ihn dazu, das heliozentrische Modell von Kopernikus dem Modell seines Arbeitgebers vorzuziehen

Kepler versuchte, das Modell von Kopernikus zu verfeinern. Nach Jahren des Scheiterns wurde er schließlich mit großem Widerwillen von einer revolutionären Idee überzeugt: Gott benutzt eine andere mathematische Form als den Kreis. Diese Idee widersprach dem 2.000 Jahre alten pythagoräischen Paradigma, dass die perfekte Form ein Kreis ist! Kepler hatte Schwierigkeiten, sich davon zu überzeugen, dass Planetenbahnen keine Kreise sind, und seine Zeitgenossen, darunter der große Wissenschaftler Galileo, stimmten Keplers Schlussfolgerung nicht zu. Das hat er entdeckt Planetenbahnen sind Ellipsen mit der Sonne in einem Brennpunkt. Dies ist jetzt bekannt als Keplers 1. Gesetz.

Eine Ellipse ist ein gequetschter Kreis, der gezeichnet werden kann, indem man zwei Reißnägel in etwas Papier stanzt, eine Schnur um die Reißnägel schlingt, die Schnur mit einem Bleistift spannt und den Bleistift um die Reißnägel bewegt, während die Schnur straff bleibt. Die nachgezeichnete Figur ist eine Ellipse und die Reißnägel befinden sich an den beiden Brennpunkten der Ellipse. Eine ovale Form (wie ein Ei) ist keine Ellipse: Ein Oval verjüngt sich nur an einem Ende, aber eine Ellipse verjüngt sich an beiden Enden (Kepler hatte ovale Formen ausprobiert, aber er fand, dass sie nicht funktionierten).

  1. Hauptachse---die Länge der längsten Dimension einer Ellipse.
  2. Halbgroße Achse---eine Hälfte der Hauptachse und gleich dem Abstand vom Mittelpunkt der Ellipse zu einem Ende der Ellipse. Es ist auch die durchschnittliche Entfernung eines Planeten von der Sonne in einem Brennpunkt.
  3. Nebenachse---die Länge der kürzesten Dimension einer Ellipse.
  4. Perihel---Punkt auf der Umlaufbahn eines Planeten, der der Sonne am nächsten ist. Es liegt auf der Hauptachse.
  5. Aphelion---Punkt auf einer Planetenbahn, die am weitesten von der Sonne entfernt ist. Es befindet sich auf der Hauptachse direkt gegenüber dem Perihelpunkt. Aphel + Perihel = die Hauptachse. Die große Halbachse ist dann der Durchschnitt der Aphel- und Perihelabstände.
  6. Fokus---einer von zwei speziellen Punkten entlang der Hauptachse, so dass der Abstand zwischen ihm und einem beliebigen Punkt auf der Ellipse + der Abstand zwischen dem anderen Fokus und demselben Punkt auf der Ellipse immer den gleichen Wert hat. Die Sonne steht auf einem der beiden Brennpunkte (nichts auf dem anderen). Die Sonne steht NICHT im Zentrum der Umlaufbahn!

Planetenbahnen haben kleine Exzentrizitäten (fast kreisförmige Bahnen), weshalb Astronomen vor Kepler dachten, die Bahnen seien genau kreisförmig. Dieser kleine Fehler in der Bahnform kumulierte sich nach einigen hundert Jahren zu einem großen Fehler in den Planetenpositionen. Nur sehr genaue und genaue Beobachtungen können den elliptischen Charakter der Umlaufbahnen zeigen. Tychos Beobachtungen spielten daher eine Schlüsselrolle bei Keplers Entdeckung und sind ein Beispiel dafür, dass ein grundlegender Durchbruch in unserem Verständnis des Universums nur durch stark verbesserte Beobachtungen des Universums möglich ist.

Die meisten Kometenbahnen haben große Exzentrizitäten (einige sind so exzentrisch, dass das Aphel etwa 100.000 AE beträgt, während das Perihel weniger als 1 AE beträgt!). Die obige Abbildung zeigt, wie die Form einer Ellipse von der große Halbachse und der Exzentrizität. Die Exzentrizität der Ellipsen nimmt in der Figur von links oben nach links unten entgegen dem Uhrzeigersinn zu, die Haupthalbachse bleibt jedoch gleich. Beachten Sie, wo sich die Sonne für jede der Umlaufbahnen befindet. Mit zunehmender Exzentrizität liegt die Position der Sonne näher an einer Seite der elliptischen Bahn, aber die große Halbachse bleibt gleich.

Um die Bewegung der Planeten (insbesondere des Mars) zwischen den Sternen zu erklären, fand Kepler heraus, dass sich die Planeten mit variabler Geschwindigkeit um die Sonne bewegen müssen. Wenn der Planet nahe am Perihel ist, bewegt er sich schnell, wenn er nahe am Aphel ist, bewegt er sich langsam. Dies war ein weiterer Bruch mit dem pythagoräischen Paradigma der gleichförmigen Bewegung! Kepler entdeckte eine weitere Regel der Planetenbahnen: eine Linie zwischen dem Planeten und der Sonne überstreicht gleiche Flächen in gleichen Zeiten. Dies ist jetzt bekannt als Keplers 2. Gesetz.

Später fanden Wissenschaftler heraus, dass dies eine Folge der Erhaltung von . ist Drehimpuls. Der Drehimpuls eines Planeten ist ein Maß für die Menge seiner Bahnbewegung und ändert sich NICHT, wenn der Planet die Sonne umkreist. Sie entspricht der (Planetenmasse) × (Transversalgeschwindigkeit des Planeten) × (Entfernung von der Sonne). Die Transversalgeschwindigkeit ist der Betrag der Umlaufgeschwindigkeit des Planeten, der senkrecht zur Linie zwischen dem Planeten und der Sonne verläuft. Wenn die Entfernung abnimmt, muss die Geschwindigkeit zunehmen, um die Entfernung zu kompensieren, dann nimmt die Geschwindigkeit ab (die Masse eines Planeten ändert sich nicht).

Schließlich fand Kepler nach einigen weiteren Berechnungsjahren eine einfache, elegante Gleichung, die die Entfernung eines Planeten von der Sonne mit der Zeit für eine Umlaufbahn um die Sonne (der Sternperiode des Planeten) in Beziehung setzt. (Sternperiode eines Planeten/Sternperiode eines anderen Planeten) 2 = (durchschnittliche Entfernung eines Planeten von der Sonne/durchschnittliche Entfernung eines anderen Planeten von der Sonne) 3 . Denken Sie daran, dass die große Halbachse die durchschnittliche Entfernung von der Sonne ist (Durchschnitt von Perihel und Aphel). Vergleicht man die Planeten mit der Erde (mit einer Umlaufzeit = 1 Jahr und einer Entfernung = 1 AE), dann erhält man eine ganz einfache Beziehung: (Sternperiode eines Planeten in Jahren) 2 = (Haupthalbachse seiner Umlaufbahn in AE) 3 . Dies ist jetzt bekannt als Keplers 3. Gesetz. Eine Übersicht über Exponenten und Quadratwurzeln finden Sie im Anhang zur Mathematikübersicht.

Zum Beispiel hat die Umlaufbahn des Mars eine große Halbachse von 1,52 AE, also 1,52 3 = 3,51 und dies entspricht 1,87 2 . Die Zahl 1,87 ist die Anzahl der Jahre, die der Mars braucht, um die Sonne zu umkreisen. Diese einfache mathematische Gleichung erklärte alle Beobachtungen im Laufe der Geschichte und bewies Kepler, dass das heliozentrische System real ist. Eigentlich waren die ersten beiden Gesetze ausreichend, aber das dritte Gesetz war für Isaac Newton sehr wichtig und wird heute verwendet, um die Massen vieler verschiedener Arten von Himmelsobjekten zu bestimmen. Das dritte Keplersche Gesetz hat viele Anwendungen in der Astronomie! Obwohl Kepler diese Gesetze für die Bewegungen der Planeten um die Sonne hergeleitet hat, gelten sie für jedes Objekt, das ein anderes Objekt umkreist. Aufgrund der grundlegenden Natur dieser Regeln und ihrer breiten Anwendbarkeit werden sie als "Naturgesetze" betrachtet.

Eine letzte Anmerkung zum dritten Keplerschen Gesetz: Wenn Sie verschiedene Zahlen für die Haupthalbachse (Entfernung) einsetzen, werden Sie sehen, dass die entsprechende Umlaufperiode (Zeit) schneller größer wird als die entsprechende Entfernungszahl. Eine Bahn, die in der Haupthalbachse doppelt so groß ist, hat eine Umlaufzeit mehr als eine doppelt so lange Umlaufbahn eine dreimal so große Entfernung hat eine Umlaufzeit mehr als dreimal so lang usw. Dies ist eine praktische Faustregel, um zu sehen, ob Ihre Berechnung "sinnvoll" ist, d. h. eine Überprüfung, ob Sie die richtigen Exponentenpotenzen für die Entfernung und die Periode eingegeben haben: Die Periode wird quadriert, während die Entfernung gewürfelt wird.

Wählen Sie das Bild aus, um eine Animation der 3 Keplerschen Gesetze anzuzeigen.

Ein nettes Java-Applet für Keplersche Gesetze ist im Web verfügbar (wählen Sie den Link aus, um ihn in einem anderen Fenster anzuzeigen).

Das Astronomie-Ausbildungsprogramm der UNL Planetenbahn-Simulator ermöglicht es Ihnen, die verschiedenen Parameter in den Keplerschen Gesetzen zu manipulieren, um ihre Wirkung auf Planetenbahnen zu verstehen (Link wird in einem neuen Fenster angezeigt).


Interaktives Sonnensystem. 20 große Planeten und Monde in einem kleinen lustigen Online-Spiel.

Anordbare Planeten und Objekte in diesem Spiel sind:
Merkur, Venus, Erde, Mond, Mars, Deimos, Phobos, Asteroidenring, Jupiter, Ganymed, Callisto,
Io, Europa, Saturn, Titan, Uranus, Neptun, Triton, Pluto und Sedna.

Nicht arrangierbare Monde und enthaltene Objekte sind:
Ceres, Enceladus, Rhea, Lapetus, Dione, Mimas, Titania, Oberon, Umbriel, Ariel, Miranda, Charon und Haumeia.

Das neueste im Spiel hinzugefügte Weltraumobjekt:

Hier ist unsere Haussolaranlage. Im Zentrum befindet sich die Sonne, ein roter Zwergstern, der hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Die Anzahl der Planeten, die sich um die Sonne drehen, ist variabel, da es viele Objekte in der Oortschen Wolke gibt. Es gibt 8 bemerkenswerte Planeten, einen Doppelzwergplaneten Pluto, einen Kandidaten aus der Oortschen Wolke, einen Kandidaten aus dem Asteroidenring und einen großen Kleinplaneten aus den äußeren Bereichen des Sonnensystems - Sedna. In diesem Spiel gibt es also 12 Planeten zu kennen.

1. Der erste, der der Sonne am nächsten liegt, ist Merkur. Es hat das kürzeste Jahr aller Planeten, das 88 Erdentagen entspricht. Aber seine eigene Rotation ist bei weitem sehr langsam. Merkur braucht 58 Tage, um sich einmal umzudrehen. Mit anderen Worten, ein Jahr auf Merkur ist auch dort fast ein Tag. Diese langsame Rotation macht ein weiteres interessantes Ereignis. Lange Zeit der Sonne zugewandt macht den Planeten auf der einen Seite sehr heiß und auf der anderen schattigen Seite extrem kalt. Merkur ist stark verkratert, was bedeutet, dass es dort keine geologische Aktivität gibt. Wenn etwas auf die Oberfläche trifft, bleibt die Narbe für Millionen von Jahren bestehen. Viele der Krater wurden benannt und einige von ihnen können mit dem lustigen Astronomiespiel Mercury Craters erforscht werden.

2. Der zweite Planet ist Venus. Es wird oft in roter Farbe dargestellt und mit Liebe bezeichnet. Seine Entfernung von der Sonne ist fast im Sweet Spot, wie die Erde, was ihn für das Leben geeignet macht. Warum gibt es dort kein Leben? Nun, vielleicht hatte die Venus Leben, aber sie wurde durch einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt zerstört. Das Seltsamste an der Venus ist, dass sie sich als einziger Planet im Sonnensystem im Uhrzeigersinn dreht. Der Grund dafür kann ein Treffer durch ein anderes Weltraumobjekt sein, das seine Rotation verändert hat. Venus hat auch den längsten Tag aller Planeten - 243 Erdentage.

3. Der dritte Planet ist die Erde, unser Heimatplanet. Seine Entfernung von der Sonne, nicht sehr heiß, nicht sehr kalt, das verfügbare Wasser und das Magnetfeld des Eisenkerns (der Schild gegen Sonnenstrahlung) machen es zu einem perfekten Ort für das Gedeihen von kohlenstoffbasierten Lebensformen. Auf lange Sicht mag sein Schicksal dasselbe sein wie das der Venus, aber das ist in Millionen Jahren. Unsere Zivilisation gibt es nur

10-20 000 Jahre alt und gerade einmal 2 000 Jahre fortgeschritten. Interessant ist also auch, was in den nächsten 1000 Jahren passieren wird. Die Erde hat auch einen natürlichen Satelliten - den Mond. Der Mond kreist mit einer Seite immer zur Erde. Von hier aus sehen wir also immer nur eine Seite und die andere Seite ist ein Geheimnis für die Teleskope der Erde. Bun nicht für die dorthin geschickten Raumsonden. Der Mond wird auch weit von uns entfernt. Eines Tages können wir uns im Weltraum verlieren. Einer Theorie zufolge ist der Mond Teil des Erdkörpers, der vor Millionen von Jahren durch eine andere Objektkollision zerrissen wurde. Stellen Sie sich also die ersten Tage von Moons Geburt vor. Wie nah es an der Erdoberfläche war und was für ein schöner Anblick es gewesen wäre.

4. Der vierte Planet ist der Mars. Der trostlose orangefarbene Planet wird in vielen Folkloren erwähnt. Er ist einer der am meisten erforschten Planeten, da seine Atmosphäre nicht sehr gewalttätig ist. Hier ist ein lustiges Astronomiespiel mit einigen der Missionen zum Mars. Da gibt es diese Sandstürme, aber nichts im Vergleich zu den Vulkanen von Io. Der Mars ist der logische Kandidat für die Geburt eines Lebens, wenn sich der Sweet Spot nach Millionen von Jahren mit der wachsenden Sonne ändert. Aber im Moment ist es nur Gegenstand von Spekulationen und Erkundungen. Mars hat 2 Monde. Aber es sind keine Planeten, sondern nur einige Gesteinsbrocken, die in seiner Umlaufbahn gefangen wurden. Der erste ist Deimos. Es ist wahrscheinlich ein Teil des Asteroidengürtels, der vom Bienenstock losgelöst ist. Der andere ist Phobos. Wenn wir einen Tag auf dem Mars verbracht haben, werden wir Phobos dreimal durch den Himmel fliegen sehen.

5. Hier geht es zum Asteroidengürtel. Er gilt nicht als Planet und wird beim Studium des Sonnensystems oft vernachlässigt. Der Asteroidengürtel ist ein lebendiges Beispiel dafür, wie sich ein Planet nicht auf natürliche Weise bildete. Als Grund wird die enorme Schwerkraft des Jupiter vermutet. Es gibt einen bemerkenswerten Zwergplaneten im Asteroidenring - Ceres ist der größte Planet mit einer echten runden Form.

6. Der fünfte Planet ist Jupiter. Es ist ein Gasriese und der größte Planet im Sonnensystem. Wie es sich anhört, bestehen Gasriesen hauptsächlich aus Gasen. Und nur der Kern besteht aus Gestein oder Eis. Jupiter spielen auch eine sehr wichtige Rolle für das Leben auf der Erde. Mit seiner enormen Schwerkraft zieht es raumreisende Objekte an und erlaubt ihnen nicht, andere Planeten zu erreichen. Wie alle Gasriesen hat Jupiter viele Monde. 67 Objekte kreisen um ihn, und einige davon sind gut entwickelte Planeten, wie Io, Europa, Ganymed und Callisto. Alle Jupitermonde und interessante Dinge über sie werden in einem anderen Astronomiespiel Jupiter Moons getrennt.

7. Der sechste Planet ist Saturn. Ein weiterer Gasriese, der für seinen sichtbaren Ring aus sich bewegenden Weltraumobjekten berühmt ist. Es ist 24 Mal größer als die Erde und hat 62 natürliche Satelliten, von denen einige sehr klein sind. Einer seiner größten Monde ist Titan, der zweitgrößte Mond im System. Und alle Monde können mit dem Astronomiespiel Saturn Moons erforscht werden.

8. Der siebte Planet ist Uranus. Ein blassblauer Gasriese, zehnmal größer als die Erde. Das Seltsamste an Uranus ist, dass seine Rotationsachse ungefähr parallel zur Ebene des Sonnensystems verläuft. Mit anderen Worten, es dreht sich wie von oben nach unten um sich selbst und nicht wie der Rest der Planeten links - rechts. Uranus hat 27 natürliche Satelliten. Das bemerkenswerteste ist Titania. Und alle Monde können mit dem Astronomiespiel Uranus Moons erforscht werden.

9. Der achte Planet ist Neptun. Ein ozeanblauer Gasriese mit fast der gleichen Größe wie Uranus. Ein Jahr auf Neptun sind 164 Erdenjahre. Es hat 14 bekannte Monde, der bemerkenswerteste ist Triton. Und hier endet die Heliosphäre. Die übrigen Planeten werden transneptunische Objekte genannt und befinden sich in großer Entfernung von der Sonne. Auch ihre Bahnen sind so elliptisch, dass sie in oder aus der Oortschen Wolke erscheinen können. Sie sind in der Umlaufbahn der Sonne in einem Bereich gefangen, der als Interstellarer Raum bezeichnet wird. Und Neptunische Monde können mit dem Astronomiespiel Neptune Moons erforscht werden.

10. Der neunte Planet ist Pluto. Es ist ein doppelter Zwergplanet, wie die neuesten Entdeckungen zeigen, dass Pluto einen Bruderplaneten Charon hat. Pluto und Charon gelten als binäres System, da der Schwerpunkt ihrer Umlaufbahnen nicht innerhalb eines der beiden Körper liegt. Dies bedeutet, dass beide aussehen, als würden sie sich gegenseitig umkreisen, wie man es im Meet Pluto-Spiel sieht. Pluto hat weitere 4 Monde - Styx, Nix, Kerberos und Hydra.

11. Der zehnte Planet, der in diesem unterhaltsamen Astronomiespiel betrachtet wird, ist der Zwergplanet Haumea. Der Planet hat eine Ellipsoidform und hat sogar 2 Monde - Hiiaka und Namaka.

12. Der am weitesten verbreitete Planet ist Sedna. Es ist ein kleiner Zwergplanet in den äußeren Bereichen des Sonnensystems. Es ist noch wenig bestätigt, woher dieser Planet stammt oder wie er entstanden ist. Einige dieser weit entfernten Weltraumobjekte können auch Satelliten für einige der Gasriesen sein. Es dauert viele Jahre, um zu sehen, wohin eine Umlaufbahn tatsächlich führt, da einige von ihnen mehr als 100 Jahre brauchen, um einen Seitenzyklus zu vollenden. Für Sedna geht "sie" einmal um die Sonne, 12 000 Jahre lang! Dieser Planet hat also nicht einmal einen Zyklus abgeschlossen, während sich die Menschheit von der Eisenzeit bis zur Neuzeit entwickelt hat.

All diese spannende Geschichte ist im Solar Puzzle-Spiel in einer kurzen Astronomie-Wissensanwendung mit vielen Bildern und weniger Text zusammengestellt.


Saturn, bekannt für seine Ringe aus Milliarden von Eispartikeln, ist 886,7 Millionen Meilen von der Sonne und 550,9 Millionen Meilen von der Erde entfernt. Er hat einen Durchmesser von 74.600 Meilen und ist damit der zweitgrößte Planet im Sonnensystem. Es dauert 29.456 Erdenjahre, bis sich Saturn um die Sonne dreht und 10.2 Erdstunden, um sich um seine Achse zu drehen. Saturn is made of liquid and gas, so it would actually float on water.

Uranus, the first planet discovered with a telescope, is 1,784.0 million miles away from the sun. It is named after the Greek god of the sky and has a diameter of 32,600 miles, making it the third largest planet in the solar system. It takes 84.07 Earth years for Uranus to revolve around the sun and 17.9 Earth hours to rotate on its axis. Uranus is made of hydrogen, helium and methane and has no solid surface.


THE PLUTO-CHARON SYSTEM = = = = = = = = = = = = = = = =

Basic Properties of Pluto

    40 A.U. from the Sun, but a highly elliptical orbit..
    320 light-minutes from the Sun.
    Are there other objects in the same orbit as Pluto?
      Auschecken the Plutinos .

    Because of its distance from Earth and its small size, very little was known about Pluto. But, Pluto was thought to be a very dense planet as it was small yet pulled on Uranus and Neptune (Made of solid gold?). We now know much more about Pluto because of the discovery by James Christy in 1978 of Charon, Pluto's satellite.

      This system is a very low mass system.
        Pluto = 1/500 Earth mass, 1/6 Earth diameter.
        Pluto = 1/6 Moon mass, 2/3 Moon diameter.
        Charon = 1/66 Moon mass, 1/3 Moon diameter.
        Density of Pluto and Charon = 2 grams/cc, not that of gold.

        Two properties can be implied from the low density:
          1) Composition of both is mostly ice and rock.
          2) Pluto is NOT perturbing the orbits of Uranus and Neptune.
            Then what is? Planet X, Nemesis?

          The Surface of Pluto ,
          takne by the New Horizons Satellite.

          Related Links of Interest

          Pluto, the Ninth Planet . The Pluto Home Page . Is Pluto a Giant Comet? . The Pluto-Kuiper Express Mission . Planets That Have Come and Gone! .


          Universität von Kalifornien, San Diego Center for Astrophysics & Space Sciences

          Stonehenge, constructed between 3100-2000 BCE on England's Salisbury Plain, may have been a Stoneage astronomical site (observatory is too strong a word), at least in part. Certainly the alignment of the "heelstone" with the rising Sun on Midsummer's Day (June 21, the Summer Solstice) represents a true astronomical alignment, and many other Megalithic sites have similar alignments. Im Stonehenge Decoded, astronomer Gerald Hawkins argued that there exist a large number of astronomical alignments, though further study suggests that many of these are fortuitous.

          Cosmologist Fred Hoyle has suggested that Stonehenge may have been used to keep track of the solar-lunar eclipse cycle. Far outside the still partially standing ring of Sarsen Stones is a ring of 56 holes, known as the Aubry holes. Hoyle has noted that movement of a marking stone by 3 positions each time the Sun rose over the heelstone (or by one position three times yearly) would complete a circle in 18.67 years -- approximately the period for the "nodes", the intercepts of the lunar and solar paths in the sky, to complete a cycle. Certainly ritual use of Stonehenge would have been more important that its astronomical functions and much of this interpretation must remain speculation. We may be certain, however, that Stonehenge was indeed constructed by Stoneage humans without the assistance of alien astronauts as suggested in some pseudo-scientific books. Visit the Complete Stonehenge

          Eastern observers, notably the Chinese, kept careful track of events in the skies, particularly the appearance of "guest stars" -- comets, novae and other transients. Chinese records of the guest star that we now call Comet Halley can be traced back to 240 BCE and possibly as early as 1059 BCE. One of the most important Chinese records is of a guest star that was bright enough to be seen during the daytime for nearly a month in the constellation that we call Taurus in July 1054. We believe this to be the supernova explosion that gave rise to the Crab Nebula, and our knowledge of the date of the explosion itself is a very important key in understanding the deaths of massive stars. This event was also chronicled by the Anasazi in Chaco Canyon and by Native Americans elsewhere, but is curiously absent from European records in the Middle Ages.

          As the above suggests, Archaeoastronomy is an active and exciting field of research.

          Western scientific history begins with the ancient Greek civilization about 600 BCE.

          The Ionian region of Asia Minor appears to have been a site of particular philosophical/scientific/mathematical activity for several centuries.

          We will review the progress of science by highlighting a few key natural philosophers, scientists and mathematicians. As Isaac Newton said,"If I have seen further, it is by standing on the shoulders of Giants."

          Pythagoras of Samos (

          Pythagoras developments in astronomy built upon those of Anaximander from whom, apparently, came the idea of perfect circular motion. The Pythagoreans believed that the planets were attached to crystalline spheres, one for each planet, which produced the Music of the Spheres. These spheres were centered on the Earth, which was itself in motion. Pythagoras is also credited with recognizing that the "morning star" and "evening star" are both the planet Venus.

          Aristotle (384-322 BCE)

          Aristarchus of Samos (

          Eratosthenes of Cyrene (276-197 BCE)

          Claudius Ptolemy (

          Ptolemy's Geography remained the principal work in that field until the time of Columbus.


          Copernicus Heliocentric Solar System vs. Ptolemy's Geocentric Model
          Both models employed perfect circular motion with epicycles, equants .

          Nikolas Kopernig (Copernicus, 1473-1543)

          Tyge (Tycho) Brahe (1546-1601)

          Galileo Galilei (1564-1642)

          • development of the concept of inertia, later refined by Newton.
          • a variety of experiments on falling bodies which demonstrated that the acceleration of gravity is independent of mass. There is no evidence that Galileo actually dropped objects from the Tower of Pisa. Rather, his experiments were conducted with an inclined plane as shown in this animation.
          • the first Theory of Relativity, valid for velocities much smaller than the speed of light.
          • sunspots on the Sun and craters and mountains on the Moon.
          • The so called "Galilean satellites" which orbit Jupiter -- Io (with the volcanos), Europa, Callisto and Ganymede. Here's more on Jupiter and her satellites from the Siderius Nuncius and an animation showing what Galileo observed.
          • rings of Saturn.
          • the phases of Venus.

          Johannes Kepler (1571-1630)

          1. The orbits of the planets are ellipses with the Sun at one focus.
          2. The planets sweep out equal areas during equal times of the orbit.
          3. The square of the orbital period is proportional to the cube of the planet's distance from the Sun. (If you measure the period in Earth years and the distance in Astronomical Units (1 A.U.= the average distance of the Earth from the Sun), then Period 2 = Distance 3 .)

          Here's a page with some nice animations of Kepler's Rules, and here is another way to play with them.

          Obviously Kepler's Rules require that the Sun be the center of the Solar System, in contradiction with the Aristotilean ideal. The first rule eliminates the circular motion which had been fashionable for 2 millennia. The second replaces the idea that planets move at uniform speed around their orbits,with the empirical observation that the planets move more rapidly when they are close to the Sun and more slowly when they are farther away. The third rule is a harbinger of the Law of Gravitation which would be developed by Newton in the latter part of the 17 th century.

          Isaac Newton (1642-1727)

          Other pioneers and milestones in the advance of Science:

          • 18th Century, William Herschel discovered Uranus, a new planet beyond Jupiter. Barely visible with the unaided eye, Herschel made the observation with his telescope .
          • Early in the 19th Century Adams (English) & LeVerrier (French) independently calculated that there must be another planet beyond Uranus that was producing small gravitational disturbances in Uranus' orbit. First observed in 1846 by Hohan Galle, it was named Neptune. (It was actually spotted earlier by Challis in Cambridge, but Challis did not note his discovery until Galle reported his observation.)
          • 1930 Clyde Tombaugh discovered Pluto.
          • 1910 Harlow Shapley estimated the size of the Milky Way.
          • W. H.Pickering and Annie J. Cannon calculated the surface temperatures of the stars.
          • Einstein (1905) developed the Theory of Special Relativity, based upon the idea that light travels at the same speed in all frames of reference. Modified Newton's Theory of Gravity by developing the General Theory of Relativity (1916).
          • Cecilia Payne-Gaposchkin & Henry Norris Russell determined the composition of stars.
          • 1924 Edwin Hubble established that the Andromeda nebula and other "spiral nebulae" are star systems like the Milky Way at great distances.
          • 1929 Hubble & Milton Humason discovered that the Universe is expanding.
          • 1938 Hans Bethe determined that the Sun's energy comes from thermonuclear fusion reactions.
          • 1940s Karl Jansky observed that the nucleus of the Milky Way and other celestial objects are strong sources of Radio Waves in 1931. Based on radar technology developed in WWII, Radio Astronomy becomes an active field in the late 1940s.
          • 1948 George Gamov developed the Hot Big Bang Theory of the origin of the Universe.
          • 1950's chemical composition of the stars stars build the heavy elements via nuclear fusion reactions, mapped out in a famous paper by Burbidge, Burbidge, Fowler & Hoyle.
          • 1954 Radio Galaxies
          • 1960-63 Quasars
          • 1960s X-ray & Infrared astronomy
          • 1965 Arno Penzias and Robert Wilson from Bell Laboratories discovered the cosmic microwave background radiation remnant of the Big Bang.
          • 1968 Jocelyn Bell (Burnell) & Anthony Hewish discovered Pulsars
          • History of Astronomy at U. Bonn, maintained on behalf of IAU Commission 41 - The History of Astronomy. History of Astronomy & Archaeoastronomy Links.
          • History of Mathematics at St. Andrews U., Scotland, with 1350 biographies & links, including many Astronomers & Physicists. at Rice U.
          • The Art of Renaissance Science
          • History of High-Energy Astrophysics
          • Calvin Hamilton's History of Space Exploration - part of his Views of the Solar System

          Prof. H. E. (Gene) Smith
          CASS 0424 UCSD
          9500 Gilman Drive
          La Jolla, CA 92093-0424


          Last updated: 16 April 1999


          Solar System Unit Study For Kids

          Exploring Planets in the Classroom
          Loads of earth and solar system science experiments, such as gelatin volcanoes, alka seltzer rockets.

          Finding the Size of the Sun and Moon
          In this activity, you’ll learn how to build a simple pinhole viewer. This apparatus can be used to project images from a variety of light sources. When used to project an image of the Sun, the pinhole viewer can be used to determine the diameter of Sun.

          Galileo: the Telescope & the Laws of Dynamics
          Galileo did not invent the telescope, but he was the first to use the telescope to study the heavens systematically. He discovered the moons of Jupiter, proved Copernicus’ solar system model was correct, and while observing sunspots concluded the sun revolved, heretical notions in his day.

          NASA Activities and Projects
          A set of lesson plans with projects for young students. Print out and enjoy. Learn about Northern lights and solar sprites and storms. Explore the earth’s magnetic field.

          The Order of the Planets
          Using the “clue cards” and printouts of the planets provided, you’ll learn about the order of planets in our solar system.

          Planet Chachachawowa
          Hallo! I’m Eddy the Eco-Dog®! I’m from Planet Chachachawowa and I surf through the universe. Which planet are you from?

          The Planets – Zoom Astronomy
          Our solar system consists of the sun, eight planets, moons, many dwarf planets (or plutoids), an asteroid belt, comets, meteors, and others. Page is loaded with graphics, graphs, charts and worksheets.

          The Size and Distance of the Planets
          In this activity, using planet printouts provided, you’ll investigate the concepts of relative size and distance by creating a basic model of our solar system.

          Solar Eclipse, Monday, August 21, 2017 – Unit Study
          A solar eclipse is one of the most dramatic astronomical events it is possible to witness. They are caused by the shadow of the moon falling on the Earth.

          Solar Flare Sparks Biggest Eruption Ever Seen on Sun
          Major solar flare eruption June 7, 2011. In the video Dr. Young explains what is happening.

          Solar System 101
          Interactive solar system exploration site from NASA. Click on a solar object to find more information.

          Solar System Coloring Book
          Select your favorite planet, the sun, asteroids or comets to color online or print and color offline.

          Solar System Live
          See how the planets arranged themselves on any day of any year. An “adjustable” solar system.

          Solar System Tour
          This website is an overview of the history, mythology, and current scientific knowledge of the planets, moons and other objects in our solar system.

          Solar System Trading Cards
          Think you can verify Venus and peg Pluto? Give it your best shot online. Trading cards to print out and play a game offline.

          Your Weight On Other Worlds
          Just enter your weight and this site calculates how much you would weigh under the gravity on all the other planets.

          Die Sonne

          Chasing the shadow of the moon
          To intercept eclipse, Alaska Airlines adjusts flight plan to delight astronomers. About a year ago, Rao discovered that Alaska Airlines Flight 870 from Anchorage to Honolulu would intersect the “path of totality” – the darkest shadow of the moon as it passes over the Earth. But the flight’s normally scheduled departure time would have been 25 minutes too early, missing the grand spectacle. Rather than attempt to move the sun or the moon or the Earth, Rao called Alaska Airlines. Alaska decided to move the plane.


          NASA’s New Eye on the Sun Delivers Stunning First Images
          NASA’s recently launched Solar Dynamics Observatory, or SDO, is returning early images that confirm an unprecedented new capability for scientists to better understand our sun’s dynamic processes. These solar activities affect everything on Earth.

          Smile! It’s a sunbeam!
          Without the sun, life as we see it today could not exist. Maybe that is why humans have looked to the sun as an inspiration a symbol of hope and new beginnings. We study it, tell stories about it, and wonder about this critical part of our solar system.

          Solar System in Action
          The Sun is the Power House for the entire Solar System. It is a fairly typical star that is not burning, but is fusing together Hydrogen to form Helium. In so doing, it releases energy in vast quantities.

          Watch Comet McNaught
          This real-time movie, which shows the most recent 48 hours of solar activity, is updated every hour if satellite communications permit.

          Stanford Solar Center
          Students can explore the Sun’s tangled magnetic field, its turbulent surface motions, the dramatic sunspot cycle, and even what magic happens in the solar interior where instrumental eyes cannot penetrate.

          Sun Image
          Huge, live image of the sun, updated periodically, from the Institute for Astronomy, University of Hawai`i

          Where Is the Sun?
          With this activity you can verify that the Sun appears in a different location at a specific time every day of the year with one exception.

          Erde

          Our Planet – Earth Science
          Experiments to discover more about our earth.

          Der Mond

          The Moon unit Study – Homeschooling Astronomy
          Get a deeper understanding of the moon with these resources for a unit study about The Moon. Videos, maps, history of discoveries: Neil Armstrong, included.

          Mars – A to Z Home’s Cool Homeschooling Astronomy
          Unit study based around all the excitement of the Mars Landers.

          Jupiter

          Juno Mission
          NASA’s Goal: Understand origin and evolution of Jupiter, look for solid planetary core, map magnetic field, measure water and ammonia in deep atmosphere, observe auroras.

          Saturn

          Cassini-Huygens: Kids Space
          Hey, kids! My name is Cassini and along with my buddy Huygens, I’m on my way to explore the planet Saturn. Welcome to command central for this spectacular journey.

          Cassini: Unlocking Saturn’s Secrets
          NASA’s Cassini mission lifted off on October 15, 1997, and arrived at Saturn in June 2004, where it will explore of the planet, its giant moon Titan, and several of its smaller moons.

          Death Dive to Saturn
          Almost everything we know today about the beautiful giant ringed planet comes from Cassini, the NASA mission that launched in 1997 and arrived at Saturn in 2004. Since then, the spacecraft has been beaming home miraculous images and scientific data, revealing countless wonders about the planet, its rings, and 62 moons—including some that could harbor life. As the mission approaches its final days in 2017, it attempts one last set of daring maneuvers—diving between the innermost ring and the top of Saturn’s atmosphere. Aiming to skim less than 2,000 miles above the cloud tops, no spacecraft has ever gone so close to Saturn and hopes are high for incredible observations that could solve major mysteries about the planet’s core. But such a daring maneuver comes with many risks. Join NASA engineers for the tense and triumphant moments as they find out if their gambit has paid off, and discover the wonders that Cassini has revealed over the years.

          Saturn
          The sixth (and some would say prettiest) planet in the solar system. The planet is mostly hydrogen and helium, but the rings are made of little chunks of ice. The dark line in the rings is a gap called the Cassini Division, swept clear of ice chunks by the periodic gravitational tugging of a moon, Mimas, which is in orbital resonance with anything in that gap. Kids Astronomy.

          Saturn Model with old CD
          Everyone has one too many old CD’s around the house! Here’s how to turn it into a glistening model of Saturn to hang in your room. Find out more about Saturn.

          Uranus

          Pluto

          Pluto FlyBy, July 15, 2015
          On July 15, 2015 the NASA “New Horizon” probe did a close flyby with much data recorded that will be sent for the 5.5 hour journey back to earth for analysis and distribution.

          Hail King of the Ice Dwarfs!
          For a long time, scientists have been trying to decide how to define the word “planet.” If Pluto is a “planet,” many other recently discovered objects nearly as large would also be planets. There is no telling how many “planets” kids would have to memorize someday!

          Pluto – Astronomy for Kids
          Pluto is smaller than 7 of the moons in the Solar System. Because it is so small many scientists don’t consider it a planet at all.

          Pluto, The Ice Dwarf
          Pluto is named for the Roman god of the underworld. Venetia Burney, an 11-year-old girl from Oxford, England, suggested the name. If you need some number facts about Pluto, you’ll find them here.

          New Planet
          This new dwarf planet is the largest object found in orbit around the sun since the discovery of Neptune and its moon Triton in 1846. It is larger than Pluto, discovered in 1930.


          Der Mond

          The Moon's diameter is 3476 km (approximately 3500 km). It's about 25% of the size of the Earth (diameter of 12,756 km). This is considered to be large for a satellite. Some astronomers regard the Earth and Moon as a 'double planet' similar to Pluto and Charon.

          Gestalten

          While 3476 km diameter at the equator, it is 3472km at the poles. It is not a perfect sphere and so technically an oblate spheroid. However, it is often referred to as being 'egg shaped'. The moon has a larger bulge towards the Earth. Imagine the large part of the egg pointing that way. This is thought to have been caused by tidal forces.

          Entfernung

          The average distance of the Moon from Earth is 384,000 km. That works out at about thirty Earth diameters away. You may also think of it as ten Earth circumferences away.

          Orbit

          The moon takes 27.32 days to orbit once around the Earth. However, since the Earth is orbiting the Sun at the same time, the interval between two new moons is 29.53 days.


          Is there life out there? Distant moons may provide the answer

          Is there life beyond Earth? The answer to that age-old question may be on a moon we can't yet see.

          McMaster researchers who have modelled planetary systems far beyond our own solar system have found that massive moons larger than Mars might be the best bet.

          Using data from our solar system and observations of huge planets far beyond the visual range of any telescope, astrophysicists René Heller and Ralph Pudritz have shown that some moons of those planets could be habitable.

          Their findings, presented in two papers in the journals Astronomie und Astrophysik und Das Astrophysikalische Journal, suggest that some moons of exoplanets -- planets beyond our solar system -- are the right size, in the right position and have sufficient water to support life.

          "We could be just a few decades from proving if there is life elsewhere," says Heller, a post-doctoral fellow at McMaster's Origins Institute who worked with Pudritz, a professor of physics and astronomy and director of the Origins Institute. "For all this time, we have been looking on other planets, when the answer could be on a moon."

          Exoplanets are being counted in the thousands since the development of new, non-visual methods that allow scientists to prove their existence by measuring light patterns from sun-like stars that dim slightly as the planets pass in front of them in orbit.

          Many planets outside the solar system are even more massive than Jupiter, and they orbit their Sun-like stars at an Earth-like distance, but these faraway super-Jupiters are effectively giant gas balls that cannot support life because they lack solid surfaces. Their moons, though, might have the right conditions for liquid surface water and therefore for life to emerge and evolve.

          While recent research has focused on exoplanets, the McMaster authors are eager to study the moons of those giant Jupiter-like planets, which they believe to have migrated into more temperate ranges of distant stars, towing watery moons in their orbits.

          Closer to home, Heller and Pudritz modelled the early life of Jupiter, revealing a pattern of ice distribution on Jupiter's moons that led them to predict the formation of moons around the super-Jupiters of other solar systems. Those moons could be twice as massive as Mars.

          No moon around an exoplanet, a so-called exomoon, has been discovered as of today, but they are certainly there, Heller says. With about 4,000 exoplanets known to exist so far, and with increasing technological capabilities, an exomoon discovery is now looming on the horizon.

          If these giant moons around giant planets exist, they might already be present in the available data of NASA's Kepler space telescope, or they could be detectable with the European Space Agency's upcoming PLATO space mission and European Southern Observatory's ground-based European Extremely Large Telescope.


          Control Networks

          Distributed here are control network data for solar system bodies (planets, moons, and asteroids) other than the Earth. Each control network is essentially a set of photogrammetric or radargrammetric solution (input and output) files. The input files consist of, aside from a priori information, measurements of common points (control points, or sometimes tie points) on images of a planetary body. The output files include the coordinates of the control points and revised orientation information (camera pointing) for the images. The primary use of such information is for the creation of image mosaics of the planetary body. However, these solutions can also provide fundamental data on the size of the body, its rotation period, and the direction of its polar axis in space. The control point coordinates also usually serve to define the fundamental coordinate system for the body in question.

          The source for these control networks are primarily work done at the RAND Corporation, Santa Monica, CA, by Merton E. Davies and Timothy Colvin, and by the Astrogeology Team of the U. S. Geological Survey, Flagstaff, AZ. Information, such as references and data if available, will also gradually be added regarding control networks created by others, such as for Mercury, Phobos and Deimos (the moons of Mars), Jupiter's moon Io, and the asteroid Eros.

          Objects are listed below in increasing distance from the Sun, and then for moons by increasing distance from the planet and for asteroids by increasing number. Objects for which RAND control networks exist are indicated with a letter 'R'. Objects for which USGS control networks exist are indicated with a letter 'G'. Object for which control networks by others exist are indicated with a letter 'O'.