Jahrtausende lang starrten die Menschen in den Nachthimmel und wurden von Ehrfurcht beeindrucken der Mond . Für viele alte Kulturen stellte es eine Gottheit dar, und seinen Zyklen wurde göttliche Bedeutung beigemessen. In der Antike und im Mittelalter 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 im Jahr 1610 , Astronom Galileo Galilei richtete sein Teleskop auf Jupiter und bemerkte „vier wandernde Sterne“ um Jupiter. 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 also 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. diejenigen, die mit der Definition der IAU im Jahr 2006 ), dann können wir sagen, dass es aktuell gibt173bekannte Monde. Wenn wir jedoch den Boden für Zwergplaneten öffnen, die von Objekten umkreist werden, steigt die Zahl auf182.
Die Monde, mehrere Kleinplaneten und Kometen des Sonnensystems, maßstabsgetreu dargestellt. Bildnachweis: Antonio Ciccolella
Allerdings über 200 Kleinplanetenmonde wurden auch im Sonnensystem beobachtet (Stand Jan. 2012). Dazu gehören die 76 bekannten Objekte im Asteroidengürtel mit Satelliten, vier Jupiter-Trojaner, 39 erdnahe Objekte (zwei mit je zwei Satelliten), 14 Mars-Crosser und 84 natürliche Satelliten transneptunischer Objekte. Und in den Ringen des Saturn wurden etwa 150 weitere kleine Körper beobachtet. Wenn wir all dies einbeziehen, können wir sagen, dass das Sonnensystem545bekannten 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 -kruste unterschieden werden. Aus einer Reihe von Gründen existieren in dieser Region des Sonnensystems nur wenige Satelliten.
Alles in allem existieren nur drei natürliche Satelliten, die planetare Körper 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 einschlugen. Der Grund für diese spärlichen Satelliten hat viel mit dem Gravitationseinfluss der Sonne zu tun.
Sowohl Merkur als auch Venus sind der Sonne zu nah (und im Fall von Merkur zu schwach in Bezug auf ihre eigene Anziehungskraft), um ein vorbeiziehendes Objekt zu greifen oder sich an Trümmerringen in der Umlaufbahn festzuhalten, die zu einem Satelliten verschmelzen könnten im Laufe der Zeit. Erde und Mars konnten Satelliten behalten, aber hauptsächlich, weil sie die äußersten der Inneren Planeten sind.
Die Erde hat nur den einen natürlichen Satelliten, den wir kennen – dasMond . 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 so massiv, was für einen Satelliten recht groß ist. Er ist auch der zweitdichteste Mond in unserem Sonnensystem (nach das ), mit einer mittleren Dichte von 3,3464 g/cm³.
Zur Entstehung des Mondes wurden mehrere Theorien aufgestellt. Die heute vorherrschende Hypothese ist, dass das Erde-Mond-System als Ergebnis eines Aufpralls zwischen der neugebildeten Proto-Erde und einem marsgroßen Objekt (genannt Theia ) vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Dieser Einschlag hätte Material von beiden Objekten in die Umlaufbahn gesprengt, wo es schließlich akkretiert und den Mond bildete.
Der Mars hat inzwischen zwei Monde – Phobos und Deimos . Wie unser eigener Mond sind beide Marsmonde durch Gezeiten mit dem Mars verbunden, sodass sie dem Planeten immer das gleiche Gesicht zeigen. Im Vergleich zu unserem Mond sind sie rau und asteroidenähnlich und auch viel kleiner. Daher die vorherrschende Theorie, dass es sich um Asteroiden handelte, die aus dem Hauptgürtel durch Jupiters Gravitation und wurden dann vom Mars übernommen.
Der größere Mond ist Phobos, dessen Name vom griechischen Wort stammt, das „Angst“ (d. h. Phobie) bedeutet. Phobos misst nur 22,7 km im Durchmesser und hat eine Umlaufbahn, die es näher zum Mars bringt als Deimos. Im Vergleich zum erdeigenen Mond – der in einer Entfernung von 384.403 km von unserem Planeten umkreist – kreist Phobos in einer durchschnittlichen Entfernung von nur 9.377 km über dem Mars.
Phobos und Deimos, hier vom Mars Reconnaissance Orbiter fotografiert. Bildnachweis: NASA
Der zweite Mond des Mars ist Deimos, der seinen Namen vom griechischen Wort für Panik hat. Es ist noch kleiner, misst nur 12,6 km im Durchmesser und hat auch weniger unregelmäßige Formen. Durch seine Umlaufbahn ist er viel weiter vom Mars entfernt, in einer Entfernung von 23.460 km, was bedeutet, dass Deimos 30,35 Stunden für eine Umlaufbahn um den Mars benötigt.
Diese drei Monde sind die Gesamtzahl der Monde im Inneren Sonnensystem (zumindest nach der herkömmlichen Definition). Aber wenn wir weiter ins Ausland schauen, sehen wir, dass dies nur die Spitze des Eisbergs ist. Zu denken, dass wir das einmal geglaubt habendasMoon war der einzige seiner Art!
Äußeres Sonnensystem:
Jenseits des Asteroidengürtels (und Frostlinie ) wird es ganz anders. In dieser Region des Sonnensystems hat jeder Planet ein beträchtliches Mondsystem; im Fall von Jupiter und Saturn vielleicht sogar in die Hunderte. Bisher wurden insgesamt 170 Monde bestätigt, die die Äußere Planeten , während mehrere Hundert weitere kleinere Körper und Asteroiden umkreisen.
Aufgrund seiner immensen Größe, Masse und Anziehungskraft hat Jupiter die meisten Satelliten aller Planeten im Sonnensystem. Gegenwärtig umfasst das Jupitersystem 67 bekannte Monde, obwohl geschätzt wird, dass es bis zu 200 Monde und Mondchen haben kann (von denen die meisten noch bestätigt und klassifiziert werden müssen).
Die vier größten Jupitermonde sind als bekannt Galileische Monde (benannt nach ihrem Entdecker, Galileo Galilei ). Sie beinhalten: das , 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 Kallisto , von dem auch angenommen wird, dass es einen unterirdischen Ozean hat und einige der ältesten Oberflächenmaterialien des Sonnensystems aufweist.
Illustration von Jupiter und den Galileischen Satelliten. Bildnachweis: NASA
Dann gibt es die Innere Gruppe (oder Amalthea-Gruppe), die aus vier kleinen Monden besteht, die einen Durchmesser von weniger als 200 km haben, mit Radien von weniger als 200.000 km kreisen und Bahnneigungen von weniger als einem halben Grad haben. Diese Gruppe umfasst die Monde von Metis , Arastea , Amalthea , und Theben . Zusammen mit einer Reihe von noch ungesehenen inneren Mondchen füllen diese Monde das schwache Ringsystem des Jupiter auf und erhalten es aufrecht.
Jupiter hat auch eine Reihe von unregelmäßigen Satelliten, die wesentlich kleiner sind und weiter entfernte und exzentrische 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 von großen Objekten sind, die von der Schwerkraft des Jupiter eingefangen wurden.
Ähnlich wie Jupiter wird geschätzt, dass Saturn mindestens 150 Monde und Mondchen hat, aber nur 53 dieser Monde erhielten offizielle Namen. Davon 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 ihrer Größe, Umlaufbahn und Nähe zum Saturn gruppiert. Die innersten Monde und regulären Monde haben alle kleine Bahnneigungen und Exzentrizitäten und prograde Bahnen. Die unregelmäßigen Monde in den Regionen in äußerster Randlage haben inzwischen Umlaufradien von Millionen Kilometern, Umlaufzeiten von mehreren Jahren und bewegen sich in rückläufigen Bahnen.
Eine Collage aus Saturn (unten links) und einigen seiner Monde: Titan, Enceladus, Dione, Rhea und Helene. Bildnachweis: NASA/JPL/Space Science Institute
Die Inneren Großen Monde, die innerhalb der E-Ring , umfasst die größeren Satelliten Pantomimen Enceladus , Tethys , und Dion . Diese Monde bestehen alle hauptsächlich aus Wassereis und werden in einen felsigen Kern und einen eisigen Mantel und eine Kruste unterschieden. Die großen äußeren Monde, die außerhalb des E-Rings des Saturn kreisen, ähneln in ihrer Zusammensetzung den inneren Monden – d. h. bestehen hauptsächlich aus Wassereis und Gestein.
Bei 5150 km Durchmesser und 1350×10zwanzigkg Masse, Titan ist der größte Mond des Saturn und umfasst mehr als 96% der Masse der Umlaufbahn um den Planeten. Titan ist auch der einzige große Mond mit einer eigenen Atmosphäre, die kalt und dicht ist und hauptsächlich aus Stickstoff mit einem geringen Anteil an Methan besteht. Wissenschaftler haben auch das Vorhandensein von polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe in der oberen Atmosphäre, sowie Methan-Eiskristalle .
Die durch anhaltenden atmosphärischen Dunst schwer zu beobachtende Oberfläche von Titan zeigt nur wenige Einschlagskrater, Hinweise auf Kryo-Vulkane und scheinbar von Gezeitenwinden geformte Längsdünenfelder. Titan ist auch der einzige Körper im Sonnensystem neben der Erde mit Flüssigkeitskörpern auf seiner Oberfläche, in Form von Methan-Ethan-Seen in den Nord- und Südpolarregionen von Titan.
Uranus hat 27 bekannte Satelliten, die in die Kategorien größere Monde, innere Monde und unregelmäßige Monde (ähnlich anderen Gasriesen) unterteilt sind. Die größten Monde des Uranus sind der Größe nach Miranda , Ariel , Umbriel , Oberon und Titania . Diese Monde haben einen Durchmesser und eine Masse von 472 km und 6,7 × 1019kg für Miranda bis 1578 km und 3,5 × 10einundzwanzigkg für Titan. Jeder dieser Monde ist besonders dunkel, mit geringer Bindung und geometrischer Albedo. Ariel ist am hellsten, während Umbriel am dunkelsten ist.
Eine Montage der Uranus-Monde (von links nach rechts) – Ariel, Credit: NASA
Es wird angenommen, dass sich alle großen Uranusmonde in der Akkretionsscheibe gebildet haben, die einige Zeit nach ihrer Entstehung um Uranus herum existierte, oder aus dem großen Einschlag von Uranus zu Beginn seiner Geschichte resultierten. Jeder besteht aus ungefähr gleichen Mengen Gestein und Eis, mit Ausnahme von Miranda, die hauptsächlich aus Eis besteht.
Die Eiskomponente kann Ammoniak und Kohlendioxid enthalten, während das felsige Material vermutlich aus besteht kohlenstoffhaltiges Material , einschließlich organischer Verbindungen (ähnlich Asteroiden und Kometen). Es wird angenommen, dass ihre Zusammensetzungen differenziert sind, mit einem eisigen Mantel, der einen felsigen Kern umgibt.
Neptun hat 14 bekannte Satelliten, von denen alle bis auf einen nach griechischen und römischen Gottheiten des Meeres benannt sind (außer S/2004 N 1 , die derzeit unbenannt ist). Diese Monde werden aufgrund ihrer Umlaufbahn und Nähe zu Neptun in zwei Gruppen eingeteilt – die regelmäßigen und die unregelmäßigen Monde. Neptuns regelmäßige Monde – Najade , Thalassa , Despina , Galatea , Larisa , S/2004 N 1 und Proteus – sind diejenigen, die dem Planeten am nächsten sind und kreisförmigen, prograden Bahnen folgen, die in der Äquatorebene des Planeten liegen.
Die unregelmäßigen Monde von Neptun bestehen aus den verbleibenden Satelliten des Planeten (einschließlich Triton ). Sie folgen im Allgemeinen geneigten exzentrischen und oft retrograden Bahnen weit von Neptun entfernt. Die einzige Ausnahme ist Triton, das nahe um den Planeten kreist und einer kreisförmigen Umlaufbahn folgt, wenn auch rückläufig und geneigt.
Global Color Mosaic of Triton, aufgenommen von Voyager 2 im Jahr 1989. Bildnachweis: NASA/JPL/USGS
In der Reihenfolge ihrer Entfernung vom Planeten sind die unregelmäßigen Monde Triton, Nereide , Halimede, Sao, Laomedeia, Neso und Psamathe – eine Gruppe, die sowohl prograde als auch retrograde Objekte umfasst. Mit Ausnahme von Triton und Nereid ähneln die unregelmäßigen Monde von Neptun denen anderer Riesenplaneten und es wird angenommen, dass sie von Neptun gravitativ eingefangen wurden.
Mit einem mittleren Durchmesser von rund 2700 km (mi) und einer Masse von 214080 ± 520 x 1017kg, Triton ist der größte der Neptunmonde und der einzige, der groß genug ist, um dies zu erreichen hydrostatisches Gleichgewicht (d. h. ist kugelförmig). In einer Entfernung von 354.759 km von Neptun sitzt er auch zwischen dem inneren und äußeren Mond des Planeten.
Diese Monde machen den Löwenanteil der natürlichen Satelliten im Sonnensystem aus. Dank der laufenden Exploration und Verbesserungen unserer Instrumentierung werden jedoch auch Satelliten 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 den natürlichen Satelliten, deren Umlaufbahn bestätigt wurde Pluto , Eris , Haumea und Möchte . Mit fünf umkreisenden Satelliten hat Pluto die am meisten bestätigten Monde (obwohl sich dies bei weiterer Beobachtung ändern kann).
Die größte und nächste im Orbit von Pluto ist Charon. Dieser Mond wurde erstmals 1978 vom Astronomen James Christy anhand von Fotoplatten des United States Naval Observatory (USNO) in Washington, D.C. identifiziert. Jenseits von Charon liegen die vier anderen zirkumbinären Monde – Styx , Nix , Kerberos , und Hydra , bzw.
Ein Porträt vom Endanflug der Raumsonde New Horizons auf das Pluto-System am 11. Juli 2015. Bildnachweis: NASA-JHUAPL-SWRI.
Nix und Hydra wurden 2005 gleichzeitig vom Pluto Companion Search Team mit dem Hubble-Weltraumteleskop entdeckt. Dasselbe Team entdeckte 2011 Kerberos. Der fünfte und letzte Satellit, Styx, wurde 2012 von der Raumsonde New Horizons entdeckt, als sie Bilder von Pluto und Charon aufnahm.
Charon, Styx und Kerberos sind alle massiv genug, um unter ihrer eigenen Schwerkraft in eine Kugelform zusammengebrochen zu sein. Nix und Hydra hingegen haben eine längliche Form. Das Pluto-Charon-System ist ungewöhnlich, da es eines der wenigen Systeme im Sonnensystem ist, dessen Schwerpunkt über der Primäroberfläche liegt. Kurz gesagt, Pluto und Charon umkreisen einander, was einige Wissenschaftler zu der Behauptung veranlasst, es handele sich um ein „Doppelzwergsystem“ anstelle eines Zwergplaneten und eines umkreisenden Mondes.
Darüber hinaus ist es ungewöhnlich, dass jeder Körper durch Gezeiten an den anderen gebunden ist. Charon und Pluto präsentieren sich immer das gleiche Gesicht; und von jeder Position an einem der Körper ist der andere immer an derselben Position am Himmel oder immer verdeckt. Dies bedeutet auch, dass die Rotationsperiode von jedem gleich der Zeit ist, die das gesamte System braucht, um sich um seinen gemeinsamen Schwerpunkt zu drehen.
Im Jahr 2007 wurden Beobachtungen der Gemini-Observatorium von Flecken von Ammoniakhydraten und Wasserkristallen auf der Oberfläche von Charon deuteten auf das Vorhandensein aktiver Kryo-Geysire hin. Dies scheint darauf hinzuweisen, dass Pluto einen unterirdischen Ozean hat, der eine warme Temperatur hat und dass der Kern geologisch aktiv ist. Es wird angenommen, dass Plutos Monde durch eine Kollision zwischen Pluto und einem ähnlich großen Körper zu Beginn der Geschichte des Sonnensystems entstanden sind. Bei der Kollision wurde Material freigesetzt, das sich in den Monden um Pluto verfestigte.
Vergleich von Pluto mit den anderen größten TNOs und mit der Erde (alles maßstabsgetreu). Bildnachweis: NASA/Lexikon
An zweiter Stelle folgt 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 Haumea am W.M. Keck-Observatorium. Hi’iaka, das ursprünglich vom Caltech-Team den Spitznamen „Rudolph“ erhielt, wurde am 26. Januar 2005 entdeckt.
Sie ist die äußere und – mit einem Durchmesser von etwa 310 km – die größere und hellere der beiden und umkreist Haumea alle 49 Tage auf einer fast kreisförmigen Bahn. 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 Bruchstück von Haumea ist, das bei einer Kollision abgebrochen ist.
Namaka, die kleinere und innerste der beiden, wurde am 30. Juni 2005 entdeckt und trägt den Spitznamen „Blitzen“. Es ist ein Zehntel der Masse von Hi‘iaka und umkreist Haumea in 18 Tagen auf einer stark elliptischen Umlaufbahn. Beide Monde umkreisen Haumea auf hochexzentrischen Bahnen. Über ihre Masse liegen noch keine Schätzungen vor.
Eris hat einen Mond namens Dysnomie , die in der griechischen Mythologie nach der Tochter der Eris benannt ist, die erstmals am 10. September 2005 beobachtet wurde – wenige Monate nach der Entdeckung von Eris. Der Mond wurde von einem Team mit den Keck-Teleskopen auf Hawaii entdeckt, die damit beschäftigt waren, die vier hellsten TNOs (Pluto, Makemake, Haumea und Eris) zu dieser Zeit zu beobachten.
Künstlerisches Konzept des Zwergplaneten Eris und seines einzigen natürlichen Satelliten, Dysnomia. Quelle: NASA, ESA, Adolph Schaller (für STScI)
Im April 2016 wurden Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop 's Wide Field Camera 3 enthüllte, dass Makemake einen natürlichen Satelliten hatte – der als S/2015 (136472) 1 bezeichnet wurde (vom Entdeckungsteam mit dem Spitznamen MK 2 bezeichnet). Es wird auf einen Durchmesser von 175 km (110 mi) km geschätzt und hat eine Haupthalbachse, die mindestens 21.000 km (13.000 mi) von Makemake entfernt liegt.
Größter und kleinster Mond:
Der Titel für den größten Mond im Sonnensystem geht an Ganymed, der einen Durchmesser von 5262,4 Kilometern (3270 Meilen) misst. Damit ist er nicht nur größer als der Erdmond, sondern sogar größer als der Planet Merkur – obwohl er nur die Hälfte der Merkurmasse besitzt. 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 Diskussion der Anzahl der bekannten Monde im Sonnensystem ist, dass das Schlüsselwort hier „bekannt“ ist. Mit jedem Jahr werden mehr Satelliten bestätigt, und die allermeisten von denen, die wir heute kennen, wurden erst in den letzten Jahrzehnten entdeckt. Während unsere Explorationsbemühungen fortgesetzt und unsere Instrumente verbessert werden, werden wir möglicherweise feststellen, dass da draußen Hunderte weitere lauern!
Wir haben hier bei Universe Today viele interessante Artikel über die Monde des Sonnensystems geschrieben. Hier ist 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 Jupiter? , Wie viele Monde hat Saturn? , Wie viele Monde hat Uranus? , Wie viele Monde hat Neptun?
Weitere Informationen finden Sie unter Erforschung des Sonnensystems der NASA Seite.
Wir haben eine ganze Reihe von Podcasts über die Sonnensystem bei Astronomy Cast . Sieh sie dir hier an.
Quellen:
