Ruth Grützbauch ist Astronomin, betreibt in Wien ein Popup-Planetarium, und ich lasse mir von ihr arges Zeug aus dem Universum erzählen.
Darin: Opposition! Am Morgen des 8. Dezember gegen 05:00 Uhr schiebt der Mond sich vor den Mars. Außerdem: das Marsgesicht, die Marstür (bei der NASA), die Mars-Ente, die Mars-Kanäle, Barnards Stern, Edward Barnard, Percival Lowell, Pluto, Neptun, Urbain Le Verrier.
Cool! Ich bin so eine ‚Lerche‘, die am 8. Dezember zwischen 4:45 und 6 Uhr zu einem Termin nach Bern fahren wird – umd das liegt von hier aus in Richtung Südosten. Jetzt heisst es auf klaren Himmel im Schweizer Mittelland zu hoffen 🙂
Hallo Holger,
Vielen Dank (insbesondere an Ruth) für den unterhaltsamen Podcast, der mich eben beim Joggen durch den Schneeregen unterhalten und vom miesen Wetter abgelenkt hat.
Zu Deiner Frage: Die Masse von Planeten (oder auch Sternen, Schwarzen Löchern etc.) bestimmt man üblicherweise anhand der Umlaufzeit anderer (meist sehr viel leichterer) Objekte. Uranus hat beispielsweise 5 große Monde, die ersten beiden wurden schon 1787 entdeckt (Neptun hat einen sehr großen Mond der 1846 keine 3 Wochen nach Neptuns Entdeckung gefunden wurde).
In gegebener Entfernung umkreist ein Mond einen Planeten umso schneller, je mehr Masse dieser hat. Auch die Masse des Mondes trägt zur Umlaufzeit bei, aber selbst beim im Vergleich zur Erde riesigen Erdmond beträgt dessen Masse nur 1,23% der Erdmasse, geschweige denn die Masse der viel kleineren Uranusmonde im Vergleich zum 14,5 Erdmassen “wiegenden” Uranus – man macht keinen großen Fehler, wenn man die Mondmasse vernachlässigt.
Alles, was man wissen muss, um die Masse eines Planeten zu bestimmen, ist die absolute Entfernung des Mondes vom Planeten und dessen Umlaufzeit. Den Winkelabstand kann man direkt messen, die Entfernung des Planeten von der Sonne (und damit indirekt auch der Erde, unter der Berücksichtigung der Geometrie im Sonnensystem) folgt über das 3. keplersche Gesetz aus dessen Umlaufzeit um die Sonne, und so kann man die absolute Entfernung des Mondes vom Planeten bestimmen. Die Umlaufzeit lässt sich leicht bestimmen, und schon hat man die Masse des Mondes.
Aus der gegenseitigen Beeinflussung von Neptun und Uranus konnte man zwar eine ungefähre Masse des Neptuns abschätzen, aber die Beobachtung des Neptunmondes Triton lieferte dann einen sehr viel besseren Wert. Aber erst der Vorbeiflug der Voyager-2-Sonde (sozusagen als künstlicher Mond, mit dem Vorteil, dass die Position und Geschwindigkeit der Sonde exakt durch Beobachtung ihrer Funksignale verfolgt werden konnten) lieferte eine so genaue Masse, dass der Einfluss eines 10. Planeten jenseits der Neptunbahn ausgeschlossen werden konnte, wie Ruth erläuterte.
Aber heute ist man wieder auf der Suche nach einem Planeten X, der die Umlaufbahnen einiger Asteroiden im äußeren Sonnensystem in gleicher Weise ausgerichtet haben soll; mit Florian hast Du, glaube ich, schondarpber gesprochen. Vielleicht macht Ihr darüber auch mal eine Sendung über “unsichtbares im Universum”, Ruth dürfte darüber bescheid wissen. 😉
Schönen Gruß aus dem Rheinland ins Hauptstadt-Exil!
Alderamin
Kleiner Nachtrag zur Mars-Finsternis: Beobachtung hat teilweise geklappt:
Entweder hab ich mir die Zeit falsch gemerkt oder das “5 bis 6 Uhr” war UTC – auf jeden Fall war der Mars um 4:45Uhr hell und klar links oberhalb des Vollmonds zu sehen und um 5:15Uhr bevor es leider bewölkt wurde war er deutlich dichter dran – von “gut einen Monddurchmesser” auf “weniger als einen Monddurchmesser” angerückt, worauf ich sonst natürlich nie geachtet hätte – also vielen Dank für den Hinweis – da war der Arbeitsweg gleich viel interessanter.
Und vielen Dank an Alderamin für die schöne Erklärung!
Viele Grüsse
Jochen
Noch was zur Bestimmung der Masse eines Planeten:
Masse und Geschwindigkeit zweier Körper im gegenseitigen Schwerefeld sind voneinander abhängig. Früher (so um 1850 rum) kannte man zwar die Umlaufbahn der Sonne um die Erde, aber noch nicht das Gewicht der Erde. Gleiches galt für die damals bekannten Planeten, deren Massen nur relativ zur Sonnenmasse bekannt waren. Beim Versuch, die Erde zu wiegen, wurden dann gleich die topographischen Karten mit erfunden. Bill Bryson hat das in seinem Buch ‘Eine kurze Geschichte von fast allem’ wunderbar beschrieben.
Hey ihr Besten, ob ich euch seh oder nicht 🙂
falls ihr Vorschläge aus dem Publikum annehmt (mein Verständnis wenn nicht), möcht ich euch meiner Idee nicht vorenthalten (wer hier wem die Zumutung ist lass ich euch zum Urteil…)
Wie wär’s mit “Arg[ ]on, und andere Gase im Weltall”?
Und jaja, ich weiß, wo die Tür ist…
In jedem Fall besten Dank für die Sendung (das muss ich nicht sehen, hören reicht), ihr tut gut 🙂