Wie vielversprechend sind lebensfreundliche Monde?

Hallo Gemeinde!

Zu dem Thema lebensfreundliche Monde sind mir einige Fragen eingefallen. Ich bin sicherlich nicht der erste der diese Fragen stellt, aber leider konnte ich keine Antworten finden. ich bin gespannt, was ihr dazu sagt.

1. Bin ich richtig mit der Annahme, dass im Prinzip JEDER Mond unumgänglich mal den Schatten seines Mutterplaneten durchwandern muss und somit eine "Sonnenfinsternis" erleben muss?

2. Da solch eine Sonnenfinsternis im eigentlichen Sinne ja eine Mondfinsternis ist, und den gesamten Mond verdecken würde, und je nach größe des Mutterplaneten wahrscheinlich viel länger als die Mondfinsternis auf der Erde dauern würde (wahrscheinlich mehrere Tage/wochen?), frage ich mich, ob in dieser Zeit der Mond nicht zerfrieren würde.

3. Falls Lebewesen auf solchen Monden gezwungen wären, in eine Art Winterschlaf zu fallen, würde das dann nicht höhere Lebensformen erschweren?

4. Weisen eigentlich alle Monde eine gebundene Rotation zu ihrem Planeten auf?

5. Da eine solche gebundene Rotation den Tag/Nacht-Rythmus enorm verlangsamen würde, d.h. ein Tag würde so lange dauern wie der Mond für die Planetenumrundung braucht, wäre das dann nicht wiederum wegen den gewaltigen Temperaturunterschieden ungünstig?

Sind vielleicht Planeten doch eher geeignet?
Bin schonmal gespannt auf eure interessanten Posts
Aki

Hallo!

1. Bin ich richtig mit der Annahme, dass im Prinzip JEDER Mond unumgänglich mal den Schatten seines Mutterplaneten durchwandern muss und somit eine "Sonnenfinsternis" erleben muss?

Zum Vergrößern anklicken....

Nur sofern die Achse halbwegs senkrecht auf der Ekliptik steht. Daß das nicht so sein muß sieht man aber am Uranus. Ob sowas nun eine große Ausnahme ist - wer weiß? Aber auch bei kleineren Abweichungen liegt ein Mond sehr leicht mal außerhalb des Schattens.

2. Da solch eine Sonnenfinsternis im eigentlichen Sinne ja eine Mondfinsternis ist, und den gesamten Mond verdecken würde, und je nach größe des Mutterplaneten wahrscheinlich viel länger als die Mondfinsternis auf der Erde dauern würde (wahrscheinlich mehrere Tage/wochen?), frage ich mich, ob in dieser Zeit der Mond nicht zerfrieren würde.

Zum Vergrößern anklicken....

Ein Umlauf eines Mondes um einen Gasriesen ist im Bereich von Tagen; Kallisto als äußerster der großen Monde von Jupiter braucht gute 16 Tage für einen Umlauf. Eine Mondfinsternis dauert auf ihm - grob abgeschätzt - maximal ein paar Stunden.
In dieser Zeit würde er sich zwar ein wenig abkühlen - aber nicht viel.

3. Falls Lebewesen auf solchen Monden gezwungen wären, in eine Art Winterschlaf zu fallen, würde das dann nicht höhere Lebensformen erschweren?

Zum Vergrößern anklicken....

Regelmäßig Winterschlaf haltende Tiere auf der Erde sind in der Regel höhere Lebewesen. Es gibt also erwiesenermaßen kein Problem damit.

4. Weisen eigentlich alle Monde eine gebundene Rotation zu ihrem Planeten auf?

Zum Vergrößern anklicken....

Davon kann man ausgehen, da ein genügend großer Mond sonst eine extrem große Distanz zu seinem Planeten haben müßte, was sehr unwahrscheinlich ist.

5. Da eine solche gebundene Rotation den Tag/Nacht-Rythmus enorm verlangsamen würde, d.h. ein Tag würde so lange dauern wie der Mond für die Planetenumrundung braucht, wäre das dann nicht wiederum wegen den gewaltigen Temperaturunterschieden ungünstig?

Zum Vergrößern anklicken....

Eventuell ja, aber allzu lange sind die Tage dann ja trotzdem nicht - wie gesehen im Bereich von Stunden oder wenigen Tagen. Eine dichte Atmosphäre gleicht sowas auch recht gut aus wie man z.B. an der Venus bewundern kann.

Gruß Alex

Hey Alex, danke für die Antworten!

Alex74 schrieb:

Nur sofern die Achse halbwegs senkrecht auf der Ekliptik steht. Daß das nicht so sein muß sieht man aber am Uranus. Ob sowas nun eine große Ausnahme ist - wer weiß? Aber auch bei kleineren Abweichungen liegt ein Mond sehr leicht mal außerhalb des Schattens.

Zum Vergrößern anklicken....

Stimmt. Allerdings, in Kombination mit einer gebundenen Rotation, würde das ja eine annähernde ewige Tag/Nacht-Seite für solch einen Mond bedeuten. Was ist eigentlich die aktuelle Ansicht zu solchen Monden/Planeten bzgl. Lebensfreundlichkeit?

Alex74 schrieb:

Davon kann man ausgehen, da ein genügend großer Mond sonst eine extrem große Distanz zu seinem Planeten haben müßte, was sehr unwahrscheinlich ist.

Zum Vergrößern anklicken....

Wieso eigentlich, wenn ich mal naiv fragen darf?

Alex74 schrieb:

Eventuell ja, aber allzu lange sind die Tage dann ja trotzdem nicht - wie gesehen im Bereich von Stunden oder wenigen Tagen. Eine dichte Atmosphäre gleicht sowas auch recht gut aus wie man z.B. an der Venus bewundern kann.

Zum Vergrößern anklicken....

Beim Erdmond wären es dann ja immerhin 14 Tage, bei Kallisto 8 Tage. Wäre das noch ertragbar? Wo könnten da die Grenzen liegen?

aki schrieb:

Allerdings, in Kombination mit einer gebundenen Rotation, würde das ja eine annähernde ewige Tag/Nacht-Seite für solch einen Mond bedeuten.

Zum Vergrößern anklicken....

Wieso? Der Mond zeigt dem Planeten immer die gleiche Seite, nicht der Sonne.
Hier hast du es dann gemerkt:

Beim Erdmond wären es dann ja immerhin 14 Tage

Zum Vergrößern anklicken....

Orbit

Ich glaube, daß alex74 unbewusst angenommen hat, daß ein Mond sich immer in der Äquatorialebene seines Planeten bewegt. Nur so ist sein Beispiel mit dem Uranus verständlich. Natürlich ist das eine unberechtigte Annahme.

Nein, das war nur als Extrembeispiel gedacht. Große Abweichungen von der Äquatorialebene dürften aber auch recht selten sein.

Im Prinzip ist das größte Problem bei belebten Monden, dass wir im Sonnensystem kein Beispiel eines Mondes von Erdgröße haben. Aber es braucht eine gewisse Masse, um Wasser zu binden. An längere Tage und Klimaveränderungen könnten sich Lebewesen wahrscheinlich anpassen.

Wieso eigentlich, wenn ich mal naiv fragen darf?

Zum Vergrößern anklicken....

Der Mond muss in der Nähe des Planeten entstehen, da weiter aussen die Gravitation des Sterns über jene des Planeten dominiert und dort somit keine Monde entstehen können (innerhalb des sog. Hill-Radius dominiert die Gravitation des Planeten über die des Sterns). Sie können eingefangen werden, aber auch da ist der Entfernung eine dynamisch stabile Obergrenze von ca. einem halben Hill-Radius gesetzt.

Man kann für zwei Paare von Himmelskörpern immer berechnen, wie lange es ungefähr dauert, bis sie gebunden rotieren. Je kleiner der Massenunterschied zwischen den beiden Himmelskörpern ist, desto länger dauert dieser Prozess. Man könnte jetzt überschlagen, welche Masse ein Mond haben müsste, damit er sowohl stabil innerhalb der Hillsphäre verbleiben könnte und gleichzeitig seine Eigenrotation über Jahrmilliarden aufrecht erhalten könnte. Ich vermute (ins Blaue hinaus), bei einem Gasriesen von Jupitergrösse müsste dieser Mond gigantisch sein, vermutlich mehrere Erdmassen haben. Dann bekommen wir aber ein anderes Problem: solche Monde können sich vermutlich gar nicht bilden (die typische Mondmasse beim Mondbildungsprozess, wie er für Gasriesen typisch zu sein scheint, zumindest im Sonnensystem, führt zu Monden mit einer Gesamtmasse von ca 1:5000 des Planeten, den sie umkreisen), und dürften nur sehr selten eingefangen werden.

Orbit schrieb:

Wieso? Der Mond zeigt dem Planeten immer die gleiche Seite, nicht der Sonne.
Orbit

Zum Vergrößern anklicken....

Ich meinte natürlich nicht, dass auf den Monden vom Uranus ewige Tag/Nacht-Seite herrscht. Aber wenn ein Mond einen solchen Orbit hat, dass er nie in den Schatten des Planeten wandert, und eine gebundene Rotation hat, müsste er logischerweise eine Tendenz zur Tag/Nacht-Seite haben. Richtig?

Außerdem gehe ich mal davon aus, da die meisten Monde eine Rotationsdauer von mehreren Tagen oder gar Wochen haben, dass der Tag/Nacht-Zyklus auf solchen Monden folglich kaum vergleichbar mit dem auf der Erde sein wird, sondern in der Regel viel viel länger ist. Glaubt ihr das auch?

MGZ schrieb:

Im Prinzip ist das größte Problem bei belebten Monden, dass wir im Sonnensystem kein Beispiel eines Mondes von Erdgröße haben. Aber es braucht eine gewisse Masse, um Wasser zu binden. An längere Tage und Klimaveränderungen könnten sich Lebewesen wahrscheinlich anpassen.

Zum Vergrößern anklicken....

Ja stimmt. Wie könnte man solche Monde in anderen System finden? Ist das überhaupt möglich, außer mit direkter Beob.

@Bynaus: Danke

Bynaus schrieb:

solche Monde können sich vermutlich gar nicht bilden (die typische Mondmasse beim Mondbildungsprozess, wie er für Gasriesen typisch zu sein scheint, zumindest im Sonnensystem, führt zu Monden mit einer Gesamtmasse von ca 1:5000 des Planeten, den sie umkreisen), und dürften nur sehr selten eingefangen werden.

Zum Vergrößern anklicken....

Dass das Verhältnis Mond-Planet aber ganz anders sein kann, sieht man ja bei unserem Mond. Schon verdächtigend wieso bei so vielen Monden außgerechnet unser Mond in diesem Verhältnis aus der Reihe tanzt. Aber aus dem Grund gehe ich eigentlich davon aus, dass auch erdgroße oder größere Monde möglich sind?

aki schrieb:

Aber wenn ein Mond einen solchen Orbit hat, dass er nie in den Schatten des Planeten wandert, und eine gebundene Rotation hat, müsste er logischerweise eine Tendenz zur Tag/Nacht-Seite haben. Richtig?

Zum Vergrößern anklicken....

Vielleicht verstehe ich dich falsch, aber so wie du es hier formulierst, stimmt es nicht. Der Erdmond hat eine gebundene Rotation; aber wie du richtig geschrieben hast, dauert ein Erdmondtag trotzdem nur rund 14 Tage. Während eines Umlaufs um die Erde zeigt er sich der Sonne von allen Seiten.
Orbit

Orbit schrieb:

Vielleicht verstehe ich dich falsch, aber so wie du es hier formulierst, stimmt es nicht. Der Erdmond hat eine gebundene Rotation; aber wie du richtig geschrieben hast, dauert ein Erdmondtag trotzdem nur rund 14 Tage. Während eines Umlaufs um die Erde zeigt er sich der Sonne von allen Seiten.
Orbit

Zum Vergrößern anklicken....

Also wenn der Mond nie in den Schatten des Planeten fällt, heißt das ja, dass seine Rotationsachse auf der Umlaufebene Stern-Planet liegen muss. Der Mond rotiert um den Planeten wie ein Rad das entlang der Planetenumlaufbahn um den Stern rollt, sozusagen. Und die gebundene rotation würde dafür sorgen, dass die sternabgewandte Seite nie in den Vordergrund rückt.
Natürlich muss die Rotation nicht ganz genau senkrecht zur Umlaufebene sein damit der Mond nie durch den Schatten wandert, aber dennoch wäre dann ein großer Teil des Mondes ewig Tag/Nacht. Versteht ihr was ich meine?

Und die gebundene rotation würde dafür sorgen, dass die sternabgewandte Seite nie in den Vordergrund rückt.

Zum Vergrößern anklicken....

Für den Beobachter auf dem Planeten, ja. Wir sehen von unserem Mond stets dieselbe Seite. Die Sonne bescheint aber im Laufe eines Mondumlaufs die gesamte Mondoberfläche.
Was du da beschreibst...

Natürlich muss die Rotation nicht ganz genau senkrecht zur Umlaufebene sein damit der Mond nie durch den Schatten wandert, aber dennoch wäre dann ein großer Teil des Mondes ewig Tag/Nacht.

Zum Vergrößern anklicken....

...hat mit Mondtag und -nacht nichts zu tun, sondern führt zu einer Mondfinsternis, die für einen Beobachter auf dem Mond eine Sonnenfinsternis ist.

Aki, jetzt werden zu viele Begriffe durcheinander geworfen.
a) Rotation des Mondes: Rotation um seine eigene Achse
b) Umlaufbahn des Mondes: Rotation um seinen Planeten

Die Rotation des Mondes ist für die Frage, ob er in den Schatten seines Planeten gerät, völlig irrelevant. Es kommt auf seine Umlaufbahn an.

Wenn die Umlaufbahn eines Mondes exakt in der selben Ebene liegt, wie die Umlaufbahn des Planeten um seinen Stern, dann kommt es bei jedem Umlauf des Mondes einmal zu einem Durchlauf durch den Planetenschatten, also was man gemeinhin als Mondfinsternis bezeichnet.

Liegt die Umlaufbahn des Mondes aber nicht in der selben Ebene wie die des Planeten um die Sonne, dann kann es nur dann zu einer Mondfinsternis kommen, wenn der Mond sich gerade durch die Umlaufebene des Planeten hindurchbewegt und sich in diesem Moment auch "hinter" dem Planeten befindet, also in Oppositionsstellung.

ich glaube aki meint, dass sich durch die gebundene Rotation ein Punkt auf dem Äquator des Mondes genau auf seinen Planeten ausrichtet. Umkreist ein solcher Mond jetzt im Extremfall seinen Planeten auf einer polaren Bahn, so liegt seine eigene Rotationsaxe auf der Ekliptik des Sonnensystems(so wie Uranus blos halt als Mond), sodass eine Seite des Mondes immer nur einmal im Jahr von der Sonne beschienen wird ganz egal wie schnell der Mond denn rotiert.

Bei Monden hat die Rotionsachse halt doch was mit der Bahnneigung zu tun.

mfg

kibo schrieb:

ich glaube aki meint...

Zum Vergrößern anklicken....

Schon möglich; aber damit ändert sich bezüglich dem, was ich über Mond-Tag und -Nacht bereits gesagt habe nichts.

Nur wenn der Mond während eines Umlaufs um den Planeten exakt einmal gegen die Umlaufrichtung rotieren würde, wäre auf der einen Seite stets Tag und auf der andern Nacht.

Orbit

Sorry fürs durcheinanderbringen mancher Begriffe.

Im Grunde meine ich es so wie Kibo.
Wenn ein Mond NIE in den Schatten des Planeten wandert, heißt das, dass die Umlaufbahn des Mondes nicht mit der Umlaufbahn des Planeten in einer Ebene liegen kann.

Im Extremfall, wenn also dieses Ebenen senkrecht aufeinander stehen, würde das dann etwa so aussehen, wie wenn ein Mond seine Bahn am Uranaus entlang seines Äquators ziehen würde.

Oder bildlich dargestellt.. Man klebt einen Tennisball an die Felgen eines Rades und rollt dieses Rad entlang einem Kreis (das sonnensystem). Dann würde die eine Seite vom Tennisball immer in die Mitte und die andere Seite immer nach außen zeigen.

Jetzt müsste doch eigentlich klar sein was ich meine, bzw. wo mein Denkfehler liegt, oder?

@ Kibo:
Aber wieso dann 1 mal im Jahr? Ich glaube doch eigentlich nie, weil sich dann die Umlaufebene des Mondes mit dem Planetenumlauf um den Stern drehen müsste, oder?

Kibo schrieb:

Bei Monden hat die Rotionsachse halt doch was mit der Bahnneigung zu tun.

Zum Vergrößern anklicken....

Nein, hat sie nicht. Deswegen sieht man ja auch eine wenig mehr vom Mond als nur immer genau eine bestimmte Hälfte. Guck mal in Wikipedia: Libration. Dort steht als eine der Librationsgründe:

Für die Libration in Breite ist der Winkel der Rotationsachse des Mondes gegenüber dem Lot zur Mondbahnebene (nicht gegenüber dem Lot der Erdbahnebene!) verantwortlich. Er beträgt 6,7 Grad und bewirkt ein scheinbares vertikales Kippen des Mondes, so dass man abwechselnd über seinen Nord- und Südpol hinweg sehen kann.

Zum Vergrößern anklicken....

aki schrieb:

Dann würde die eine Seite vom Tennisball immer in die Mitte und die andere Seite immer nach außen zeigen.

Zum Vergrößern anklicken....

Innen und aussen vom Planeten aus gesehen, ja. Gebundene Rotation heisst das. Aber die Sonne guckt von aussen zu und sieht deshalb den Mond im Verlauf eines Monats von allen Seiten.

@ Jonas
Mit der Libration gehst du hier bereits in Details, bevor das Grundlegende verstanden ist.

Orbit

Im Grunde meine ich es so wie Kibo.
Wenn ein Mond NIE in den Schatten des Planeten wandert, heißt das, dass die Umlaufbahn des Mondes nicht mit der Umlaufbahn des Planeten in einer Ebene liegen kann.

Zum Vergrößern anklicken....

Das kann eigentlich nie passieren, daß er nie "hinter" den Planeten gerät. Ich weiß, es ist schwer, sich das Ganze vorzustellen, denn es sind hier mehrere Rotationen ineinandergeschachtelt. Und dann kommen noch die Kreiselgesetze dazu

Stell Dir vor, daß der Mond eine polare Umlaufbahn hätte, und die Rotationsachse des Planeten schön senkrecht auf seiner Umlaufbahn um den Stern liegen würde. Wenn man das System so vereinfacht stellt sich die Frage: wird der Mond irgendwann "hinter" den Planeten gelangen.

Jetzt kommt das Kreiselgesetz: die Bahnebene des Mondes verändert ihre Position gegenüber dem Sternenhintergrund nicht währenddessen der Planet mit seinem Mond um den Stern kreist. Im Laufe eines Jahres sieht es also für einem äußeren Beobachter so aus, als würde sich der "Ring" der Mondbahn im Laufe eines Jahres einmal um den Planeten drehen. Es gibt also immer eine Konstellation, in der der Mond "hinter" den Planeten geraten kann. Nur muß das nicht jedes Jahr passieren, denn nicht nur die Mondbahn muß gerade auf die Sonne ausgerichtet sein, sondern der Mond muß zu diesem Zeitpunkt auch gerade an der "richtigen" Stelle auf seiner Bahn liegen.

jonas schrieb:

die Bahnebene des Mondes verändert ihre Position gegenüber dem Sternenhintergrund nicht währenddessen der Planet mit seinem Mond um den Stern kreist. Im Laufe eines Jahres sieht es also für einem äußeren Beobachter so aus, als würde sich der "Ring" der Mondbahn im Laufe eines Jahres einmal um den Planeten drehen. Es gibt also immer eine Konstellation, in der der Mond "hinter" den Planeten geraten kann. Nur muß das nicht jedes Jahr passieren, denn nicht nur die Mondbahn muß gerade auf die Sonne ausgerichtet sein, sondern der Mond muß zu diesem Zeitpunkt auch gerade an der "richtigen" Stelle auf seiner Bahn liegen.

Zum Vergrößern anklicken....

D.h. also, ein Beobachter der die Mondumlaufbahn vom Stern aus betrachtet, würde zwei mal im Jahr einen Ring, und zwei mal im Jahr einen Strich sehen, richtig?