Charon: Flüssiges Wasser im Inneren?

astronews.com Redaktion

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Auf Charon, dem Mond des Zwergplaneten Pluto, scheint es Geysire zu geben, die regelmäßig Wasser über die Oberfläche des Mondes sprühen und hier größere Eisflächen entstehen lassen. Bestätigt sich die Entdeckung amerikanischer Astronomen müsste es im Inneren des Mondes flüssiges Wasser geben. Endgültige Gewissheit dürfte erst die Sonde New Horizons bringen, die das System 2015 erreichen soll. (19. Juli 2007)

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ispom

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es wird beschrieben, daß das Wasser im Inneren des Mondes nicht durch gravitative Reibung ("Durchwalken wie bei Io")
infolge Wechselwirkung mit Pluto flüssig bleibt sondern nur durch restliche Radioaktivität.
hmm, sollte die Gravitation so wenig bewirken?
 

Altbaer

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Kann ich mir NICHT vorstellen !!!!

Auf Charon, dem Mond des Zwergplaneten Pluto, scheint es Geysire zu geben, die regelmäßig Wasser über die Oberfläche des Mondes sprühen und hier größere Eisflächen entstehen lassen. Bestätigt sich die Entdeckung amerikanischer Astronomen müsste es im Inneren des Mondes flüssiges Wasser geben. Endgültige Gewissheit dürfte erst die Sonde New Horizons bringen, die das System 2015 erreichen soll. (19. Juli 2007)

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Wer sollte wohl (analog zur Europa bei Jupiter) das innere "durchwalken" damit es noch flüssiges Wasser geben könnte ??????
 

ispom

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Hallo Altbär, willkommen in diesem schönen Forum!

tja, ich müßte meine alten Lehrbücher von irgendwoher wieder hervorkramen und nachlesen, wie man das berechnet:
wenn zwei Körper sich umkreisen, gibt es Zug-und Druckkräfte, warum nicht auch bei Pluto-Charon
aber wenn das Innere des Erdmondes nicht flüssig geworden ist dadurch,
liegt es vielleicht daran,
daß sich Gestein nicht so leicht aufschmelzen läßt wie Wasser :rolleyes:
 

Mahananda

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die Gravitation Plutos wird auf Charon auch nicht stärker wirken als die der Erde auf den Mond ...? - Vermute ich zumindest jetzt mal ...

Richtig. Außerdem kann ein Durchwalken nicht stattfinden, weil - anders als bei den Jupitermonden (insbesondere Io) - keine weiteren massereichen Monde da sind, die von außen an Charon zerren. Pluto und Charon befinden sich beide in einer gebundenen Rotation um einen gemeinsamen Schwerpunkt, der außerhalb von Pluto liegt. Auch dies ein Umstand der gegen Gezeitenreibung spricht.

Viele Grüße!
 

mac

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Hallo,

Charon hat eine Masse von 1,62E21 kg
Die Hälfte davon soll Eis und die andere Hälfte Fels sein.

Wenn dieses Gestein eine ähnliche Zusammensetzung hat wie unsere Erdkruste, dann enthält es 2,4% Kalium. Das sind 1,94E19 kg.

Der Anteil Kalium 40 an der Gesamtmenge des Kaliums beträgt 0,0117 %
Das sind 2,27E15 kg

Die Anzahl der Atome beträgt 2,27E15 kg/(40*1,66E-27kg) = 3,42E40. Die Hälfte dieser heute noch existierenden Atome wird in den nächsten 1,277E9 Jahren zerfallen und dabei pro Atom eine Energie von etwas mehr als 1,3 MeV freilassen.

Da wir heute gerade am Anfang dieser für die nächste Halbwertzeit zur Verfügung stehenden Anzahl an Atomen sind, können wir es so rechnen, als würden dieses Jahr 1/1,277E9 tel der noch verfügbaren Atome zerfallen, also 3,42E40/1,277E9 = 2,67E31 Atome K40 werden dieses Jahr zerfallen.

Das wiederum setzt eine Energie von 2,67E31 * 1,3 MeV oder 5,58E18 Joule frei, was wiederum einer zwar bescheidenen, aber doch vorhandenen Heizung, gut isoliert unter einigen hundert km Eis entspricht. Etwa vergleichbar mit einer 11 mal 11 km großen, von der Sonne auf der Erde ungestört beleuchteten Solarheizung.

Ob das zum Aufschmelzen reicht, hängt davon ab, wie gut die darüberliegende Eisschicht isoliert, und wo der Schmelzpunkt des Eis-Ammoniakgemisches liegt.

K40 ist nicht der einzige noch nicht abgeschlossene Zerfall ursprünglich vorhandener radioaktiver Elemente. Für die anderen hab' ich jetzt aber keine Zeit mehr.

Herzliche Grüße

MAC
 

Voyager 2

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Kann mir vorstellen.Wenn Geysire sprudeln,wird warscheinlich Wärme aus dem Inneren von Charon genommen.Deshalb ist das Wasser da flüssig.Aber weil Charon viel zu weit von der Sonne entfernt ist,friert das Wasser wieder ein.
 

Orbit

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So ungefähr; aber das steht eigentlich, wenn auch viel differenzierter, bereits im Leitartikel.
Voyager 2, Du solltest Dich intensiver mit dem auseinandersetzen, was in einem Thread schon geschrieben wurde, bevor Du Deinen Senf dazu gibst.
Orbit
 

Martin H.

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@ ispom

tja, ich müßte meine alten Lehrbücher von irgendwoher wieder hervorkramen und nachlesen, wie man das berechnet:
wenn zwei Körper sich umkreisen, gibt es Zug-und Druckkräfte, warum nicht auch bei Pluto-Charon
aber wenn das Innere des Erdmondes nicht flüssig geworden ist dadurch,
liegt es vielleicht daran,
daß sich Gestein nicht so leicht aufschmelzen läßt wie Wasser

Auf den Erdenmond wirken deswegen keine Gezeitenkräfte, weil sich der Erdenmond immer mit der gleichen Seite zur Erde hin mitdreht.

Gezeitenkräfte erzeugen Energie dadurch, dass der Drehungsimpuls des Planeten oder Mondes abgebremst wird.
Der Erdenmond hat in diesem Sinne keinen Drehungsimpuls. Er dreht sich zwar einmal im Monat aber mit einer Seite bleibt er dabei stets der Erde zugewandt.
 

Bynaus

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Auf den Erdenmond wirken deswegen keine Gezeitenkräfte, weil sich der Erdenmond immer mit der gleichen Seite zur Erde hin mitdreht.

Auf den Erdmond wirken trotzdem Gezeitenkräfte. Die Seite, die der Erde zugewandt ist, ist zu langsam für die Bahngeschwindigkeit des Mondes und wird deshalb von der Erde stärker angezogen - sie "hält" nur dank der zwischenmolekularen Kräfte am Rest des Mondes. Das gleiche, bloss umgekehrt, gilt für die Rückseite - sie ist zu schnell und würde sich auf eine weiter entfernte Bahn verabschieden, wenn sie denn könnte. Da der Mond eine exzentrische Bahn verfolgt, ändert sich diese differenzielle Kraft im Verlauf eines Umlaufs, was dazu führt, dass auch der Mond durch die Gezeitenkräfte leicht aufgeheizt wird. Mondbeben nehmen deshalb mit zunehmender Annäherung an die Erde zu und danach wieder ab.

Da Gezeitenkräfte mit der dritten Potenz zum Abstand und proportional zum Massenverhältnis abnehmen, ist schon nachvollziehbar, dass die Gezeitenkräfte auf Charon sehr viel stärker als bei Erde/Mond sind. Aus 1/81 und 384000 km^3 vs. 1/8 und 19000 km^3 komme ich bei Charon auf 80000fach stärkere Gezeiteneffekte ("pro kg").
 

mac

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Hallo Bynaus,

Bynaus schrieb:
Die Seite, die der Erde zugewandt ist, ist zu langsam für die Bahngeschwindigkeit des Mondes und wird deshalb von der Erde stärker angezogen - sie "hält" nur dank der zwischenmolekularen Kräfte am Rest des Mondes.
und der Gravitation des Mondes. So weit klar.

Was mir nicht klar ist: Wieviel macht das aus? Beim System Erde-Mond ja wohl weniger als die Drehimpulsübertragung auf den Mond. Die Energie dafür kann doch eigentlich nur aus der kinetischen Energie des Umlaufes kommen? Müßte das, zumindest bei doppelt gebundender Rotation nicht auch dazu führen, daß eine excentrische Umlaufbahn immer excentrischer wird?


Herzliche Grüße

MAC
 

Bynaus

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Nein, es führt in der Regel dazu, dass die Umlaufbahn "zirkularisiert" wird (über den genauen Mechanismus kann ich dir nichts sagen) - bei gleicher mittlerer Entfernung ist eine exzentrische Bahn "energiereicher" als eine kreisrunde. Das geschieht etwa bei Hot Jupiters, die alle praktisch kreisrunde Bahnen haben, ausser jene, bei denen weiter aussen liegende Planeten die Bahn immer wieder "in die Länge" ziehen. Und hier liegt auch die Antwort auf die Frage, warum die Mondumlaufbahn nicht schon längst kreisrund ist: Sie wird von den anderen massiven Körpern im Sonnensystem (vor allem Venus und Jupiter) immer wieder "in die Länge" gezogen. Siehe z.B. hier: http://www.livescience.com/space/scienceastronomy/071011-moon-orbit.html
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Bynaus,

ich hab' mir die Sache mit der Umlaufbahn gerade noch mal in Ruhe durch den Kopf gehen lassen. Mir war zwar klar, dass Deine Antwort richtig sein muß, weil eben in unserem Sonnensystem die meisten Umlaufbahnen (zumindest die der größeren Satelliten) ganz gut kreisförmig sind, aber jetzt ist mir auch klar warum. Heute morgen hatte ich da wohl eher einen black-out. :eek:

Also: ;) wenn der Satellit seinem Zentralkörper am nächsten ist, findet auch der Löwenanteil der Energieübertragung statt. Das ist auch der Zeitabschnitt der heftigsten Abbremsung. Dadurch kommt der Satellit beim weiteren Umlauf nicht mehr so weit nach draußen. Die Umlaufbahn wird insgesamt immer kleiner und kreisförmiger, bis eben nur noch sehr wenig Gezeitenreibung übertragen werden kann und der Prozess immer weniger Veränderung verursacht.

Wie sich diese Übertragung ganz genau abspielt, muß ich mit allerdings noch mal etwas auführlicher überlegen, vielleicht auch mal ganz grob simulieren.

Ich Danke Dir aber erst schon mal für Deine Antwort.

Herzliche Grüße

MAC
 

jonas

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... weil eben in unserem Sonnensystem die meisten Umlaufbahnen (zumindest die der größeren Satelliten) ganz gut kreisförmig sind ...
Diese Aussage habe ich schon oft gehört. Wenn ich freihändig auf einer Tafel mit Kreide einen Kreis zeichnen soll, dann würde ich diesen als ganz gut bezeichnen, wenn der Zirkel weniger als 1% davon abweicht. Also bei einem Durchmesser von einem Meter die frei gezeichnete Linie nirgends mehr als einen halben cm von der des Zirkels abweicht.

Keiner der Planeten des Sonnensystems hat diese Präzision. Ich hab mal nur für Spass die prozentuale Abweichung in Excel ausgerechnet:
Planet Perihel Aphel Differenz in %
Merkur 0.313 0.459 46.6%
Venus 0.718 0.728 1.4%
Erde 0.983 1.017 3.5%
Mars 1.381 1.666 20.6%
Jupiter 4.95 5.459 10.3%
Saturn 9.021 10.054 11.5%
Uranus 18.324 20.078 9.6%
Neptun 29.709 30.385 2.3%
Pluto 29.658 49.305 66.2%

The winner is: Venus ... ist ja auch dass Sinnbild der Perfekten Frau :D allerdings leider wenig kurvenreich :D :D

Wenn die Tendenz der Gezeitenkraft dazu führt, dass die Umlaufbahnen immer kreisförmiger werden (was ich auch gelesen habe und mir plausibel erscheint ... finde nur nicht mehr die Quelle, die das gut erklärte), dann frage ich mich schon, warum der Jupiter als Beastmaster im Sonnensystem immer noch mehr als 10% von der perfekten Kreisbahn abweicht, während andere, wesentlich leichtere Planeten, wie Venus und Erde schon recht nahe an der Perfektion sind.

Anmerkung: Tabellen lassen sich hier weder mit Tab noch mit Leerzeichen ordnen :( Deswegen die Tabelle nochmal ohne Perihel und Aphel, der Übersichtlichkeit wegen:

Planet Differenz in %
Merkur 46.6%
Venus 1.4%
Erde 3.5%
Mars 20.6%
Jupiter 10.3%
Saturn 11.5%
Uranus 9.6%
Neptun 2.3%
Pluto 66.2%
 
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Bynaus

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Jupiter reagiert vermutlich einfach sehr träge auf diese Gezeitenkraft - schliesslich hat er fast 3 Mal so viel Masse wie alle anderen zusammen. Das heisst, Jupiter ist tatsächlich der "Beastmaster" und zwingt allen anderen Planeten seinen Willen auf, selbst dem grössten "Löwen" Saturn.

Neptuns kreisrunde Bahn lässt sich gut durch seine Wanderung in Richtung Kuipergürtel erklären - das ständige "dynamische Heizen" einer grossen Trümmerscheibe zirkularisiert seine Bahn.

Die Masse eines Planeten (und seine Entfernung zum Körper, den er umkreist) sagt letztlich aus, wie träge er auf die Wirkung von Gezeitenkräften reagiert. Massive Planeten reagieren langsam, sowohl in Richtung Exzentrizität als auch in Richtung Zirkularisierung. Massearme reagieren entsprechend schnell. Das würde aus meiner Sicht Merkurs exzentrische Bahn erklären, die zwar von der Sonne zirkularisiert werden sollte, aber gleichzeitig nur zu leicht von den anderen Planeten exzentrischer gemacht wird. Venus ist für so schnelle Änderungen wohl zu massiv, wie auch die Erde. Mars ist klar der "Exzentrisierung" von Jupiter unterworfen, das gilt auch für Saturn und Uranus.

Und Pluto, das sollte jetzt wohl ein für allemal abgehakt sein... ;)
 

mac

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Hallo Jonas,

ich finde Dein Auswahlkriterium (Zeichenkunst) für diese Frage viel zu hart. Es ist ja z.B. nicht ein Planet dabei, der 100% überschreitet. Und bei den Minisystemen der großen Planeten setzt sich das ja fort.

Der Ausgangszustand ist ja zunächst mal die Akkretionsscheibe um die Ursonne. Zur Zeit stelle ich mir vor, dass bei ihrer Ausbildung alle grobe Excentrizität ausgebügelt wird. Wenn sich die größeren Satelliten bilden, kommt es ja wohl zu einer ganzen Welle von Störungen durch Kollisionen, nur muß da im Mittel auch wieder etwa eine ‚runde’ Umlaufbahn übrig bleiben.

Wie gut diese ‚Bremsung’ im Perihel wirkt, weis ich bisher nicht. Muß mir noch überlegen, wie ich das wohl rechnen könnte. Aber im Prinzip ist das zunächst mal egal. Die wesentliche Aussage, bei der wir uns sicher einig sind, ist die, dass im Perihel mehr ‚geknetet’ wird, als im Aphel. Also wird da auch die meiste Energie verbraten und die kann nur aus der kinetischen Energie des Umlaufs kommen. Es kann also sein, dass fast nichts passiert, aber egal wie viel passiert auf jeden Fall wird der Umlauf nicht beschleunigt. Wenn ich immmer nur im Perihel bremse, dann verringere ich damit den Schwung der nötig ist das Aphel zu erreichen.

Genauer weis ich auch noch nicht.

Herzliche Grüße

MAC
 

Bynaus

Registriertes Mitglied
Zur Zeit stelle ich mir vor, dass bei ihrer Ausbildung alle grobe Excentrizität ausgebügelt wird. Wenn sich die größeren Satelliten bilden, kommt es ja wohl zu einer ganzen Welle von Störungen durch Kollisionen, nur muß da im Mittel auch wieder etwa eine ‚runde’ Umlaufbahn übrig bleiben.

Es wird ja bei der Planetenbildung prinzipiell von zwei Phasen gesprochen: erst der "runaway growth", bei dem die Planetesimale auf eng begrenzten, kreisrunden Bahnen um die Sonne ziehen und ihren Hill-Torus freisaugen. Wenn sie eine bestimmte Grösse erreicht haben, beginnen sie, sich gegenseitig in ihren Bahnen zu stören, wodurch die Exzentrizität "gepumpt" wird und die Planetesimale (jetzt Planeten-"Embryonen" genannt, zwischen Mond- und Marsgrösse) beginnen, auf die "schiefe Bahn" zu gelangen, was natürlich zu Kollisionen und letzlich zur Akkretion grösserer Planeten führt (bei hohen Kollisionsgeschwindigkeiten - wie bei Merkur - können solche Kollisionen auch destruktiv sein). Manchmal bleiben auch einige Embryonen auf ihren exzentrischen Bahnen übrig (Mars? Merkur?). Die Kollisionen selbst führen zu einer langsamen Zirkularisierung, was wohl auch gut erklärt, warum Venus und Erde (die viele Kollisionen hinter sich haben) kreiförmigere Bahnen haben als Mars und Merkur.

Ist das in deinem Sinne? ;)
 
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