Wenn ich bei Vorträgen vor Kindern über die Himmelskörper spreche, dann kennen viele von ihnen schon die Namen der Planeten. Bei der erst vor wenigen Jahren neu geschaffenen Klasse der Zwergplaneten ist das anders. Von denen gibt es zwar momentan nur fünf, aber wenn, dann ist höchstens Pluto bekannt. Wenn ich dann aber von den anderen drei erzähle, ist der Liebling der Kinder immer sofort der Zwergplanet Makemake. Diesen Namen finden sie jedes Mal höchst amüsant.
Ursprünglich trug das Objekt mal die Bezeichnung 2005 FY9 (damals wurde es noch wie ein Asteroid klassifiziert). Die Entdecker selbst nannten ihn aber „Easterbunny“, also Osterhase, weil er am 31. März 2005 entdeckt wurde, also kurz nach Ostern. Als der Zwergplanet dann im Jahr 2008 offiziell benannt wurde, wollte man diese Beziehung zu Ostern aufrecht erhalten und entschied sich für den Namen einer Gottheit von der Osterinsel: eben Makemake.
Bei den Zwergplaneten steht ja vor allem immer der Konflikt zwischen Pluto und Eris im Vordergrund. Ist Eris größer als Pluto? Ist Pluto größer als Eris? Sind beide ungefähr gleich groß? Dabei sind Ranglisten dieser Art nicht sonderlich wichtig. Viel interessanter ist die Beschaffenheit dieser Himmelskörper. Ihr innerer Aufbau, ihre Oberfläche, ihre Atmosphäre, und so weiter. Denn über die kleinen Eisplaneten am Rand des Sonnensystems wissen wir immer noch sehr wenig. Außer unscharfen Lichtpunkten haben wir keine Bilder dieser fernen Objekte und es wird noch bis 2015 dauern, bevor die Raumsonde New Horizons an Pluto vorüber fliegt und die ersten echten Aufnahmen seiner Oberfläche machen wird. Und bis man die viel weiter entfernten anderen Zwergplaneten sehen wird können, wird noch viel mehr Zeit vergehen (vor allem, weil New Horizons nicht zu ihnen fliegen wird).
Trotzdem geben sich die Wissenschaftler Mühe. Durch ausgeklügelte Modelle und lange Beobachtungen fand man zum Beispiel einen dunklen Fleck auf der Oberfläche des Zwergplaneten Haumea. Besonders hilfreich für die Charakterisierung dieser fernen Himmelskörper sind aber die Sterne. Wenn ein Zwergplanet vor einem Hintergrundstern vorüberzieht, dann verdunkelt er für kurze Zeit dessen Licht. Es gibt eine Mini-„Sternenfinsternis“ und aus der Art und Weise wie sie abläuft, können die Astronomen viel lernen. 1988 beobachteten Wissenschaftler, wie Pluto einen Stern bedeckte. Das Licht des Sterns verschwand nicht abrupt, sondern wurde graduell dunkler und dann wieder heller. Das bedeutet, dass Pluto eine Atmosphäre haben muss, durch die das Licht des Sterns langsam abgeschwächt wird, bevor sich Pluto komplett vor den Stern schiebt. Ähnliche Beobachtungen zeigten, dass Eris keine Atmosphäre besitzt. Hier verschwand das Licht sofort. Auch die Größe eines Planeten lässt sich bei einer Bedeckung sehr genau messen.
Die Astronomen waren also erfreut als sie merkten, dass auch Makemake vor einem Stern vorüber ziehen würde. Falls es jemanden interessiert: Der fragliche Stern heißt NOMAD 1181- 0235723 und hat eine Helligkeit von 18 Magnituden. So sieht es aus, wenn sein Schatten über die Erde wandert:
Es geschah am 23. April 2011 und kürzlich wurden die ausgewerteten Daten veröffentlicht. So sahen die Lichtkurven aus, die verschiedene Teleskope für die Bedeckung gemessen hatten:
Man erkennt deutlich, wie die Helligkeit des Sterns zum Zeitpunkt der Entdeckung übergangslos kleiner wird (Da die Teleskope sich an verschiedenen Orten befanden, fand die Bedeckung zu unterschiedlichen Zeitpunkten statt – darum sind die Kurven im Bild nicht alle exakt übereinander). Makemake hat also keine Atmosphäre! Dabei wäre das durchaus möglich gewesen. Pluto hat ja immerhin eine, wenn sie auch sehr dünn ist. Eris ist viel weiter draußen und viel kälter; zu kalt für eine Atmosphäre. Seine Gase liegen alle gefroren als Eis auf der Oberfläche und das ist auch der Grund, warum er so viel Licht reflektiert und vergleichsweise hell ist. Makemake liegt zwischen den Bahnen von Pluto und Eris. Von der Temperatur her könnte es für eine Atmosphäre ausreichen – aber das hängt immer von der Art der Gase ab. Wenn es auf Makemake viel Stickstoff-Eis gäbe, dann könnte ein Teil des Stickstoffes sublimieren und eine Atmosphäre bilden. Aber offensichtlich gibt es kein Stickstoff-Eis auf Makemake… Es bestünde auch die Möglichkeit, dass Makemake keine globale Atmosphäre hat, sondern nur lokale „Atmosphärenblasen“ in der Nähe von Regionen an seiner Oberfläche an denen es ein bisschen wärmer ist. Das lässt sich mit den bisherigen Daten nicht ausschließen.
Immerhin kennt man aber nun die Größe von Makemake ziemlich genau. Es handelt sich um ein leicht elliptisches Objekt, dass in die eine Richtung 1430 Kilometer und in die andere 1502 Kilometer misst. Seine Dichte beträgt 1,7 Gramm pro Kubikzentimeter.
Im äußeren Sonnensystem gibt es noch jede Menge zu entdecken. Wir kennen derzeit vier offizielle Zwergplaneten. In Wahrheit schwirren da draußen wahrscheinlich hunderte vergleichbare Objekte herum und dazu noch haufenweise kleinere Asteroiden. Wir haben gerade erst angefangen, diesen „Vorort“ unseres Sonnensystems zu erforschen und zu verstehen. Ich bin sicher, dass dort noch jede Menge Überraschungen auf uns warten…
Was mich schon länger beschäftigt: Wie spricht man Makemake aus? „Mäkmäk“ oder „Makemake“ oder …?
Soweit ich weiß spricht man das so aus, wie man es schreibt.
Hehe, wollte ich auch fragen 🙂
Na so:
[ˈmakeˈmake] 😉
@Florian
Doch, von einem schon: dem Neptunmond Triton, der Neptun retrograd umläuft (gegen dessen Rotationsrichtung) und damit sehr wahrscheinlich ein eingefanges Kuiper-Gürtel-Objekt ist, der, wenn er Neptun nicht umkreiste, der größte Zwergplanet geworden wäre. Der hat Geysire und eine dünne Atmosphäre.
Möglicherweise wird Pluto aus der Nähe ähnlich aussehen. Vielleicht aber auch ganz anders, es gibt ja keine 2 größeren Objekte im Sonnensystem, die sich wirklich ähnlich sehen (am ehesten noch der Erdmond und Merkur, wobei letzterer jedoch keine Maria hat und eine ganz andere innere Struktur).
„…ein leicht elliptisches Objekt, dass in die eine Richtung 1430 Kilometer und in die andere 1502 Kilometer misst.“
Wie groß ist denn Genauigkeit derartiger Messungen? Da stehen im Paper doch bestimmt irgendwelche Fehlergrenzen…
@Fliegenschubser: „Da stehen im Paper doch bestimmt irgendwelche Fehlergrenzen…“
Ja, es sind 1430 p/m 9 und 1502 p/m 45 km.
Hallo Florian,
was ich schon immer fragen wollte, auf die sog. künstlerischen Darstellungen von Planeten(oberflächen) wird ja gerne die Sonne im Hintergrund mit angezeigt, wie sie soo schön die Planeten beleuchten usw.
Also so beleuchtet, dass man denken könnte, der oder die Planeten sind viel näher an der Sonne bzw. an einem Stern als gedacht.
Wie ist den die Realität?
Werden die entfernten Planeten (ab sagen wir mal Neptun) tatsächlich genauso „stark“ bzw. „kraftvoll“ angeleuchtet, wie z.B. oben in der künstl. Darstellung?
Und wenn wir au so einen Planeten landen könnten, währe es immer noch so „taghell“ wie oder ähnlich auf der Erde bzw. Mars?
Hoffe, du kannst mich verstehe, was ich fragen will.
Bei Eisplaneten kann ich es mir noch vorstellen, aber ob die zurückgestrahlte Helligkeit so ist, wie oben z.B. als künstl. Darstellung?
Was ist es den generell bei künstlerischen Darstellungen von der NASA und anderen Raumfahrtorganisationen in Sachen Realität zu halten?
@Ex-Esoteriker
Pluto ist ca. 40-mal so weit von der Sonne weg wie die Erde, damit erhält er nur (1/40)² = 1/1600 der Helligkeit, die auf der Erde herrschen. Hier haben wir ungefähr 100.000 Lux an einem klaren Sonnentag (auf Pluto gibt’s ja auch keine Wolken), auf Pluto wären es somit rund 60 Lux. Das ist irgendwo zwischen Flur- und Straßenbeleuchtung und 250-mal so hell wie der Vollmond. Also deutlich dunkler als bei uns, aber hell genug, um sich problemlos zurecht zu finden und Zeitung zu lesen.
Mich wuerde interessieren, wie ein Vergleichsprofil aussehen wuerde, wenn ein Koerper eine Atm haette. Waere das unten voellig abgerundet, wie „U“, oder nur die Ecken rund oder gar wie ein „V“?
@leser: „Waere das unten voellig abgerundet, wie “U”, oder nur die Ecken rund oder gar wie ein “V”?“
Naja, ein V kann es nicht sein, denn Licht kann einen Festkörper ja nicht durchdringen. Es muss also immer ein Plateau geben, wenn der Stern gerade hinter dem Objekt ist, wo gar nichts durchkommt. Das Profil mit Atmosphäre würde tatsächlich eher wie ein U aussehen; oder vielleicht mehr wie eine Mischung aus U und V.
@leser
Ein U trifft es schon ganz gut. Siehe etwa entsprechende Lichtkurven von Pluto und Charon hier. Pluto hat U-förmige Lichtkurven, Charon so eine wie oben Makemake.
Ganz dumme Frage: Wie lange ist die Belichtungszeit für eine solche Messung der Helligkeit? Sollte da bei einer längeren Belichtungszeit nicht auch ein waagerechter Fehlerbalken sein? Speziell bei den kleinen Teleskopen wird diese Zeit doch deutlich länger sein, als bei den großen.
@ Wurgl:
Ich neme mal an, die Messung erfolgt fotometrisch. Dann geht es im Grunde nur darum, eine praktisch punktförmige Lichtquelle überhaupt abzubilden. Das ist dann eine Funktion von Objekthelligkeit und Öffnung. Ach ja, und Sensorempfindlichkeit. Viel Zeit braucht’s dafür sowieso nicht. Außerdem kann man ja einfach definieren, dass die aufgetragene Zeitspanne ab „0 since UT“ jeweils dem Ende der jeweils gleich langen Belichtungszeiten entspricht.
@Wurgl
Am Ende der Seite, die ich in dem Post gleich über Deinem verlinkt habe, sind die Daten der Messungen vermerkt, die von den Leuten für die Pluto-Bedeckung verwendet wurden (mit überraschend kleinen Teleskopen). Da betrug die Belichtung 2-3 Sekunden. Zur Verlängerung wurden z.T. gleitende Mittelwerte aus mehreren Aufnahmen gebildet.
Die zur Beobachtung von Makemake verwendeten Teleskope (VLT, NTT u.a.) waren um einiges größer als die für Pluto verwendeten (25- 50 cm). Obwohl der beobachtete Stern fast 5 Größenklassen (Faktor 100) schwächer als Pluto war, dürften die großen Teleskope ähnliche oder gar kürzere Belichtungszeiten erlaubt haben.
Hallo Alderamin,
Danke für die Antwort.
Also so ähnlich, als würde ich eine 60 Lux Fahrradlampe im dunklen auf ein Steinfeld richten, da es „ungefiltert“ direkt die Steine trift (der Lichtkegel), so habe ich es immer beobachtet, gibt es „harte“ Schatten, ganz klar abgegrenzt vom beleuchteten Teilen des Steinfeldes.
Also könnte ich mir praktisch so die „atmosphärenlosen“ Planetenoberflächen vorstellen oder?
Und Planeten, die eine Atmosphäre haben, könnte ich mir wohl so vorstellen, als hätten wir hier eine ewige Dämmerung mit Bewölkung oder? Und das, wenn die Sonne( ein Stern generell) hoch am Himmel des weit entfernten Planeten steht.
@Ex-Esoteriker
Harte Schatten entstehen, wenn die Lichtquelle eine geringe Winkelausdehnung hat und kein anderes Licht (z.B. vom blauen Himmel oder der Umgebung) den Schatten ausleuchtet.
Da die Sonne vom Pluto 40-mal kleiner als von der Erde aus erscheinen würde, hätte sie etwa den scheinbaren Durchmesser der Planeten Jupiter oder Venus von der Erde aus gesehen, damit wären die Schatten rasiermesserscharf. Da Pluto keine nennenswerte Atmosphäre hat, gäbe es keinen blauen Himmel, der die Schatten ausleuchten könnte, aber ein wenig Licht sollte trotzdem aus der Umgebung reflektiert werden, so dass nicht alle Schatten komplett schwarz wären, wie in Deinem Fahrradlampen-Beispiel. Eher wie bei Bildern vom Mond, wo die Situation ähnlich ist (nur ist da die Sonne so groß und so hell wie von der Erde aus gesehen).
An Planeten mit (dichter) Atmosphäre haben wir im Sonnensystem die Venus und die Gasplaneten.
Ich habe mal gelesen, dass es auf der Venus etwa so hell ist wie an einem dicht bewölkten Tag auf der Erde.
Bei den Gasplaneten, die keine feste Oberfläche haben, kann hängt es davon ab, wo Du den gedachten Beobachter hin verortest. In den oberen Schichten wird der Himmel blau sein und es ist verhältnismäßig hell (bei Neptun allerdings nur wenig heller als bei Pluto), bei hinreichender Tiefe hat man dann Wolkenschichten über sich, die schließlich so dicht werden, dass es völlig finster wird. So ähnlich wie die ewige Dunkelheit im Meer jenseits von 100 m Tiefe.
vor ein paar tagen hat der makemake noch eine halbe atmosphäre
https://derstandard.at/1353206894095/Neues-Licht-auf-Plutos-kleinen-Bruder
wobei das referenzierte abstract besagt:
„although a localized atmosphere is possible. A density of 1.7 ± 0.3 g cm−3 is inferred from the data.“
was ist jetzt der konsens?
@momo: „was ist jetzt der konsens?“
So wie ich es im Artikel geschrieben habe: Man hat keine Atmosphäre gemessen. Aber die Daten erlauben theoretisch eine lokale Atmosphäre. Das heißt aber nicht, dass es die auch gibt. Und die Dichte bezieht sich auf den Zwergplaneten selbst.
Nochmals Danke für die Antworten :),
jetzt kann ich es mir besser vorstellen.
Und ja, auf der Venus selber soll es tatsächlich so sein, wie ein nebliger trüber Tag, bloss, dass da die trübniss für uns alles in „orange“ erscheinen soll, ist aber sehr lange her, dass ich das mal gelesen hatte.
Keine Sorge, war ein Astronomiebuch für Kinder 😉
@Florian: sind es nicht eigentlich fünf Zwergplaneten, nämlich mit absteigender Größe Eris, Pluto, Haumea, Makemake und Ceres?
@wereatheist: „sind es nicht eigentlich fünf Zwergplaneten, nämlich mit absteigender Größe Eris, Pluto, Haumea, Makemake und Ceres?“
Verdammt, du hast Recht! Ceres hab ich irgendwie vergessen…
@Alderamin: Die Belichtungszeit dürfte bei den großen Dingern tatsächlich extrem kurz sein. Sieht man ja auch an der Anzahl der Messpunkte. Bei den kleineren hat man aber deutlich weniger Messpunkte, teilweise im Abstand von etwas mehr als 20 Sekunden einen und da frag ich mich halt, wie lange bei diesen Kleinen die Belichtungszeit war. Ein Teilstrich auf der Skala sind immerhin 5 Sekunden.
@Wurgl
Es kommt ja nur auf die Helligkeit des bedeckten Sterns an, und der hatte 18. Größe. Wenn man Pluto bei 13,6. Größe mit 25 cm Öffnung in 3 s belichten kann, dann kann man das bei 18. Größe mit 2,50 m Öffnung ebenfalls, weil 5 Größenklassen sind ein Faktor 100 an Helligkeit und mithin ein Faktor 10 an benötigter zustäzlicher Öffnung. VLT hat sogar 8,2 m Öffnung (ich weiß allerdings nicht, ob man wirklich die großen Teile verwendet hat, oder die kleineren Survey-Teleskope mit 2,6 m; außerdem dürften dort bessere Photometer oder Kameras zur Verfügung stehen, als bei der mobilen Pluto-Messung).
5 Sekunden Belichtungszeit ginge also. Insbesondere als gleitender Mittelwert.
Habe ich etwas verpasst? Ich dachte, „Sedna“ wäre auch ein Zwergplanet?
Sedna sieht auch rund aus (genauer: sollte rund sein bei der Größe).
@Florian: da steht immer noch was von den anderen drei. Sorry, P.I.T.A. modus 🙂
Eher unwichtig: Zu der Aussprache von Make-make musste sich uebrigens selbst der Entdecker korrigieren lassen; seine korrigierte Version lautet MAH-kay MAH-kay (also ganz anders, als vermutet) https://www.mikebrownsplanets.com/2008/07/make-make.html
Moeglicherwsie ist das aber nur der Hawaianische Dialekt, und die Rapa Nui sprechen es wieder ganz anders aus …
@noch’n Flo Sedna ist kein Zwergplanet, weil Zwergplaneten von der IAU einzeln akkreditiert werden muessen … aber vielleicht spaeter mal :-/
Es gibt ja noch so einige Zwergplaneten-Kandidaten, neben Sedna z.B. auch den Quaoar (auch ein schöner Name). Da hatte Harald Lesch mal eine Sendung drüber gemacht:
https://www.br.de/fernsehen/br-alpha/sendungen/alpha-centauri/alpha-centauri-quaoar-2006_x100.html
danke, beim kopipaste der dichte war mein hirn wohl nicht ganz da 😉
Der Schatten im Video ist weit größer als der Kernschatten einer Sonnenfinsternis. Ich nehme an, dass es sich nicht um eine wahrnehmbare Verschattung wie bei einer Sofi handelt, sondern um den Bereich, in dem die Bedeckung des Hintergrundsterns (nachts) zu beobachten war, richtig? Würde es tagsüber bei so einer großen Entfernung überhaupt eine auf der Erde wahrnehmbare Kernverschattung geben? Dann müsste es ja lokal kurzzeitig dunkel werden. Verzeihung für die dummen Fragen, aber hier fragt der Laie.
@T
Beides, es ist der (selbstverständlich nicht wahrnehmbare) Kernschatten und die Sichtbarkeitszone. Da der Stern praktisch ein Punkt ist (weil er so weit weg ist), gibt es keinen Halbschatten. Der Halbschatten bei einer SoFi ist ja der Bereich, wo die Sonne nur teilweise vom Mond bedeckt ist. Eine solche Zone gibt es bei einem punktförmigen Stern nicht. Er ist entweder komplett verdeckt, oder gar nicht.
Der Stern ist etwa 50000 Mal lichtschwächer als der schwächste, mit dem bloßen Auge noch sichtbare Stern, da ist nichts wahrnehmbar und es wird nicht dunkel. Es wird ein ohne Teleskop komplett unsichtbarer Stern verdeckt.
Man kan auf diese Weise übrigens die Silhouetten von Asteroiden bestimmen, wenn sich genug Beobachter quer zur Schattenlinie positionieren und die genauen Uhrzeiten der Bedeckung stoppen. Als wenn man einen echten vorbeiziehenden Schatten vermisst.
@ Alderamin
Danke sehr. Ich kann mir vorstellen, dass ich nicht der Einzige bin, den dieses Video etwas verwirrt.
@T
Hmm, bei der SoFi bin ich ein bisschen in die falsche Richtung abgeschweift, der Punkt war eigentlich:
Der Kernschatten von Makemake ist praktisch genau so groß wie Makemake selbst. Der Kernschatten des Mondes bei einer SoFi ist hingegen viel kleiner als der Mond. Wieso das?
Weil die Sonne eine ausgedehnte Fläche ist, die größer ist, als der Mond, scheint sie von außen um den Mond herum und ihre Strahlen laufen hinter dem Mond aufeinander zu. Wenn der Mond in Erdferne ist, treffen sich die um den Mond laufenden Strahlen noch über dem Erdboden und es gibt gar keinen Kernschatten auf der Erde, sondern man sieht von der Erde aus die Sonne als Ring um den Mond: eine ringförmige Sonnenfinsternis. Nur wenn der Mond nahe genau an der Erde ist, trifft sie ein kleiner Kernschatten. Der Kernschatten ist umso größer, je näher der Mond der Erde ist. Direkt hinter’m Mond ist er genau so groß wie der Mond selbst.
Bei dem Stern und Makemake ist es so, dass der Stern so unglaublich weit weg ist, dass seine Strahlen praktisch parallel bei uns ankommen und Makemake in seiner vollen Größe auf die Erde projizieren. Zwar ist der Stern in Wahrheit auch größer und scheint außen um Makemake herum, aber die paar Milliarden Kilometer von ihm zur Erde sind nichts gegen die Entfernung zwischen ihm und dem Stern. Aus der Sicht des Sterns befinden wir uns dicht hinter Makemake. Deswegen laufen die Strahlen auch nicht sehr weit auf dem Weg von Makemake zu uns zusammen und der Kenrschatten ist ziemlich genau so groß wie Makemake selbst.
@myself
sollte natürlich „nahe genug“ heißen….
@nochmal myself
Oh, der Text, den ich gerade korrigiert habe, hängt noch in der Moderation.
[…] Sonnensystem besteht nicht nur aus einem Stern und acht Planeten. Da gibt es noch die Zwergplaneten und über das ganze System verteilt jede Menge Asteroidengürtel. Den ganzen Kleinkram darf man […]
[…] hat. Damit gehört er zu den größten bekannten Asteroiden; er ist größer als Haumea und Makemake, zwei der vier derzeit offiziell anerkannten Zwergplaneten im äußeren Sonnensystem und auch […]