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Sonnensystem Update 2014

Max Camenzind

Senioren Uni

Würzburg @ WS2014

Themen • Die Sonne, ihr Spektrum und was auf der

Erde ankommt.

• Die aktive Sonne – 3 Jahre Sonnen-beobachtung mit SDO - was bringt Cyclus 24 für unser Klima?

• Die zentrale Frage: Wie weit beeinflusst die Sonneneinstrahlung unser Klima?

• Mars – unser Fluchtplanet?

• Curiosity, Maven etc.

• Impressionen vom Saturn mit Cassini.

• Kennen Sie JUICE?

Die Sonne

Das Sonnen-Spektrum

Climate4you

Sonneneinstrahlung Zirkulation in Atmosphäre

Sonnenbeobachtung mit SDO AIA @ 170, 193, 335 nm etc. + visible

The Atmospheric Imaging Assembly (AIA) images the solar atmosphere in multiple wavelengths to link changes in the surface to interior changes. Data includes images of the Sun in 10 wavelengths every 10 seconds. PI: Alan Title, PI Institution: Lockheed Martin Solar Astrophysics Laboratory.

The Helioseismic and Magnetic Imager extends the capabilities of the SOHO/MDI instrument with continual full-disk coverage at higher spatial resolution and new vector magnetogram capabilities. PI: Phil Scherrer, PI Institution: Stanford University.

HMI Magnetogramm 24.10.2014 Polarität Feldlinien

HMI Intensität sichtbar

Die Sonne am 19.10.2014

© Alan Friedman

AR2192 am 23.10.2014/USA

AR2192 am 21.10.2014/SDO

Jupiter

© Alan Friedman

AR2192

SDO

Sonne im Aufruhr

OUR POWERHOUSE-

THE SUN Die Aktive Sonne

@ 1 Mio. Kelvin

Sonnen-Flecken Zyklen

3 Jahre Sonnenbeobachtung SDO

Magnetfeld-Loops

Ha Filament Sonne

Eruptionen & Sonnensturm

Sonnensturm & Erdatmosphäre

Sonnensturm quetscht Erdatmosphäre

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Heute:

Zyklus 24

Climate4you

Sonnenflecken heute wie 1900

Climate4you

Climate4you

Flecken-

Minimum

Flecken-

Maximum Flecken-

Maximum

Climate4you

Climate4you

Sonnenfleckenzahl seit 1600

Climate4you

Sonneneinstrahlung zugenommen

Maunder

Minima der Sonneneinstrahlung

The variation in global temperature is about 0.2oC during one sunspot period

Asymmetrical temperature 'bump' around 1998 are reflecting oceanographic El Niño effects.

Climate4you

Climate4you

Geringfügige Zunahme seit 1960

Satelliten-Daten

Langzeitentwicklung Temperatur

Abkühlung seit Kambrium

Kontinentaldrift

Variation

Erdbahn

Grafik: Wikipedia/Camenzind

Reduktion CO2-Gehalt

2000 200 ppm Sonnen-

Flecken

Klimazyklen seit 800.000 Jahren

Milankovic erklärt Klimazyklen

Klimaschwankungen seit letzter Eiszeit

Warmzeiten Hochkulturen

Der Mars & seine Atmosphäre

Komet Siding Spring C/2013 A1

verfehlt Mars nur knapp Perihel = 1,3986 AE; Ecc e = 1,0007; Inc = 129°

Der Komet von der Größe eines kleinen Berges passierte den Roten

Planeten mit einer Geschwindigkeit von mehr als 200.000

Stundenkilometern im Abstand von nur knapp 140.000 Kilometern.

Mars-Rover Opportunity

vermeldet Wasser auf dem Mars

Eigentlich sollte der Roboter nur drei Monate lang über

den Roten Planeten fahren, aber er rollt und rollt:

Pünktlich zum zehnten Jahrestag (Jan. 2014) seiner

Landung ist dem Forschungsroboter "Opportunity" eine

wichtige Entdeckung auf dem Mars gelungen. Im

"Endeavour"-Krater, wo der Rover der US-

Raumfahrtbehörde NASA sich seit Monaten aufhält, hat es

einst Wasser gegeben.

Mars-Rover Opportunity

ist nicht totzukriegen!

Mars-Rover Curiosity

Dieser Stein lag doch vorher nicht da

“Pinnacle Island“

Mars-Rover Curiosity

Suche nach Leben auf dem Mars

Mars-Rover Curiosity

untersucht Mount Remarkable

Aus mehreren Einzelbildern zusammengesetztes Selbstporträt: Der Rover

landete am 6. August 2012 auf dem Mars und war seitdem auf dem Weg

Richtung Gipfel des Mount Sharp.

Am Boden des Mars herrscht derzeit ein so niedriger

Luftdruck, wie auf der Erde in 35 Kilometern Höhe und die

Temperatur ist mit durchschnittlich - 55 Grad

lebensfeindlich niedrig. Außerdem besteht die Atmosphäre

fast vollständig aus Kohlendioxyd.

Ein Großteil des Mars-Wassers wird unter der Oberfläche

des Planeten vermutet. Auch sind kohlenstoffhaltige

Minerale im Boden nachgewiesen worden - ein weiterer

Hinweis auf Leben, wie wir es kennen. Die einst dichte

Atmosphäre könnte ins Weltall verdampft sein. Der Mars

hat immerhin nur gut ein Drittel der Schwerkraft der Erde

und sein schützendendes Magnetfeld verschwand im Lauf

der Jahrmillionen fast vollständig.

Wasser auf dem Mars ?

NASA-Sonde Maven erreicht den Marsorbit

Die primäre Mission ist dabei vorerst auf ein Erdenjahr ausgelegt, in dem die

Zusammensetzung der Marsatmosphäre untersucht wird, sowie deren Zusammenspiel

mit der Sonne und Sonnenwinden. Fünfmal soll die Sonde dabei aus ihrer ursprünglichen

Höhe von rund 150 km auf rund 125 km absinken und die Atmosphäre untersuchen.

Vergleich von Planeten-Atmosphären

Da der Mars im Gegensatz zur Erde über kein nennenswertes Magnetfeld

verfügt, kann die von der Sonne ausgehende Strahlung - der Sonnenwind - tief

in die Marsatmosphäre vordringen. Die Sonnenwindionen können dabei die in

der Atmosphäre enthaltenen Moleküle in ihre atomaren Bestandteile

aufspalten. Diese Aufspaltung beschleunigt das Entweichen in den Weltraum.

Venus

Mars

Einst sah es auf dem Mars wahrscheinlich so aus, wie heute im Yellowstone-

Nationalpark der USA. Aus Erdspalten dampften schwefelige Gase, vielleicht

spritzen Geysire ihre Fontänen in die Luft.

Erschwerend ist der 95-prozentige Kohlendioxid-Anteil der

Mars-Atmosphäre. Der ist zum einen sehr hoch, zum

anderen aber nicht stabil, denn im Winter senkt sich rund

ein Drittel des atmosphärischen Kohlendioxids aus der Luft

auf den Boden. Ungefähr 30 Prozent der Atmosphärenmasse

kondensiert dann. Dadurch kommt es zu starken

Druckveränderungen. Und diese wiederum führen dazu,

dass Luftmassen angezogen werden und sich in Bewegung

setzen. Besonders in der Winterhemisphäre des Planeten

finden solche Bewegungen statt, da ein Großteil des

Kohlendioxids ausfällt, wenn es auf der Oberfläche

kondensiert. Das aber bringt die in der Atmosphäre

verbliebene Luft in Bewegung.

Atmosphäre des Mars - unmenschlich

Nächster Mars-Rover

Die Strahlenbelastung einer Reise zum Mars und zurück summiert sich auf

1010 Millisievert. Beschäftige in Atomkraftwerken dürfen pro Jahr maximal

20 Millisievert erreichen.

Auswandern zum Mars ?

7,6 Jahre Reise zum Jupiter + 3,5 Jahre Beobachtung im Jupiter-System.

Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat sich mit ihrem nächsten großen Projekt ein fernes Ziel gesetzt: Die Wissenschaftsmission JUICE wird sich der Erforschung der Eismonde des Planeten Jupiter widmen. Eine mit zahlreichen Messinstrumenten ausgestattete Raumsonde soll 2022 zum Jupitersystem aufbrechen, würde dieses acht Jahre später erreichen und inspizieren.

JUICE

JUICE = JUpiter ICe Moons Explorer

JUICE 2022

µm

Struktur der Galilei Monde

100 km

Europa A primary target

Io

100 km tiefer Ozean auf Europa

Saturn hat ???? Monde

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Cassini – Saturn Prospective

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Saturns Magnetosphäre

Titan Atmosphäre am 7.4.2014

Sonnenaufgang über Methansee auf Titan

• Sonnenaktivität klingt langsam ab, das

Maximum ist überschritten.

• Temperaturzunahme der Erde geht min-

destens teilweise auf Zunahme der

Sonneneinstrahlung seit 1700 zurück!

• Die gute Nachricht: Es gibt Wasser auf dem

Mars. sollte mal Wasser gegeben haben

• Die schlechte Nachricht: Die Mars-

Atmosphäre ist ganz anders aufgebaut wie

die Erdatmosphäre: 96% CO2.

• Cassini-Mission wird bis 2017 fortgesetzt.

Zusammenfassung