Februar-Sitzung der Klasse Naturwissenschaften und Technikwissenschaften
13. February 2014 - 10:00 - 12:00
Die Klasse Naturwissenschaften und Technikwissenschaften lädt zur planmäßig am 13. Februar 2014 stattfindenden Februar-Sitzung ein, auf der der folgende Vortrag gehalten und zur Diskussion gestellt wird:
Frank Spahn (Potsdam):
Planetare Ringe – natürliche dynamische “Laboratorien” im All
10:00 bis 12:00 Uhr,
Rathaus Tiergarten, Raum 505
C.V.:
Prof. Spahn ist theoretischer Physiker. Nach dem Studium in Halle wurde er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Kosmosforschung der AdW der DDR in Berlin, wo er 1988 promoviert wurde. Von 1989 bis 1991 arbeitete er am Zentralinstitut für Astrophysik der AdW in Potsdam, danach weiter in der Max-Planck-Arbeitsgruppe „Nichtlineare Dynamik“ an der Universität Potsdam. Hier habilitierte er sich 1995, wurde 1997 zum Privatdozenten berufen und erhielt 2006 eine außerplanmäßige Professur.
In dieser Zeit hat er zahlreiche Raumfahrt-Forschungsprojekte geleitet – teil gemeinsam mit Kollegen. Die Liste seiner Fachpublikationen umfasst z.Z. 73 Positionen, mit drei weiteren hat er sich an der Popularisierung seines Forschungsgebiets beteiligt. Er gehört der American Astronomial Society und der American Association for the Advancement of Science an und erhielt als Mitglied des Cassini-CDA-Teams den NASA Group Achievement Award.
Abstract: Seit ihrer Entdeckung durch Galileo Galilei im Jahr 1610 sind wir von Saturn mit seinen majestätischen Ringen fasziniert. Jedoch ist diese kosmische Zierde nicht das Alleinstellungsmerkmal dieses Planeten – nein, alle vier Riesenplaneten unseres Sonnensystems sind von Ringen aus Eis und Staub umgeben. Aber nicht nur die Schönheit dieser kleinsten kosmischen Scheiben erweckte das Interesse der Wissenschaftler, sondern sie sind exemplarisch für ihre großen kosmischen Geschwister: Akkretionsscheiben um kompakte Sterne, präplanetare Gas-Staubscheiben um junge Sterne (die Kinderstuben von Planeten) oder gar die gigantischen Galaxienscheiben. Viele Prozesse, die die Physik planetarer Ringe bestimmen, laufen – wenngleich auf viel größeren Zeit- und Längenskalen – auch in diesen zeitlich und räumlich weit entfernten kosmischen Scheiben ab. Von unschätzbarem Vorteil für uns ist aber, dass wir planetare Ringe mit Raumsonden in situ über dynamisch relevante Zeitskalen (Orbitperioden um die 10 h) studieren und so mehr über die Physik aller kosmischen Scheiben lernen können. Dichte planetare Ringe sind granulare Gase im All – hauptsächlich bestehend aus Eisklumpen von Faust- bis hin zu Villagröße, die häufig (ca. 10 – 20 mal) pro Orbit inelastisch miteinander kollidieren. Sie sind die flachsten uns bekannten Strukturen im Universum mit einem Aspektverhältnis von 10−7; d.h., bei einer vertikalen Ausdehnung (Dicke) von <10 m erstrecken sie sich ungefähr 105 km senkrecht dazu in lateraler Richtung – hervorgerufen durch eben jene dissipativen Stöße. Des Weiteren zeichnen sie sich durch eine komplexe Dynamik aus, die u. a. zur Ausbildung von (dissipativen) Strukturen führt. „Rillen“, Wellen verschiedenen Typs und z.B. auch sog. „Propeller“ bilden sich in diesen von gravitativen Störungen getriebenen Nichtgleichgewichtssystemen. Moderne Raummissionen, wie gegenwärtig die Cassini-Raumsonde am Saturn, entlocken den Ringsystemen ihre Geheimnisse und stellen somit theoretische Vorhersagen auf den Prüfstand. Am Beispiel der von Wolkenkratzer-großen Moonlets verursachten Propeller-Strukturen und deren Bedeutung sowohl für die Entstehung planetarer Ringe als auch der von Planeten allgemein wollen wir das aktuelle Spannungsfeld zwischen theoretischen Vorhersagen und Beobachtungen der Cassini-Raumsonde etwas näher vorstellen.
Die Klasse Naturwissenschaften und Technikwissenschaften lädt zur planmäßig am 13. Februar 2014 stattfindenden Februar-Sitzung ein, auf der der folgende Vortrag gehalten und zur Diskussion gestellt wird:
Frank Spahn (Potsdam):
Planetare Ringe – natürliche dynamische “Laboratorien” im All
10:00 bis 12:00 Uhr,
Rathaus Tiergarten, Raum 505
C.V.:
Prof. Spahn ist theoretischer Physiker. Nach dem Studium in Halle wurde er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Kosmosforschung der AdW der DDR in Berlin, wo er 1988 promoviert wurde. Von 1989 bis 1991 arbeitete er am Zentralinstitut für Astrophysik der AdW in Potsdam, danach weiter in der Max-Planck-Arbeitsgruppe „Nichtlineare Dynamik“ an der Universität Potsdam. Hier habilitierte er sich 1995, wurde 1997 zum Privatdozenten berufen und erhielt 2006 eine außerplanmäßige Professur.
In dieser Zeit hat er zahlreiche Raumfahrt-Forschungsprojekte geleitet – teil gemeinsam mit Kollegen. Die Liste seiner Fachpublikationen umfasst z.Z. 73 Positionen, mit drei weiteren hat er sich an der Popularisierung seines Forschungsgebiets beteiligt. Er gehört der American Astronomial Society und der American Association for the Advancement of Science an und erhielt als Mitglied des Cassini-CDA-Teams den NASA Group Achievement Award.
Abstract:
Seit ihrer Entdeckung durch Galileo Galilei im Jahr 1610 sind wir von Saturn mit seinen majestätischen Ringen fasziniert. Jedoch ist diese kosmische Zierde nicht das Alleinstellungsmerkmal dieses Planeten – nein, alle vier Riesenplaneten unseres Sonnensystems sind von Ringen aus Eis und Staub umgeben. Aber nicht nur die Schönheit dieser kleinsten kosmischen Scheiben erweckte das Interesse der Wissenschaftler, sondern sie sind exemplarisch für ihre großen kosmischen Geschwister: Akkretionsscheiben um kompakte Sterne, präplanetare Gas-Staubscheiben um junge Sterne (die Kinderstuben von Planeten) oder gar die gigantischen Galaxienscheiben. Viele Prozesse, die die Physik planetarer Ringe bestimmen, laufen – wenngleich auf viel größeren Zeit- und Längenskalen – auch in diesen zeitlich und räumlich weit entfernten kosmischen Scheiben ab. Von unschätzbarem Vorteil für uns ist aber, dass wir planetare Ringe mit Raumsonden in situ über dynamisch relevante Zeitskalen (Orbitperioden um die 10 h) studieren und so mehr über die Physik aller kosmischen Scheiben lernen können.
Dichte planetare Ringe sind granulare Gase im All – hauptsächlich bestehend aus Eisklumpen von Faust- bis hin zu Villagröße, die häufig (ca. 10 – 20 mal) pro Orbit inelastisch miteinander kollidieren. Sie sind die flachsten uns bekannten Strukturen im Universum mit einem Aspektverhältnis von 10−7; d.h., bei einer vertikalen Ausdehnung (Dicke) von <10 m erstrecken sie sich ungefähr 105 km senkrecht dazu in lateraler Richtung – hervorgerufen durch eben jene dissipativen Stöße. Des Weiteren zeichnen sie sich durch eine komplexe Dynamik aus, die u. a. zur Ausbildung von (dissipativen) Strukturen führt. „Rillen“, Wellen verschiedenen Typs und z.B. auch sog. „Propeller“ bilden sich in diesen von gravitativen Störungen getriebenen Nichtgleichgewichtssystemen.
Moderne Raummissionen, wie gegenwärtig die Cassini-Raumsonde am Saturn, entlocken den Ringsystemen ihre Geheimnisse und stellen somit theoretische Vorhersagen auf den Prüfstand.
Am Beispiel der von Wolkenkratzer-großen Moonlets verursachten Propeller-Strukturen und deren Bedeutung sowohl für die Entstehung planetarer Ringe als auch der von Planeten allgemein wollen wir das aktuelle Spannungsfeld zwischen theoretischen Vorhersagen und Beobachtungen der Cassini-Raumsonde etwas näher vorstellen.
Details
Venue
Berlin, 10551 + Google Map