Rosetta Eine Reise zum Ursprung des Sonnensystems. Jessica Agarwal. Physik am Samstagmorgen, MPIK Heidelberg 8. Mai 2004

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1 Rosetta Eine Reise zum Ursprung des Sonnensystems Jessica Agarwal Physik am Samstagmorgen, MPIK Heidelberg 8. Mai 2004

2 Überblick 1. Aufbau eines Kometen 2. Herkunft von Kometen 3. Die Rosetta-Mission 4. Aktuelle Kometen am Himmel Komet Hale-Bopp

3 Der Kern ein schmutziger Schneeball Größe : km Dichte : g/cm 3 Albedo : ca. 4 % Periode: Stunden... Tage Borrelly, 2001 NASA Deep Space 1

4 Der Kern ein schmutziger Schneeball Größe : km Dichte : g/cm 3 Albedo : ca. 4 % Periode: Stunden... Tage Borrelly, 2001 NASA Deep Space 1 Zusammensetzung: Eis (H 2 O, CO, CO 2 ) Staub (nm... cm)

5 Der Kern ein schmutziger Schneeball Größe : km Dichte : g/cm 3 Albedo : ca. 4 % Periode: Stunden... Tage Borrelly, 2001 NASA Deep Space 1 Zusammensetzung: Eis (H 2 O, CO, CO 2 ) Staub (nm... cm) Sonneneinstrahlung Sublimation von H 2 O ab ca. 180 K (3 AE)

6 Der Kern ein schmutziger Schneeball Größe : km Dichte : g/cm 3 Albedo : ca. 4 % Periode: Stunden... Tage Borrelly, 2001 NASA Deep Space 1 Zusammensetzung: Eis (H 2 O, CO, CO 2 ) Staub (nm... cm) Sonneneinstrahlung Sublimation von H 2 O ab ca. 180 K (3 AE) Mitführung des Staubs durch Gasdruck

7 Der Kern ein schmutziger Schneeball Größe : km Dichte : g/cm 3 Albedo : ca. 4 % Periode: Stunden... Tage Borrelly, 2001 NASA Deep Space 1 Zusammensetzung: Eis (H 2 O, CO, CO 2 ) Staub (nm... cm) Sonneneinstrahlung Sublimation von H 2 O ab ca. 180 K (3 AE) Mitführung des Staubs durch Gasdruck

8 Der Kern ein schmutziger Schneeball Größe : km Dichte : g/cm 3 Albedo : ca. 4 % Periode: Stunden... Tage Borrelly, 2001 NASA Deep Space 1 Zusammensetzung: Eis (H 2 O, CO, CO 2 ) Staub (nm... cm) Wild 2, 2004 NASA, Stardust Sonneneinstrahlung Sublimation von H 2 O ab ca. 180 K (3 AE) Mitführung des Staubs durch Gasdruck

9 Die Koma Wolke aus Gas und Staub Durchmesser: km Staub gestreutes Sonnenlicht Gas Spektrallinien Strukturen durch Kerninhomogenität

10 Die Koma Wolke aus Gas und Staub Durchmesser: km Staub gestreutes Sonnenlicht Gas Spektrallinien Strukturen durch Kerninhomogenität Bild: H. Böhnhardt et al.

11 Die Koma Wolke aus Gas und Staub Durchmesser: km Staub gestreutes Sonnenlicht Gas Spektrallinien Strukturen durch Kerninhomogenität Gasdichte 10 7 kg/m 3 Gasgeschwindigkeit 1 km/s Bild: H. Böhnhardt et al.

12 Der Plasmaschweif Wechselwirkung von Komamolekülen mit Sonnenwind und -magnetfeld Ionisierung von Gasmolekülen Schweif zeigt von der Sonne weg

13 Der Staubschweif Strahlungsdruck: St oße Photonen Staubteilchen Impuls ubertrag

14 Der Staubschweif Strahlungsdruck: St oße Photonen Staubteilchen Impuls ubertrag

15 Hoher Gehalt an volatilen Stoffen (H 2 O, CO, CO 2,...) Herkunft der Kometen

16 Herkunft der Kometen Hoher Gehalt an volatilen Stoffen (H 2 O, CO, CO 2,...) Kurzlebigkeit in Sonnennähe

17 Hoher Gehalt an volatilen Stoffen (H 2 O, CO, CO 2,...) Herkunft der Kometen Kurzlebigkeit in Sonnennähe Entstehung & Aufenthalt bei niedrigen Temperaturen

18 Herkunft der Kometen Hoher Gehalt an volatilen Stoffen (H 2 O, CO, CO 2,...) Kurzlebigkeit in Sonnennähe Entstehung & Aufenthalt bei niedrigen Temperaturen Beobachtung immer neuer Kometen

19 Hoher Gehalt an volatilen Stoffen (H 2 O, CO, CO 2,...) Herkunft der Kometen Kurzlebigkeit in Sonnennähe Entstehung & Aufenthalt bei niedrigen Temperaturen Beobachtung immer neuer Kometen Ständige Neubildung

20 Herkunft der Kometen Hoher Gehalt an volatilen Stoffen (H 2 O, CO, CO 2,...) Kurzlebigkeit in Sonnennähe Entstehung & Aufenthalt bei niedrigen Temperaturen Beobachtung immer neuer Kometen Ständige Neubildung Reservoire am Rand des Sonnensystems: Kuiper-Gürtel Oort sche Wolke

21 Herkunft der Kometen Hoher Gehalt an volatilen Stoffen (H 2 O, CO, CO 2,...) Kurzlebigkeit in Sonnennähe Entstehung & Aufenthalt bei niedrigen Temperaturen Beobachtung immer neuer Kometen Ständige Neubildung Reservoire am Rand des Sonnensystems: Kuiper-Gürtel Oort sche Wolke

22 Herkunft der Kometen Hoher Gehalt an volatilen Stoffen (H 2 O, CO, CO 2,...) Kurzlebigkeit in Sonnennähe Entstehung & Aufenthalt bei niedrigen Temperaturen Beobachtung immer neuer Kometen Ständige Neubildung Reservoire am Rand des Sonnensystems: Kuiper-Gürtel Oort sche Wolke Ursprünglichste Objekte im Sonnensystem

23 Kometenmissionen Mission Jahr der Komet Annäherung [km] Ankunft ICE 1985 Giacobini-Zinner Halley Vega Halley Vega Halley Suisei 1986 Halley Sakigake 1986 Halley Giotto 1986 Halley Grigg-Skjellerup 200 Deep Space Borrelly Contour Stardust 2004 Wild Deep Impact 2005 Tempel 1 0 Rosetta 2014 Churyumov-Gerasimenko 0

24 Kometenmissionen Mission Jahr der Komet Annäherung [km] Ankunft ICE 1985 Giacobini-Zinner Halley Vega Halley Vega Halley Suisei 1986 Halley Sakigake 1986 Halley Giotto 1986 Halley Grigg-Skjellerup 200 Deep Space Borrelly Contour Stardust 2004 Wild Deep Impact 2005 Tempel 1 0 Rosetta 2014 Churyumov-Gerasimenko 0 Orbit um den Kometen Langzeitbeobachtung Kontrollierte Landung auf dem Kern

25 Rosetta Orbiter Bild: ESA/Rosetta

26 Rosetta Orbiter Bild: ESA/Rosetta Hochauflösende Kamera (OSIRIS) Spektrometer (VIRTIS) UV-Spektrometer (ALICE) Mikrowelleninstrument (MIRO) Staub-Detektor (GIADA) Staub-Mikroskop (MIDAS) Staub-Massenspektrometer (COSIMA) Tomographie (CONSERT) Radio-Science (RSI) Plasma-Analyse (RPC) Ionen-/ Neutralteilchendetektor (ROSINA)

27 Rosetta Lander (Philae) Bild: ESA/Rosetta

28 Rosetta Lander (Philae) Bild: ESA/Rosetta Kameras (ÇIVA, ROLIS) α-teilchen-/ Röntgendetektor (APXS) Gasanalyse (COSAC, MODULUS PTOLEMY) Materialanalyse (MUPUS, SD2, SESAME) Magnetometer/Plasmaanalyse (ROMAP) Tomographie (CONSERT)

29 Aktuelle Kometen am Abendhimmel C/2001 Q4 (NEAT) um MESZ, Mai 2004 C/2002 T7 (LINEAR) um MESZ, 26. Mai 11. Juni 2004

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