…Mond und Sterne?
Ich bin immer wieder verblüfft, wenn nich lese, dass der Planet einen
Steinkern hat und eine große Gashülle. Ganz verblüfft bin ich, wenn
ich lese, dass irgend ein Mond einen Steinkern hätte, der von einem
Eispanzer umschlossen wird. Wie finden Astronomen das Gewicht eines
Himmelkörpers heraus?
Alexander, der der Runde eine gute Woche wünscht.
Hallo,
Wie finden Astronomen das Gewicht
eines
Himmelkörpers heraus?
Also zuerstmal:
Du möchtest die Masse bestimmen, und nicht das Gewicht 
Die Masse der Sonne zu bestimmen ist eigentlich ziemlich einfach.
Und das kann man z.B. ganz einfach mit den Keplerschen Gesetzen, Newtons Kraftgesetzen und einigen trivialen Bahnbeobachtungen und Fallversuchen machen.
Für die Sonne brauchst du z.B. lediglich die Umlaufzeit um die Sonne, den Abstand Erde-Sonne und die durch Versuche bekannte Gravitationskonstante. Dann kannst du mit
4 \* pi<sup>2</sup> \* r<sup>³</sup>
M<sub>Sonne</sub> = ----------------- =~ 2 \* 10<sup>30</sup>kg
G \* T<sup>2</sup>
Wobei
T = Umlaufzeit = 356,25 Tage = 3,16 \* 10<sup>7</sup> sec
r = Bahnradius = 150 Mio km = 1.5 \* 10<sup>11</sup> m
G = Gravitationskonstante = 6,67 \* 10<sup>-11</sup> m<sup>3</sup>kg<sup>-1</sup>s<sup>-2</sup>
die Masse der Sonne ausrechnen. Bei anderen Planeten geht das dann analog, hier mißt man die Umlaufzeit der Monde und den Abstand Mond-Planet und rechnet dann los.
Im Prinzip läuft es also immer darauf hinaus, die Auswirkung der Massenanziehung zu messen (z.B. Umlaufzeit, Bahnänderung usw) und dann kann man daraus auf die Massen der Körper schließen. Das kann aber bei komplizierten Systemen durchaus komplex werden.
Bei den Massen von Sternen verhält es sich so: Bei Doppelsternsystemen kann man wieder mit den Bahndaten arbeiten und von dort aus auf die Masse schließen. Das klappt ganz gut. Bei Sternen die aber „allein“ sind, fehlt ein beobachtbarer Partner um den Einfluss der Schwerkraft des Sterns zu messen. Hier muss man sich mit indirekten Methoden behelfen. So zeigte sich z.B. bei Doppelsternen, dass die Helligkeit der Sterne und die Temperatur in Beziehung zur Masse stehen. So kann man also bei Einzelsternen die Masse aufgrund von Helligkeit und Temperatur abschätzen. Stichwort: Hertzsprung-Russell-Diagramm.
Ich bin immer wieder verblüfft, wenn nich lese, dass der
Planet einen Steinkern hat und eine große Gashülle.
Also die Gashülle (=Atmosphäre) lässt sich ja direkt sehen und damit ist das ja keine große Kunst, dort die Bestandteile zu erkennen.
Wesentlich schwieriger ist es natürlich den inneren Aufbau eines Planeten zu beschreiben. Aber man kennt ja das Volumen der Planeten und deren Masse, und damit natürlich deren mittlere Dichte. Und von der Dichte kann man eben bestimmte Schlüsse auf die Zusammensetzung ziehen, da die Materialien ja so schwer sein müssen, dass die Dichte dabei herauskommt. Zu leichte oder zu schwere Materialien fallen dabei weg. Dann kennt man noch die Oberflächen-Materialien der Planeten und kann so noch Rückschlüsse auf Kern usw ziehen. Im Detail ist das natürlich wesentlich komplexer und da gibt es hunderte von Indikatoren für den exakten Aufbau eines Planeten.
mfg
deconstruct