Eine gebundene Rotation führt übrigens nicht dazu, dass es auf solchen Monden keinen Tag-Nacht-Rhythmus gibt. Im englischen Sprachraum wird die Rückseite, d.h. die von der Erde aus nicht sichtbare Hälfte unseres Mondes als “dark side of the moon” bezeichnet. Dort ist es aber genau so dunkel bzw. hell wie auf der anderen Seite. Denn Planet und Mond bewegen sich ja immer noch um die Sonne rund herum und darum wird auch jede Seite des Mondes irgendwann von der Sonne beschienen. Nur auf den (bisher bekannten) drei Monden mit chaotischer Rotation ist der Rhythmus von Tag und Nacht nicht vorhersagbar. Anders läge der Fall, wenn die gebundene Rotation zwischen einem Planet und seinem Stern auftritt. Denn natürlich gibt es Gezeitenkräfte nicht nur zwischen Monden und Planeten, sondern immer dann, wenn sich zwei Himmelskörper mit ihrer Gravitationskraft gegenseitig beeinflussen. Auch die Sonne trägt ihren Anteil zu Ebbe und Flut auf der Erde bei (und dieser Anteil macht ungefähr ein Drittel aus!). Hier ist die Kraft aber zu gering, um die Rotation der Erde auf den für eine (um die Sonne) gebundene Rotation zu bremsen. Dazu müsste unser Planet der Sonne viel näher sein. Wir wissen aber, dass solche Planeten bei anderen Sternen existieren. Dort gibt es Planeten, die ihrem Stern so nahe sind, dass ihre Rotation mittlerweile an ihn gebunden ist. Ein Jahr dauert auf so einem Planeten genau so lange wie ein Tag. Auf einer Hälfte herrscht ständig Tag; auf der anderen ewige Nacht…

Mehr Antworten findet ihr auf der Übersichtsseite zu den Fragen, wo ihr selbst auch Fragen stellen könnt.

1 / 2

Kommentare (13)

  1. #1 Higgs-Teilchen
    Im Standardmodell oben rechts
    8. Juni 2015

    Wollen wir wetten wann hier der Erste auftaucht und behauptet, der Mond würde sich nicht drehen? 🙂
    Ansonsten ein schöner, leicht verständlicher Artikel. Danke!

  2. #2 Higgs-Teilchen
    Im Standardmodell oben rechts
    8. Juni 2015

    @florian

    “Dazu müsste unser Planet der Sonne viel näher sein”

    Könnte das mit Merkur passieren?

  3. #3 Jens
    8. Juni 2015

    Merkurs Rotation um seine Achse und seine Umlaufbahn um die Sonne stehen im Verhältnis 3:2. In der Zeit in der er sich 3 mal um sich selbst gedreht hat, umrundet er 2 mal die Sonne. Angeblich soll diese Spin-Orbit-Resonanz stabil sein so das es zu keiner weiteren Abbremsung seiner Rotation kommt. Warum dies bei ihm so ist und bei den Monden der Planeten nicht würde mich auch mal interessieren.

  4. #4 Franz
    8. Juni 2015

    Was ist mit der Venus ? Da ist der Tag ja auch länger als das Jahr ?

  5. #5 Florian Freistetter
    8. Juni 2015

    @Jens: “Angeblich soll diese Spin-Orbit-Resonanz stabil sein so das es zu keiner weiteren Abbremsung seiner Rotation kommt. Warum dies bei ihm so ist und bei den Monden der Planeten nicht würde mich auch mal interessieren.”

    Alle Monde in Spin-Orbit-Resonanz werden nicht weiter gebremst (warum, habe ich im Gezeiten-Artikel erklärt).

  6. #6 Florian Freistetter
    8. Juni 2015

    @Higgs-Teilchen: “Könnte das mit Merkur passieren?”

    Wie schon oben erwähnt: Merkurs Rotation steht shcon in Resonanz mit seiner Umlaufzeit. Und wenn das erst Mal der Fall ist, dann stoppt auch die Gezeitenbremse (weil die Verformungen dann immer entsprechend ausgerichtet sind: Ich hab das hier genauer erklärt: https://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2008/05/07/der-mond-die-gezeiten/)

  7. #7 PDP10
    8. Juni 2015

    Och! So ein Bild mit den ganzen Monden wie das erste oben wollte ich schon immer mal haben!

    Mir war zB gar nicht bewusst, wieviel Shakespeare Uranus abgekriegt hat 🙂

  8. #8 Jens
    9. Juni 2015

    Warum Monde bzw. Planeten in Spin-Orbit-Resonanz durch die
    Gezeiten nicht weiter gebremst werden, geht aber aus
    https://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2008/05/07/der-mond-die-gezeiten
    nicht hervor, oder habe ich was überlesen?

  9. #9 Florian Freistetter
    9. Juni 2015

    @Jens: “oder habe ich was überlesen?”

    Vielleicht diesen Absatz?

    “Allerdings endet auch diese Entwicklung irgendwann in ferner Zukunft. Wenn wir den Mond betrachten, sehen wir auch warum. Was bei einer Beobachtung des Mondes auffällt, ist, dass wir immer von der Erde aus immer die selbe Seite sehen. Das liegt daran, das der Mond sich in der Zeit, in der er sich einmal um die Erde bewegt auch genau einmal um sich selbst dreht. Und das ist kein Zufall: Grund dafür ist die Gezeitenreibung. Alles, was ich oben über Erde und Mond geschrieben haben gilt natürlich auch umgekehrt! Nicht nur der Mond verursacht Gezeiten auf der Erde; auch die Erde verursacht Gezeiten auf dem Mond. Und diese Gezeitenkräfte sind viel stärker; immerhin ist die Erde knapp 80 mal schwerer als der Mond. Die Gezeitenreibung (ausgeübt von der Erde auf den Mond) hat auf dem Mond dazu geführt, das er sich immer langsamer um sich selbst dreht. Die Rotation des Mondes wurde im Laufe der Zeit immer langsamer und langsamer – solange bis eine Rotation genauso lange gedauert hat wie ein Umlauf des Mondes um die Erde. An diesem Punkt stoppt die Verlangsamung der Rotation – denn nun liegen Erde und Flutberg auf dem Mond immer auf einer Linie und es tritt keine Gezeitenreibung mehr auf. Irgendwann wird das auch mit der Erde passieren. Sie wird immer langsamer und langsamer rotieren bis ein Tag genau einen Monat lag dauert. Ein Monat wird dann auch länger dauern als heute, da der Mond sich ja dann weiter von der Erde entfernt hat – etwa 40 heutige Tage. Wenn man dann vom Mond auf die Erde blickt, wird man auch immer nur eine Seite sehen. Der Fachausdruck für diese Situation heisst “tidally locked” (ich weiß gar nicht, ob es dafür auch ein gebräuchliches deutsches Wort gibt).”

  10. #10 Braunschweiger
    10. Juni 2015

    “tidally locked” (ich weiß gar nicht, ob es dafür auch ein gebräuchliches deutsches Wort gibt)

    “Durch Gezeitenkräfte gebunden(e Rotation)” wäre im Angebot…

  11. #11 Jens
    10. Juni 2015

    Danke Florian. Das die Verlangsamung der Rotation durch die Gezeiten bei einer 1:1 Spin-Orbit-Resonanz stoppt leuchtet mir ein. Aber warum sollte sie bei einer 3:2 Resonanz (Merkur um Sonne) stoppen? Wenn dem so wäre warum gibt es dann viel mehr 1:1 Resonanzen im Sonnensystem als z.B. 2:1 oder 3:2
    oder 3:1 Resonanzen?

  12. #12 AmbiValent
    10. Juni 2015

    @Jens

    Ich habe deine Frage bisher noch nirgendwo gesehen, und ich bin selber kein Experte. Ich habe bloß eine Idee, wie es funktionieren könnte.

    Dazu müsste ich etwas ausholen und die Situation von Erde und Mond zuerst betrachten.

    a) Erde: Auf der Erde bildet sich in Richtung Mond ein Flutberg (und entgegengesetzt der zweite). Die Erdrotation ist aber schneller als die Bewegung des Mondes, so dass der Mond immer etwas hinter dem Flutberg zurückbleibt. Der Mond bremst die Erdrotation also ständig.

    b) Mond: Auf dem Mond gibt es Gesteinsfliutberge, die auf die Erde ausgerichtet sind. Idealerweise bliebe dies so, aber durch den leicht elliptischen Orbit ist der Flutberg zum Teil etwas vor und zum Teil etwas hinter der Position der Erde. Die Mondrotation wird also abwechselnd beschleunigt und gebremst. Würde sie zu schnell, würde sie durch die Erde weniger beschleunigt und stärker gebremst, und umgekehrt. So bleibt die Mondrotation in 1:1 Resonanz.

    Für die anderen großen Monde im Sonnensystem ist die Situation des Erdmonds sehr ähnlich. Auf dem Merkur ist die Situation durch den sehr elliptischen Orbit allerdings anders. Der sonnenfernste Punkt (Aphel) ist etwa 1,5 mal so weit von der Sonne entfernt wie der sonnennächste (Perihel). Das hat zum einen zur Folge, dass die Gezeitenkräfte beim Perihel etwa 1,5^3 mal (also etwa 3,4 mal) stärker sind als im Aphel.

    Zum anderen ist der Merkur im Perihel so schnell, dass er sich schneller um die Sonne bewegt als er rotiert. Vom Flutberg 1 sähe es dann so aus, als ginge die Sonne auf, wandere zum Zenit und würde dabei langsamer, wandere dann von etwas hinter dem Zenit wieder bis etwas vor dem Zenit zurück (in dieser Zeit durchwandert Merkur sein Perihel), und würde anschließend wieder schneller werden, um schließlich unterzugehen. (Direkt danach folgt dann dasselbe Schauspiel für Flutberg 2 auf der anderen Seite des Merkur)

    Ich denke, dass dadurch, dass die Merkurrotation im Perihel von der Sonne sowohl beschleunigt als auch gebremst werden kann, ein Gleichgewichtszustand erreicht wurde, so dass die Merkurrotation nicht weiter abgebremst wird. Beweisen kann ich das allerdings nicht.

  13. #13 Jens
    10. Juni 2015

    @AmbiValent

    Danke, deine Argumentation klingt plausibel.