wieso dreht sich unser mond nicht um seine....

Hallo makedonier,

der Mond dreht sich um seine eigene Achse, und zwar in genau der gleichen Zeit, die er für einen Umlauf um die Erde benötigt. Soetwas nennt man gebundene Rotation.

Wenn du jetzt denkst "Ja aber der Mond wendet uns doch immer die gleiche Seite zu, wie kann der sich da drehen?" dann mußt du dir mal überlegen was das heißt: Nimm eine Münze, eine Heftzwecke und einen Bindfaden. Bindfaden an der Heftzwecke befestigen und die irgendwo reindrücken. Die Heftzwecke soll unsere Erde sein. Das andere Ende des Bindfadens klebst du mit Tesafilm an die Münze. Jetzt bewegst du die Münze so daß der Faden immer straff gespannt ist mit deinem Zeigefinger um die Heftzwecke herum. Es zeigt also immer die Seite wo der Faden an die Münze geklebt ist zur Heftzweckenerde. Du wirst beim Bewegen der Münze aber feststellen, daß du sie irgendwann loslassen mußt, weil du dir sonst das Handgelenk verdrehst.

Viele Grüße
Caro

Moin,
der Mond dreht sich und zwar genau einmal im Monat. Man nennt das gebundene Rotation. Im Ergebnis zeigt er uns auf der Erde immer die gleiche Seite. Umgekehrt - für einen Astronauten auf dem Mond - befindet sich die Erde in einem geostationärem Orbit, d.h. steht immer an der gleichen Stelle, so wie für uns die Astra-Fernsehsatelliten.

Warum das so ist?
Nach aktueller gängiger Theorie ist der Mond durch eine Kollision eines etwa marsgroßen Planeten mit der Erde entstanden. Wenn man sich die Größen- vor allem aber die Massenverhältnisse - dieser Kollision anschaut, sieht das etwa folgender Maßen aus:

Erde heute 99%
Mond heute 1% (genauer ~1/81 der Erdmasse)
vs.
Erde vor der Kollision 90%
Impaktkörper (marsgroß) 10%

D.h. 10% des Impaktkörpers bzw. Trümmerreste aus der Erdoberfläche wurden bei der Kollision so weit in den Himmel geschleudert, dass aus ihnen der Mond entstehen konnte.

Zu diesem Ergebnis kam man durch Simulationsrechnung und Vergleich der Gesteinsproben von den Mondlandemissionen.

Die Trümmerreste versammelten sich nach der Kollision etwa in einem Orbit, der mindestens ~25.000 bzw. 30.000 km hoch um der Erde war. Die Erde drehte sich damals (nach der Kollision) in ~11h um seine Achse. Unterhalb dieser Höhe hätte die Gravitation der Erde einen Mond glatt wieder auseinander gerissen. Man nennt das die 'Rochegrenze', wenn das Gefälle der Erdgravitation an der erdzugewandten Mondseite zur erdabgewandten Mondseite größer ist, als die Gravitation des Mondes selbst. (Die Gravitation wird schließlich schwächer, je weiter etwas vom Gravitationszentrum der Massenkugel entfernt ist.) (Dies ist jetzt eine vereinfachte Darstellungsweise.)

Aufgrund der unglaublichen Gezeiteneffekte, die bei so einer nahen Mondbahn existieren, bei dem der Mond kurz vorm Zerreißen stand, wurde der Urmond kräftig deformiert. Mond-Flut und Mond-Ebbe konnte man dem Mond schon aus der Ferne ansehen, denn der ganze Mond sah eher wie ein Rugby-Ei aus. Entsprechend groß war auch die Reibung im Mondgestein (damals durch die Reibung eher flüssig).
Umgekehrt litt auch die Erdoberfläche durch die starke Gezeitenwirkung, die der Mond auf die Erde ausübte. Die muss bei einer Distanz, die nur etwa 1/10 der heutigen Entfernung war, etwa 100-fach größer gewesen sein. Das heißt, Flut und Ebbe haben selbst das Festland der Erde (ob es da schon Meere gab?) um zig Meter angehoben und abgesenkt.

Jetzt kommt ein Effekt, den Physiker als Dreh-Impuls-Erhaltung des Gesamtsystems bezeichnen, zum Tragen. Durch die Reibungskräfte wurde die Erde langsamer in ihrer Eigenrotation (heute braucht sie immerhin ~24h), den Drehimpuls hat der Mond abgekriegt und entfernte sich deshalb auf 380.000km.

Bildhaft kann man sich das so vorstellen, dass der Flutberg eigentlich mit der Erde mitdrehen will und damit ein Tick schneller ist, als der Mond auf seiner Umlaufbahn. Die Masse im Flutberg übt dann seitlich aus der Line Erde-Mond herausgedreht eine zusätzliche Anziehungskraft auf den Mond aus und schubst ihn auf eine höhere Bahn.

Umgekehrt sind diese Gezeiteneffekte der Erde auf den Mond noch viel größer gewesen. Die Flutberge auf dem Mond (Rugby-Ei) haben dessen Rotation so schnell abgebremst (Reibung), dass schon wenige Jahrhunderte nach der Kollision da die Eigendrehung und die Umlaufbahn synchron waren. Zu erwähnen bleibt hier, dass die Dauer eines Monats in 30.000km Höhe anfangs nur ~24h dauerte, während die Erde einen Tag von ~11h hatte.

Die Effekte dauern heute noch an. Der Mond entfernt sich heute noch um 3,8 cm pro Jahr und unser Tag wird jedes Jahr um ein paar Millisekunden langsamer. Dieser Effekt lässt sich beobachten, wenn man antike Himmelereignisse, wie z.B. Sonnenfinsternisse analysiert. Die kann man nur an bestimmten Stellen auf der Erde beobachten, und da stimmt die Rückrechnung nicht, wenn man die Tageslänge nicht um den Verlangsamungseffekt korrigiert. Bei Korallenriffen sieht man auch, dass vor Hunderten Millionen Jahren die Erde noch in 22h drehte.

Aufhören wird der Effekt, wenn der Erdtag 48 Tage lang geworden ist und dann der Monat ebenfalls 48 Tage dauert.

Am Rande möchte ich erwähnen, dass die Kollision, die zur Mondentstehung führte, die Erde nicht bemerkenswert aus ihrer Bahn um die Sonne geworfen hat. Dazu sind 10% Erdmasse im Kollisionskörper zu wenig. (Vergleich das mit einem Auto, der einen LKW wegschubsen möchte.)

Gruß

Wie Caro schon richtig sagte, dreht sich der Mond doch um seine eigene Achse, und zwar genau 1 mal in der Zeit, in der er sich auch einmal um die Erde dreht.

Zitat (Wikipedia): "Die Ursache gebundener Rotation ist die Bremsung der Rotation eines kleinen Himmelskörpers durch die Gezeitenreibung, die der von ihm umkreiste Zentralkörper bewirkt."

ausführlich guckst Du hier

Hallo,

noch eine Ergänzungsfrage rein aus Interesse:

Ist das bei allen Monden (sagen wir zunächst mal: in unserem Sonnensystem) so? Oder gibt es Monde, die bei größerer Entfernung um ihren Heimatplaneten unabhängig von ihm rotieren? Wiki hat nur ein Gegenbeispiel (Korotation bei Pluto-Charon) parat, nicht aber eine Antwort auf meine Frage.

Danke vorab und Grüße,

Ursus

PS: Kalle - wenn das nicht mal eine superausführliche Antwort auf die Frage ist. Sehr anschaulich und prima! Danke!

Ursus,
die Gezeitenkräfte führen zu Reibung im Inneren eines jeden Objektduos, die sich einander umkreisen. Ob Doppelsterne, Planet-Mond oder was auch immer.
Es kommt auf die beteiligten Massen und den darin gespeicherten Schwungkräften (Drehimpulsen) an. Auch um die Zeit, die das System hat, sich über Reibung 'abzureagieren'. U.a. der Merkur um die Sonne und viele Monde um Jupiter und Saturn haben eine gebundene Rotation.

Es gibt übrigens einen Sonderfall, nämlich wenn ein nichtdrehender Himmelskörper durch den umkreisenden Mond dann angedreht würde. Dadurch würde der Mond sich dann nämlich 'annähern', vielleicht sogar abstürzen.

So gesehen war es gut, dass die Erde bei der Mondkollission noch in 11h um sich drehte. Der ursprüngliche Mond umkreiste anfangs die Erde auf einer Bahn, die vermutlich weniger als 24h brauchte (also tiefer als heute die Astra-Satelliten) aber deutlich mehr als die 11h. Hätte er damals eine Erde mit einer Tageslänge von 24h oder mehr vorgefunden, wäre er abgestürzt und hätte sich nicht entfernt.

Gruß

Hallo,

also so auf die schnelle hab ich nur einen grösseren Mond gefunden der keine gebunde Rotation um seinen Zentralkörper hat. Der Neptunmond Nereid:

http://de.wikipedia.org/wiki/Nereid

Ich denke das liegt vorallem daran das die meisten Monde relativ nahe an ihrem Zentralkörper im Vergleich zu seiner Masse sind. Nereid hat mit rund 5,5 Mio Kilometer einen relativ grossen Abstand.

Bei den Planeten ist das ähnlich: Merkur und Venus haben eine sehr langsame Rotation, wärend ab der Erde die Planeten alle im Bereich von einigen Stunden rotieren.

MfG Gerry

Interessante Frage, Ursus.
Eine definierte Antwort dazu habe ich auch noch nirgendwo gelesen, aber mein Gefühl sagt mir, daß es im Sonnensystem viele Monde ohne gebundene Rotation geben muß, schließlich geht die Gezeitenkraft auch linear mit dem Mondradius. Da diese Kraft auch mit der dritten Potenz des Abstandes abnimmt (Kalle: Bei 1/10 des Abstandes bedeutet das dann 1000 mal stärkere Gezeiten, aber der Rest war super erklärt ), heißt das für weit entfernte Monde auch entsprechend kleinere Kraft.
Dem kann ma entgegenhalten, daß die Eigenrotationsenergie der kleinen Monde recht gering ist. Bin gespannt ob jemand Infos dazu findet.
Gruß,
Ulli

EDIT: ..mein Gefühl sagt mir, daß es im Sonnensystem viele KLEINE Monde ohne gebundene Rotation geben muß,...

Hallo,

jaja, bevor ich in die Astronomie (nach der Schule) etwas tiefer abtauchte, stellte ich mir alles sehr geordnet und strukturiert vor. Aber dann entdeckt man, dass es doch sooo viele Ausnahmen und Besonderheiten gibt.

Nichtgebundene Rotationen scheint es mehrere zu geben:
Hyperion hat eine Umlaufzeit von ca. 21 Tagen um Saturn, rotiert aber chaotisch. Ursache ist wohl seine unregelmäßige Form und eine Resonanz mit Titan.

Phoebe (auch ein Saturnmond) hat eine Umlaufzeit von 550 Tagen, rotiert aber in ca. 9.5 Tagen. Hier scheint die große Entfernung die Ursache zu sein (knapp 13 Mio-km).

Auch Himalia kreist um Jupiter in 250 Tagen, um sich selbst aber in unter 8 Stunden. Ungeb. Rotation scheint für die gesamte Himalia-Gruppe zuzutreffen, alle 4 Monde haben ähnliche Massen und sind ähnlich weit vom Planeten entfernt.
(Quelle: jeweils Wikipedia)

Also die Theorie (wie Ulli, Kalle und Co. auch schon geschrieben haben): Je weiter entfernt und je kleiner die wirkenden Kräfte, desto größer die Wahrscheinlichkeit für ungebundene Rotation.

Sicher gibts noch diverse mehr.

Viele Grüße,

Ursus

Ursus,
die Vorgänge brauchen auch Zeit.

Unser Erdmond ist ja der relativ größte Mond (im Massenverhältnis zur Erde bzw. der Monde zu den jeweiligen Planeten). Und selbst den hat die Erde recht schnell in eine gebundene Rotation getrieben. Er ist sogar so groß, dass er als Mond auch die Erde in ferner Zukunft in eine gebundene Rotation zwingen könnte, wenn's dann das Sonnensystem noch gäbe. Sowas nennt man dann doppelt gebundene Rotation.

Gruß

Kalle: 'befindet sich die Erde in einem geostationärem Orbit' - eigentlich wäre es ja ein lunastationärer Orbit ...;)

Hallo,

zum Thema Mond und da wir ja auch gerade bei "Größe" sind, eine Frage, die mir schon länger durch den Kopf geistert. Vor allem wenn ich mir so den Saturn ansehe. Ab wann spricht man eigentlich von einem Mond? Sind nicht die unzähligen Teile in den Ringen in gewissem Sinne auch Monde?

Danke und Gruss
Jens-Uwe

Jens-Uwe,
für Monde gibt es keine feste Definition. Manche sagen auch "Trabanten" dazu. Man sagt im Allgemeinen auch "Satelliten von Planeten".
Bis zum April 2008 kannte man 156 'Monde' (Stand Januar 2012 ist 173). Hier ist eine Liste: http://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/Planets

Eine Mindestgröße gibt es nicht, faktisch liegt sie bei etwa ~1 km. Zukünftig wohl auch darunter. Je nachdem, was die Teleskope und Raumsonden leisten und finden.

Planeten und Kleinplaneten sind dagegen definiert (siehe auf die Q&A-Seite der IAU** http://www.iau.org/public_pres…elease/iau0601/q_answers/)

1) Sie umkreisen die Sonne
2) haben genügend Masse, dass sie aufgrund der eigenen Schwerkraft im hydrostatischen Gleichgewicht eine Kugelgestalt annehmen (abhängig von der Zusammensetzung bei so 400 bis 600 km Durchmesser etwa)
3) dominiert sein Umlaufbahn dahingehend, dass er andere Objekte in diesem Bereich entfernt hat (dann ist es ein Planet)
oder
4) wenn die Bedingung 3) nicht erfüllt ist und es kein Satellit ist, nennt man es Zwergplanet. (Pluto ist der Paradefall.)

Alle anderen Brocken im Sonnensystem, welche nicht schon Satelliten sind, heißen "Kleinobjekte des Sonnensystem", darunter Kometen, Asteroiden etc.

Die Staubteilchen der Saturnringe könnte man ebenfalls als Mond bezeichnen. Fragt sich nur, ob das Sinn macht. Wie willst du die auseinander halten. Jedes Staubkorn mit einem Etiketten-Chip versehen zum abscannen?[:D]

Gruß

**
Zitat aus der Q&A (s.o.):
"A dwarf planet is a term generally used to describe any planet that is smaller than Mercury. Note that the term “dwarf planet” is simply a deskriptive category and not an IAU definition. "
Ein Zwergplanet ist ein allgemein genutzter Begriff um Planeten, welche kleiner als der Merkur sind, zu beschreiben. Der Begriff "Zwergplanet" ist nur eine beschreibende Kategorie und keine Definition der IAU.

(Anmerkung: Die Resolution der IAU von 2006 definiert m.E. durchaus die Kategorie "zwerplanet". Da äußern sich die Autoren der Webseite durchaus widersprüchlich.
Hier ein Link zur Resolution: http://www.iau.org/static/reso…s/Resolution_GA26-5-6.pdf)

Noch eine Anmerkung:
Wenn der gemeinsame Schwerpunkt zweier sich umkreisenden Planetenkörper außerhalb der Objekte liegt (also "dazwischen") spricht man von Doppelplanet. Liegt der gemeinsame Schwerpunkt innerhalb des (schwereren Objekts), gilt das andere Objekt als Mond. (Pluto/Charon ist ein Fall von Doppel-(Zwerg-)Planet.

<font color="yellow">EDIT: Begriff 'Zwergplanet' präzisiert</font id="yellow">

...vielleicht interessante historische Anmerkung dazu: Auch Sputnik wurde zuerst als "künstlicher Mond" bezeichnet.

Viele Grüsse,
Dominik

Kalle,
gibt es noch eine Unterscheidung zwischen Klein- und Zwergplanet? Ich dachte vorher Zwergplaneten erfüllen die Kriterien 1) + 2), während Kleinplaneten nur das erste Kriterium erfüllen. Dann gab es auch noch das Kriterium, nicht aneder Planeten/Kleinplaneten zu umkreisen, also kein Mond zu sein.
Gruß,
Ulli

Ja, schöne Diskussion. Einzig der Fragende hat sich nicht wieder hier sehen lassen.

Eine kleine Zusatzfrage hätte ich hier noch: Auch die Sonne übt ja eine nicht zu vernachlässigende Gravitationskraft auf den Mond aus. Müsste das nicht zu Störungen der exakt an die Erdumlaufbahn gebundenen Rotation des Mondes führen. Auch hier sollte doch ein gewisses Drehmoment entstehen?

Hallo "ms2",
und willkommen im Forum. Wir reden uns übrigens hier mit unseren realen Namen an, klingt einfacher netter.
Zu Deiner Frage: Erst einmal muß festgestellt werden, daß es sich beim Erde-Mond System nicht um eine "exakt gebundene Rotation" handelt. Das würde nämlich bedeuten, daß wir genau 50% der Mondoberfläche sehen. Tatsächlich sehen wir aber etwa 59%. Das liegt einerseits daran, daß die Mondumlaufbahn gegen die Äqatorebene der Erde gekippt ist, zum anderen daß der Mond keine Kreis- sondern Ellipsenbahn um die erde beschreibt, damit mal langsamer (in Erdferne), mal schneller (in Erdnähe) die Erde umkreist. Das geschieht aber asynchron mit seiner Eigendrehung.

Nun zum Einfluß der Sonne: Auch sie beeinflußt bekanntlich die Gezeiten, auf der Erde ist das bekannt: Liegen Mond und Sonne mit der Erde etwa in einer Linie, also bei Neu- und Vollmond, fällt die Flut durchschnittlich stärker aus ("Springflut") als bei Halbmond ("Nippflut"). Auf die Verformung des Mondes hat die Sonne auch einen Einfluß, dieser ist aber viel kleiner als der Einfluß der Erde. Während man auf der Erde etwa ein Verhältnis 2:1 der Gezeitenkräfte von Mond und Sonne hat, liegt dies auf dem Mond eher bei 40:1.
Und doch hat die Sonne einen Effekt, nämlich auf die MondBAHN. Dies kann man sich klarmachen, wenn man sich vorstellt, daß nicht die Erde einen Ellipsenbahn um die Sonne beschreibt, sondern der Schwerpunkt Erde-Mond, der etwa 1700km unter der Erdoberfläche liegt.Um diesen Schwerpunkt wiederum kreisen Erd- und Mondschwerpunkt. Da der Mond ziemlich weit, nämlich 350.000-400.000km vom Mond-Erde Schwerpunkt entfernt ist, wirkt auf den Mondschwerpunkt auch eine Gezeitenkraft, und diese beeinflußt die Mondbahn. So läuft der Mond in bestimmten Abschnitten langsamer, in anderen schneller als bei einer idealen Ellipsenbahn. Diesen Effekt nennt man Evektion. Auch wird die Bahn teilweise gezerrt, teilweise gestaucht, was man als Variation bezeichnet. Zwei Begriffe, aber beides im Grunde nur durch die Gezeitenkraft der Sonne verursacht.

Ich hoffe ich konnte die Thematik ein wenig verdeutlichen.
Wenn Du interssiert bist und in der Nähe von Aachen wohnst: Ich halte am 15.Januar 2013 an der Volkshochschule eine Vortrag über Gezeiten in der Astronomie.
Gruß,
Ulli

Hi Ulli,

am 15.01. in der Sternwarte??

Gruß und CS
Roland

Roland,
im Forum der VHS, Peterstrasse.
Gruß,
Ulli

Hallo Ulli,

das mit den realen Namen ist mir nicht sofort aufgefallen, sorry, meiner ist übrigens Ingo. Dann erst mal Danke für die ausführlichen Erläuterungen. Gerade weil es so viele Einflussgrößen auf den Mond inklusive seiner Bahn gibt, macht es mich doch stutzig dass er uns über Jahrhunderte, wenn nicht Jahrtausende (weiß man das eigentlich) das gleiche Gesicht zeigt.
Gerade jetzt wo die Rotation gebunden ist sollte man doch annehmen, dass die Gezeitenwirkungen verursacht durch die Erde zum erliegen gekommen sind und keine Drehmomentänderung mehr verursachen. Genau deshalb sollten sich doch die zwar 40-fach schwächeren aber eben durchaus vorhandenen Gezeitenkräfte der Sonne auswirken und wenigstens eine minimale Rotationsänderung verursachen. Wo ist da mein Denkfehler?

Gruß
Ingo

P.S. Ich sitze im Süden der Republik Aachen ist leider ein bisschen weit für mich.

Hallo Ingo,
und Gruß nach Süddeutschland.
Zu dem was Du sagst muß ich ein paar Bemerkungen machen. Daß der Mond uns schon seit Jahrtausenden die gleiche Seite zeigt, ist über Aufzeichnungen zwar nicht überliefert, aber man kann sicher davon ausgehen. Wir sprechen sogar nicht über Jahrtausende, nicht Jahrmillionen, sondern Jahrmilliarden. Man vermutet, daß der Mond seit gut 4 Milliarden Jahren die Erde umkreist, und seit fast von Beginn an zeigt er uns immer die gleiche Seite.
Die Gezeitenkräfte der Erde auf den Mond kommen nicht dadurch "zum erliegen", daß gebundene Rotation vorliegt, sie sind vorhanden solange der Mond die Erde umrundet. Mit der Zeit werden sie schwächer, das stimmt, da sich der Abstand Erde-Mond langsam vergrößert. Der Abstand ändert sich nicht mehr wenn die Erde soweit abgebremst wurde, daß Erdtag und Monat identisch sind. Aber selbst dann ist die Gezeitenkraft der Erde auf den Mond noch immer viel größer als die der Sonne. Letztere ist einfach zu weit vom Mond entfernt und die Kraft fällt mit dem Kehrwert des Abstandes hoch drei ab (im Gegensatz zur gravitativen Anziehung, die mit dem Kehrwert des Abstandes zum Quadrat abnimmt).
Die Sonne hat also wenig Einfluß auf die Mondrotation, aber einigen Einfluß auf die Mondbahn (wie oben beschrieben).
Gruß,
Ulli

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Gerade jetzt wo die Rotation gebunden ist sollte man doch annehmen, dass die Gezeitenwirkungen verursacht durch die Erde zum erliegen gekommen sind und keine Drehmomentänderung mehr verursachen. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Zum Erliegen kommen die Gezeitenkräfte erst, wenn die 'Doppelt gebundene Rotation" vorliegt. Also wenn der Mond umgekehrt auch die Erde soweit "im Griff" hat, dass sie auch dem Mond immer das gleiche Gesicht zeigt. Für uns Erdlinge gleichbedeutend mit: Der Mond bewegt sich am Himmel synchron mit der Erddrehung (so wie die Astrasatelliten).

Das wird der Fall sein, wenn ein Tag dann 48 Tage dauert und der Mond 560000 km von der Erde entfernt ebenfalls 48 Tage für einen Umlauf braucht. Bis dahin ist aber unsere Sonne nur noch ein weisser Zwerg und die Erde womöglich im Rahmeen des Stadiums "roter Riese" von der Sonne verdampft worden.

Gruß

PS: Die Gezeitenkräfte zwischen Erde-Mond bewirken auch, dass Störimpulse durch Sonne und andere Planeten wieder eingeebnet werden. Quasi ein stabilisierender Mechanismus.

Eine Besonderheit ist bei gebundener Rotation der Merkur, der ein Verhältnis von 2-zu-3 (Merkurjahr vs. Merkurtag) hat. Das funktioniert dort deshalb, weil die Bahn stark elliptisch ist, die eine Verhältnisresonanz in Sonnennähe besser passt, die andere in Sonnenferne, wenn die Umlaufgeschwindigkeit ja am langsamsten ist.

Hallo Freunde der gebundenen Rotation

Das mit dem Mond ist ja eine klare Sache, aber wie ist es mit der VENUS?

Wenn unser innerer Nachbarplanet der Erde überholt, zeigt sie zu diesem Zeitpunkt jedesmal die gleiche Seite zu uns. Kann das Zufall sein? Eine Gezeitenwirkung der Erde auf die Venus dürfte doch auch nur so klein sein, daß sie das gar nicht juckt. Oder was meint Ihr?

Viele Grüße
Rudi