Warum sind nicht alle Planeten rund?

Moin,

Warum sind nicht alle Himmelskörper kugelrund?


Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt sich am Internationalen Jahr der Astronomie 2009 unter anderem mit der "Astronomischen Frage der Woche". DLR-Experten beantworten einmal pro Woche eine Frage.

Für die Menschen in der Antike war der Himmel göttlichen Ursprungs und musste folglich in Aufbau und Form perfekt sein: Die Astronomen versuchten daher, in Himmelskörpern und ihren Bewegungen die perfekte geometrische Form zu entdecken: Kugel und Kreis. Sterne, Planeten und deren Monde sind uns auch heute als kugelförmige Körper bekannt. Kleinere Himmelskörper wie Asteroiden und Kometen sind jedoch oft unregelmäßig geformt und ihre Gestalt erinnert eher an die von Kartoffeln. Wie kommt es dazu?
Die Form verschieden großer Himmelskörper im Vergleich.



Die Form eines Körpers wird durch die Wechselwirkung zwischen seiner Schwerkraft und seiner Festigkeit verursacht. Kleine Asteroiden und Kometen haben eine geringe Schwerkraft, die nicht ausreicht, ihre größeren Felsen in eine kugelförmige Verteilung zu zwingen. Die Schwerkraft der deutlich größeren Monde und Planeten ist hingegen so stark, dass sie diese Himmelskörper zu Kugeln formt. Zwar gibt es auf der Oberfläche von Planeten immer noch Unebenheiten wie Berge und Täler - die werden aber mit zunehmender Gravitation immer kleiner. Abhängig von der jeweiligen materiellen Zusammensetzung des Himmelskörpers können schon einige hundert Kilometer Durchmesser ausreichen, damit er eine Kugelform erreicht - die größten Asteroiden Ceres und Vesta haben bereits eine ausgeprägte Kugelgestalt.

Die Form der Himmelskörper - nicht perfekt

Auch die Rotation, also die Drehung um die eigene Achse, spielt für die Form von Himmelskörpern eine wichtige Rolle. Der Asteroid Kleopatra beispielsweise dreht sich in nur 5,3 Stunden einmal um sich selbst und hat deshalb die in die Länge gezogene Form einer Hantel: Er ist 217 Kilometer lang, während sein Durchmesser nur bei rund 90 Kilometern liegt. Auch die großen Planeten werden durch ihre Rotation verformt. Je schneller ein Planet rotiert, desto breiter wird er am Äquator und desto platter an den Polen. Auch unsere Erde ist keine perfekte Kugel. Ihr Durchmesser ist zwischen den Polen 42,7 Kilometer kleiner als am Äquator.

Jerry

Hm.... Verstehe nur ich die Frage nicht?
Die Antwort auf die Eingangsfrage ist doch im darauffolgenden Zitat sauber gegeben. Besser hätte ich es auch nicht beantworten können. Was genau willst Du also wissen?

ja ich bin ganz deiner meinung Brainstorm64

Jerry will hier keine Antwort auf die Frage Jungs, das Ganze ist eher als Beitrag zu sehen. Threads sind ja nicht nur zum Fragen sonder auch zum Informieren und genau das macht Jerry hier doch. 

Schaut bei der DLR nach. Die stellt diese Frage der Woche ... 

da gibt es bedeutend mehr als Jerry erklärt.

Bedenkt man, daß das innere vieler Planeten flüssig ist, dann kommt es bedingt durch die Rotation und der Temperaturunterschiede zu Konvektionsströmungen und Wirbeln. Diese bewirken eine Plattentektonik und Vulkantätigkeit. Nimmt man dazu noch die Koreoliskraft wird es ganz unübersichtlich.

Ich bin mir nur sicher, daß dieses Thema ganze Bücherbände füllen kann und nicht auf einer Seite abzuhandeln ist !

da gibt es bedeutend mehr als Jerry erklärt.

Bedenkt man, daß das innere vieler Planeten flüssig ist, dann kommt es bedingt durch die Rotation und der Temperaturunterschiede zu Konvektionsströmungen und Wirbeln. Diese bewirken eine Plattentektonik und Vulkantätigkeit. Nimmt man dazu noch die Koreoliskraft wird es ganz unübersichtlich.

Ich bin mir nur sicher, daß dieses Thema ganze Bücherbände füllen kann und nicht auf einer Seite abzuhandeln ist !

Soweit ich weiß, hat lediglich die Erde eine Plattentektonik und auch ein Teil des Vulkanismus der Erde gründet sich auf diesen Mechanismus.
Zusätzliche Ursache Mond?

Moin Pham,

Soweit ich weiß, hat lediglich die Erde eine Plattentektonik und auch ein Teil des Vulkanismus der Erde gründet sich auf diesen Mechanismus.

Deine Aussage stimmt nicht ganz: Der Saturnmond *Titan* ähnelt der Erde äußerlich mehr als jeder andere bekannte Himmelskörper. Es gibt dort Bergketten, Dünen und sogar Seen, alles entstanden durch Bewegungen ähnlich der der Erde; also auch durch Plattenbewegungen und Vulkanismus wie wir sie von der Erde her kennen.

Eine Wissenschaftlerin hat mal festgestellt: "Es ist wirklich überraschend, wie sehr die Oberfläche des Titans der der Erde ähnelt".

Jerry

Bei Enceladus gibt es übrigens auch Modelle, die eine (evtl. nur teilweise) Plattentektonik annehmen. Die Indizienlage scheint aber noch niedrig zu sein.

Moin Pham,

Soweit ich weiß, hat lediglich die Erde eine Plattentektonik und auch ein Teil des Vulkanismus der Erde gründet sich auf diesen Mechanismus.

Deine Aussage stimmt nicht ganz: Der Saturnmond *Titan* ähnelt der Erde äußerlich mehr als jeder andere bekannte Himmelskörper. Es gibt dort Bergketten, Dünen und sogar Seen, alles entstanden durch Bewegungen ähnlich der der Erde; also auch durch Plattenbewegungen und Vulkanismus wie wir sie von der Erde her kennen.

Eine Wissenschaftlerin hat mal festgestellt: "Es ist wirklich überraschend, wie sehr die Oberfläche des Titans der der Erde ähnelt".

Jerry

*grummel*
Richtig, Du hast recht. Ich bin da gerade mal die Planeten des inneren Sonnensystems durchgegangen. 

Wenn man die Gesteinskörper des äußeren Sonnensystems mit dazu nimmt, darf man auch speziell Io nicht vergessen:
was Jupiter mit dem macht ist ja noch mal eine eigene Klasse. 

Speziell der innere Aufbau Titans wäre wirklich mal interessant ...

Ich glaube nicht, daß es überhaupt Himmelskörper gibt, die eine perfekte Kugel sind. Im inneren der Planeten spielen sich energetische Prozesse ab, die durch die unterschiedlichsten Effekte eine sich erstarrende Kruste verformen.

Nicht mal unsere Sonne ist eine perfekte Kugel. Ständig wabert und kocht die Oberfläche.

Die große Frage ist , wie sehen die großen Gasgiganten aus, wenn man sie ihrer Atmosphäre beraubt.

Das ist nicht so einfach, denn das Gas kann man nicht so einfach wegnehmen, bzw. es ist nicht ganz klar, wo das "Gas" aufhört.
Jupiter und wohl auch die anderen Gasriesen, bestehen nämlich nicht ais rein gasförmigen Gas sondern weiter innen, wird das ganze dann flüssig. Der Wasserstoff nimmt dabei sehr eigenartige Formen an, so daß er sich eher wie flüssiges Metall verhält, und nicht wie ein Gas.
Daher ist eine Grenze zwischen Gasförmiger Hülle und festem Kern nicht so einfach zu definieren wie das auf der Erde möglich ist.

Die Gasgiganten näher zu untersuchen dürfte ein nahezu unmögliches Unterfangen sein.

Ein Fluggerät, daß Jupiter in der oberen Schicht der Atmosphäre "überfliegt" und nach und nach tiefer geht könnte ich mir vorstellen. Da es nicht kontinuierlich mit Energie versorgt werden kann um auf Höhe zu bleiben, müßte es sich wie ein Segelflugzeug verhalten und gezielt Aufwinde nutzen.

Ob es wohl auf diese Weise möglich ist Aufnahmen der Oberfläche bzw. des Übergangsbereichs zwischen Gasförmig/flüssig oder fest zu machen wäre doch sicher interessant.

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Ein Fluggerät, daß Jupiter in der oberen Schicht der Atmosphäre "überfliegt" und nach und nach tiefer geht könnte ich mir vorstellen. Da es nicht kontinuierlich mit Energie versorgt werden kann um auf Höhe zu bleiben, müßte es sich wie ein Segelflugzeug verhalten und gezielt Aufwinde nutzen.

Ob es wohl auf diese Weise möglich ist Aufnahmen der Oberfläche bzw. des Übergangsbereichs zwischen Gasförmig/flüssig oder fest zu machen wäre doch sicher interessant.

Ich denke nicht, dass es "auf diese Weise möglich ist Aufnahmen der Oberfläche bzw. des Übergangsbereichs zwischen Gasförmig/flüssig oder fest zu machen",

weil es meiner meinung keine klare "Trennlinie" gibt.


- Wie kann man sich den Übergang zwischen "gasförmigen" Wasserstoff und metallischen Wasserstoff vorstellen?

- kann man bei den Temperaturen im inneren Jupiters (wo wasserstoff ja eigentlich gasförmig sein müsste), überhaupt von einem flüssigen oder festen Aggregatzustand des Wasserstoffes sprechen, oder handelt es sich hierbei nicht viel mehr um gas, welches durch den enormen Druck eben flüssige/metallische eigenschaften bekommt ohne fest oder flüssig zu sein?

(so wie z.B. die Bodennähe Atmosphäre der Venus durch den hohen druck ähnliche eigenschaften wie Wasser in 1000m Tiefe auf der Erde bekommt und dennoch einen eindeutig gasförmigen Aggregatzustand aufweißt?)

oh gott ich hoffe man versteht, was ich damit meine,

MfG
Ensicube

Ich habe mir auch vor kurzem die Frage gestellt (wollte keinen neuen Thread öffnen), warum fast alle Planeten rund sind.
Da das von der Größe und der Schwerkraft abhängt, da kam mir die Frage: Was ist wenn die eigen Rotation eines etwas kleineren Objektes (Bsp. Rechteck) sehr hoch ist, würde sich dieses objekt auch rund formen?

Die Kugel ist der energetisch günstigste dreidimensionale Körper. Alle Körper mit einem festen Kern und einem Durchmesser > 500 km sind mehr oder weniger rund. Kleinere nicht, weil bei ihnen die Festigkeit des Gesteins die durch die Gravitation ausgeübte Kraft übersteigt.

Deshalb sind Ceres, Enceladus, Vesta u. dlg. an der Grenze zu 500 km Durchmesser (fast) rund, und alle anderen kleineren Körper unregelmäßig.

Grüsse, Udo

Heißt das, dass nur Planeten die min. einen Durschmesser von 500 km haben, "Rund" werden!?

Aber was ist dann mit den Mond von Saturn "Mimas"?:


Quelle: http://jumk.de/astronomie/monde/mimas.shtml

der hat nur eine Durschmesser von knapp 400 km.

Hängt es den mit der Schwerkraft oder eher mit der Größe ab?

Nein, es können grundsätzlich natürlich alle Objekte rund sein, wie man an Mimas ja sieht. Da ist dann halt die Entstehungsgeschichte des Objekts entscheidend

Der entscheidende Punkt ist halt, dass größere Objekte NUR rund sein können, während kleinere auch anders geformt sein könne (aber eben nicht müssen).

Zur zweiten Frage: Es kommt vor allem auf die Schwerkraft an, die Größe ist nur eine grobe Abschätzung