Planeten, Monde und kleine K ö rper

1. Sonnensystemforschung Physik der Sonne und Heliosphäre, Planetenforschung, kleine Körper im Sonnensystem, Magnetosphären, Staub, usw. Sonne und Heliosphäre Magnetosphäre Planeten, Monde und kleine Körper

2. Ein breites & dynamisches Feld Ein breites Feld: Die Massen der Objekte variieren zwischen 1030 kg und 10-15 kg (Sonne, Staubpartikel), die Dichten um den Faktor 1030, die Temperaturen zwischen 10 K und 107 K. • Dynamisch: erfolgreiche Welt-raummissionen (z.B. Ulysses, SOHO, Cluster, Giotto, Galileo, Mars Express) mit wichtigen Beiträgen der MPG. Bsp.: Sonnen-Spektrometer SUMER vom MPAE: >800 Publikationen • Gut sichtbar: viele Papers in Science und Nature, viele Berichte in der Öffentlichkeit. Nobelpreis 2002, Davies APX auf Spirit & Opportunity MPI für Chemie

3. Reine Forschung mit einem Bezug zur Umwelt Zwei Ziele: • Verständnis astronomisch relevanter physikalischer & chemischer Prozesse (die z.T. nur im Sonnen-system mit genügender Genauigkeit studiert werden können) • Bezug zu uns: Gibt es Leben nur auf der Erde & warum? Wovon werden diese lebensfreundlichen Bedingungen beeinflusst?

4. Stellare Astrophysik, Plasma-Astrophysik Turbulenz, Plasmaphysik, Dynamos Geophysik, Geologie Exobiologie, organische Chemie Extrasolare Planeten, Stern- & Planeten- entstehung Atom-, Molekül- physik Sonne-Erde Beziehung:Klima, Weltraumwetter Kernphysik, Neutrinos, Gravitation Brücken zu anderen Gebieten

5. Methoden & Geräte der Sonnensystemforschung • Fernerkundung (teleskopisch) von Sonne, Planeten & kleinen Körpern • vom Erdboden aus (im Sichtbaren, IR & Radiobereich) • vom Weltraum aus (vorallem bei anderen Wellenlängen) • In Situ Messungen (auf Raumsonden) von Planeten, kleinen Körpern und der Heliosphäre • Theorie (Fluid-Dynamik, Plasmaphysik, Strahlungstransport, Chemie, Kernphysik, usw.) • Dominanz der Weltraumgestützten Forschung • Vorwiegend Grossgeräte • Grossteils Eigenentwicklungen (da die üblichen astronomischen Geräte oft nicht benutzbar).

6. Sonnensystemforschung in der MPG • Hauptsächlich am MPI für Aeronomie, in Zukunft MPI für Sonnensystemforschung • Im kleineren Rahmen auch an den MPI für Astronomie (Planetenentstehung: Beobachtungen), Astrophysik (stellare Astrophysik), Chemie (Kosmochemie), extraterrestrische Physik (Planetenentstehung: Theorie; Magnetosphären-forschung), Kernphysik (Staub; Sonnen-Neutrinos), Radioastronomie (Exobiologie; Kuiper-belt Objekte & Kometen; kosmische Magnetfelder). • So gut wie keine Überlappung zwischen den Instituten.

7. Neues Paradigma: die dynamische Sonne Resultat der ESA/NASA Raumsonde SOHO. MPG hat zentrale Instrumente und wichtige wissenschaftliche Beiträge geliefert

8. Sonne und Erde

9. Die Dynamik und Aktivität der Sonne, und somit ihr Einfluss auf die Erde, wird durch das solare Magnetfeld bestimmt  Wichtig: Messung und Theorie des Magnetfelds Problem: sehr kleinskalig

10. Sunrise Eine Mission mit dem Ziel, das Sonnenmagnetfeld hochaufgelöst zu studieren.Unter Leitung des MPAE Teleskop der 1-Meter-Klasse mit Satz von Fokalinstrumenten (Filtergraph, Magnetograph, Spektropolarimeter) für hochaufgelöste Studien (35 km auf der Sonne). Erster antarktischer Ballonflug 2007.

11. Helio- Seismologie

12. Solar Orbiter Mission der ESA zur Sonne und in die innere Heliosphäre (Start 2013). Eine Initiative des MPAE Merkmale: Erste Erkundung des innersten Sonnensystems (5 mal näher an der Sonne als von der Erde) Erste Erforschung der Pole der Sonne (Bilder, seismische Daten) Rotiert synchron zur Sonne: Unterscheidung von zeitlichen und räumlichen Veränderungen Geplante Beteiligung des MPAE an Magnetographen & EUV Spektrometer

13. Mantelplume im Mars Planetenforschung Innerer Aufbau und dynamische Prozesse • Wie entstehen planetare Magnetfelder? • Was sind Ursachen für tektonische Prozesse und Vulkanismus? • Wie beeinflussen innere Prozesse die Oberflächen und Atmosphären? Ist Jupiters Jetströmung von Innen getrieben? Dynamomodell

14. Staubstürme auf Mars und Erde Planetenforschung Dynamik und Entwicklung planetarer Atmosphären • Wie erklären sich Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Planetenatmosphären? • Wie unterscheidet sich die Klimageschichte? • Ähnelt die Atmosphäre des Titan der frühen Erdatmosphäre? Atmosphäre und Oberfläche des Titan (Artist‘s view) VenusatmosphäreimUV

15. Ozean im Jupitermond Europa Planetenforschung Wasser als Grundlage organischen Lebens • Auf welchen Körpern gibt es Wasser ? • Wo findet es sich in flüssiger Form ? • Welche Rolle spielen Kometen bei der Verteilung des Wassers im Sonnensystem? KometHalley Siehe auch Vortrag Menten Polarkappe des Mars

16. Kometenforschung: Die Mission Rosetta • Kometen • bilden die ursprünglichste Materie im Sonnensystem • transportieren Wasser und Volatile durch das Sonnensystem • enthalten komplexe organische Moleküle • Rosetta • Start 26.02.2004 • Ankunft am Kometen Churyumov-Gerassimenko 2014 • Rosetta Orbiter und Lander (Philae) • Starke MPG Beteiligung, z.B. an den Kameras, Massen-spektrometer, Mikrowellen-spektrometer, Radiosounding MAMBO 1.2mm

17. DAWN: Mission zu Vesta und Ceres Ceres im HST Asteroiden Relikte aus der Zeit der Planetenentstehung vor 4.6 Ga (übrig gebliebene Proto-planeten). • Vesta: in Kruste, Mantel, Kern differenziert. • Ceres: enthält viel H2O & war nie sehr heiß. • Dawn • NASA Discovery Mission mit wesentlicher deutscher Beteiligung • Start 2006 Vesta 2010 Ceres 2014 • Solar-elektrischer Ionenantrieb • MPAE Beteiligung: Stereo-Kamera

18. Eisenkern (75% des Radius) Merkur: Mission Bepi Colombo Der kleinste, dichteste und sonnennächste Planet ist wenig untersucht worden. • Warum ist der Kern so gross ? • Wie unterscheidet sich die Zusammen-setzung von der anderer Planeten ? • Entsteht das schwache Magnetfeld durch einen Dynamoprozess ? • Gibt es Eis in den Polregionen ? • Bepi Colombo • ESA Cornerstone Mission • Start 2012 • Planetarer Orbiter und Magnetosphärenorbiter Magnetosphäre

20. Bodengebundene Teleskope Beobachtungen im IR und Sichtbaren. Beantwortung von Fragen wie: • Welches ist der Ursprung des 11- jährigen Sonnenzyklus? • Was ist die Natur der Sonnen- chromosphäre? • Wie wird Energie an die Sonnen- oberfläche transportiert? Projekte • Gregor: Deutsches 1.5 m Teleskop auf Teneriffa • ATST: US Projekt mit starker Europäischer Beteiligung Gregor