Die längste Zeit über war unser Sonnensystem ein vergleichsweise kleiner und heimeliger Ort. In der Antike war das ganze Universum nur Kulisse für die im Zentrum stehende Erde und kleine Planeten und noch kleinere Sterne bewegten sich auf nahen Kristallsphären um die Welt. Später verstand man zwar, dass die Planeten andere Himmelskörper und doch ein bisschen weiter weg und größer waren als gedacht. Aber das Sonnensystem reichte trotzdem nur bis zum Saturn. Erst 1781 wurde es größer. Da zeigte Wilhelm Herschel, dass das was man bisher gesehen hatte, nicht alles war. Er zeigte, dass es da draußen noch unbekannte Regionen zu entdecken gibt und fand als erster einen neuen Planeten: den Uranus. 1846 wiederholte sich das ganze, als der Planet Neptun entdeckt und die Grenzen des Sonnensystems wieder weiter nach außen verschoben wurden. Und dabei blieb es dann für lange Zeit. Über die äußersten Regionen unserer kosmischen Heimat war nichts bekannt und das Niemandsland hinter Neptun blieb unerforscht. Man wusste ja nicht einmal, ob dort überhaupt es zu erforschen war.
Einen ersten Hinweis darauf, dass fern von der Sonne doch noch etwas zu finden ist, gab es 1930. Da entdeckte Clyde Tombaugh einen Himmelskörper außerhalb der Neptunbahn. Man nannte in „Pluto“ und weil man damals noch nicht genug über ihn wusste, hielt man für ihn Planeten. Als der estnische Astronom Ernst Öpik also im Jahr 1932 eine wissenschaftliche Arbeit mit dem Titel „Note on stellar perturbations of nearly parabolic orbits“ veröffentlichte, war das Sonnensystem zwar gerade wieder ein klein wenig größer geworden. Wie groß es aber wirklich war, wusste immer noch niemand.
Wo kommen die Kometen her?
Öpik machte sich Gedanken über Kometen und darüber, wo sie her kommen. Die Kometen haben sich ja noch nie so wirklich mit dem Rest der Himmelskörper vertragen. Die Sterne kann man immer unverändert am Himmel stehen sehen. Die Planeten bewegen sich auf vorhersagbaren Bahnen. Aber die Kometen tauchten ohne Vorwarnung auf und verschwanden genau so rätselhaft, wie sie erschienen sind. Lange Zeit hielt man sie überhaupt nur für atmosphärische Phänomene und erst der große Astronom Tycho Brahe konnte 1577 mit seinen Beobachtungen nachweisen, dass sie sich tatsächlich durch den Raum zwischen den Planeten bewegen und nicht nur irgendwelche komischen leuchtenden Wolken in der Lufthülle der Erde sind.
1705 fand dann schließlich der britische Astronom Edmund Halley heraus, dass die Kometen durchaus nicht immer völlig überraschend auftauchen müssen. Er nutzte die erst kurz davor veröffentlichte Arbeit von Isaac Newton über die Gravitation um zu zeigen, dass viele vergangene Kometenbeobachtungen auf den immer gleichen Kometen zurückgehen, der sich alle 76 Jahre der Erde nähert. Dieser heute nach Halley selbst benannte Komet ist damit auch der erste offiziell bekannte kurzperiodische Komet. So nennt man alle Kometen, die für eine Runde um die Sonne nicht länger als 200 Jahre brauchen.
Diese Kometen gehören quasi zur „normalen“ Ausstattung des Sonnensystems. Sie bewegen sich zwar oft auf Bahnen, die sie quer durch das ganze Sonnensystem führen. Aber sie halten sich auch hauptsächlich in dem uns vertrauten Bereich der Planeten auf. Andere Kometen tun das nicht. Sie scheinen wirklich aus dem Nichts zu kommen, kurz die Planeten und die Sonne zu besuchen nur um dann wieder im Nichts zu verschwinden. Das sind die langperiodischen Kometen, die mehr als 200 Jahre für einen Umlauf um die Sonne brauchen und oft deutlich mehr. Viele von ihnen kommen von so weit draußen, dass sie Zehntausende Jahre unterwegs sind – und da sie ja nicht tatsächlich aus dem Nichts kommen können, muss es hinter der Region der Planeten doch noch etwas geben.
Ernst Öpik hat sich über dieses Problem ausführlich Gedanken gemacht und untersucht, wie weit sich so ein Komet überhaupt von der Sonne entfernen kann, bevor die gravitativen Störungen der anderen Sterne relevant genug werden und die Kometenbahnen so sehr stören, dass sie nicht mehr zum Sonnensystem gehören. In seiner Arbeit kommt er zu dem Schluss, dass die Kometen sich bis zu einer Million Astronomische Einheiten (AE) entfernen können; also eine Million Mal weiter weg als die Erde von der Sonne. Das war zumindest das aus seinen Berechnungen folgende theoretische Maximum; ob das Sonnensystem wirklich so weit reicht, konnte Öpik nicht sagen. Er machte sich jedenfalls keine großen Hoffnungen, solche fernen Himmelskörper jemals beobachten zu können, wie er am Ende seiner Arbeit schreibt:
Eine Wolke aus Stein und Eis
28 Jahre später beschäftigte sich der niederländische Astronom Jan Hendrik Oort ebenfalls mit den äußersten Bereichen des Sonnensystems. Er wurde bei seiner Forschung noch ein klein wenig konkreter, wie man auch dem Titel seiner Arbeit entnehmen kann: „The structure of the cloud of comets surrounding the Solar System and a hypothesis concerning its origin“.
Oort ging von einer „Wolke“ voller Kometen aus, die das Sonnensystem umgibt und überlegte sich, wie sie entstanden sein konnte. Aus der Existenz der langperiodischen Kometen konnte man folgern, dass es irgendwo weit draußen ein Reservoir an Kometen geben muss aus dem immer wieder Mal Himmelskörper auf Bahnen gebracht werden, die sie aus der Wolke hinaus ins innere Sonnensystem führen. Aber, so Oorts Argument, diese Objekte konnten dort nicht entstanden sein.
So weit entfernt von der Sonne war einfach zu wenig Material vorhanden, als das sich daraus Kometen bilden hätten können. Nur weiter innen war in der Frühzeit des Sonnensystems genügend Gas und Staub vorhanden, das sich zu Fels- und Eisbrocken zusammenklumpen kann, die dann weiter zu Kometen (und Asteroiden) wachsen. Oort konnte auch zeigen, dass es unwahrscheinlich war, dass die Kometen von außerhalb des Sonnensystems kommen. Er war davon überzeugt, dass die Kometen tatsächlich ein Teil unseres Sonnensystems sind und sich in einer Entfernung von bis zu 150.000 AE aufhalten. Aber wie kommen sie dorthin, wenn sie viel weiter innen entstanden sein müssen? Oort erwähnt zwei Hypothesen. Die Kometen könnten der Überrest eines zerstörten Planeten oder aber auch irgendwie von den bekannten Planeten „ausgeworfen“ worden sein. Oort hält das aber für unwahrscheinlich:
Er bevorzugt eine andere Hypothese. Die Kometen sollen gemeinsam mit den Asteroiden (oder den „Kleinplaneten“ bzw. „minor planets“, wie es damals noch hieß) entstanden sein und später durch die gravitativen Störungen der Planeten in die äußersten Bereiche des Sonnensystems transportiert worden sein:
Damit lag Oort im wesentlichen richtig. Heute wissen wir einigermaßen darüber Bescheid, wie die Planeten entstehen. Sie wachsen durch die Kollision von Planetesimalen, also kleinen Felsbrocken, und wie das so ist bei Kollisionen, wird das oft ein wenig wild und chaotisch. Nicht bei jeder Kollision wachsen die Himmelskörper an; oft werden kleinere Objekte auch durch größere Protoplaneten aus ihrer Bahn und weit davon geworfen. Die sammeln sich dann irgendwo weit draußen und weil Jan Hendrik Oort die grundlegende Arbeit dazu geleistet hat, wird diese Region heute die Oortsche Wolke genannt (und die ebenfalls grundlegende Arbeit von Ernst Öpik leider ignoriert; zumindest was die Namensgebung angeht).
Ganz weit draußen, ein paar zehntausend bis hunderttausend Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt, existiert also eine große „Wolke“ aus Kometen. Aber direkt beobachten lässt sich die leider nicht. Dazu sind die Kometen zu klein und die Entfernung zu groß.
Noch mehr Asteroiden
Zuerst aber einmal fanden die Astronomen etwas näher an der Sonne neue Himmelskörper. Im Jahr 1992 entdeckte man außerhalb der Neptunbahn ein weiteres kleines Objekt: Den Asteroid 1992 QB1. Pluto war nun nicht mehr alleine in der Region hinter Neptun und in den Jahren danach fand man dort immer mehr Asteroiden. Man hatte den sogenannten Kuipergürtel entdeckt, einen großen Asteroidengürtel, der sich außerhalb der Bahn des Neptun erstreckt. Dort draußen haben sich die Planetesimale zur Zeit der Planetenentstehung so langsam bewegt, dass sie nicht oft genug miteinander kollidiert sind, um große Planeten zu bilden. Sie blieben kleine Fels- und Eisbrocken und Ende der 1990er Jahre war klar, dass Pluto einer von ihnen war. Der neunte Planet war nur ein großes Objekt inmitten vieler anderer Asteroiden und sollte eigentlich auch als Asteroid klassifiziert werden. Das geschah allerdings erst im Jahr 2006, nachdem man den fernen Asteroid Eris entdeckt hatte. So groß wie Pluto selbst und weiter entfernt als die meisten zuvor gefundenen Objekte setzte die Entdeckung einen Umdenkprozess in Gang, an dessen Ende Pluto völlig zu Recht der Planetenstatus aberkannt wurde.
An seinem sonnenfernsten Punkt befindet sich Eris fast 100 Astronomimsche Einheiten weit weg. Das ist enorm weit weg, aber immer noch so gut wie nichts im Vergleich zur Oortschen Wolke. Die blieb weiterhin unerreichbar. Am 14. November 2003 machte man dann allerdings einen wichtigen Schritt hinein in das große unbekannte Gebiet hinter dem Kuipergürtel. An diesem Tag entdeckten Mike Brown, Chad Trujillo und
David Rabinowitz den Asteroid Sedna. Er ist fast 1000 Kilometer groß und entfernt sich auf seiner Bahn bis zu 1000 Astronomische Einheiten von der Sonne!
Damit ist man zwar immer noch nicht in der Oortschen Wolke, aber nach astronomischen Maßstäben schon kurz davor. Man vermutete in Sedna das erste bekannte Objekt einer noch hypothetischen inneren Oortschen Wolke. Sie soll aus Himmelskörpern bestehen, die aus der Oortschen Wolke stammen, aber irgendwie ein bisschen näher an die Sonne gerückt sind. Wie genau das passiert, ist noch nicht klar. Die Sonne bewegt sich mit ihrem kompletten Anhang durch die Milchstraße und begegnet dabei immer wieder Mal anderen Sternen. Solche (vergleichsweisen) nahen Begegnung zwischen Sternen können zu gravitativen Störungen in der Oortschen Wolke führen, die einige der dort befindlichen Objekte auf neue und nähere Bahnen bringt. Es kann aber auch sein, dass es in in der Oortschen Wolke noch größere Himmelskörper gibt, die für die Störungen verantwortlich sind.
Denn in der chaotischen Phase der Planetenentstehung wurden nicht nur kleinere Fels- und Eisbrocken ins äußere Sonnensystem geworfen, sondern mit ziemlicher Sicherheit auch einige größere Protoplaneten. Computersimulationen zeigen uns, dass fast immer mehr planetengroße Objekte um einen Stern entstehen, als eigentlich Platz haben. Sie werden bei nahen Begegnungen mit größeren Protoplaneten genau so aus dem inneren Sonnensystem geworfen wie die kleinen Planetesimale. Und genau so wie die anderen Objekte der Oortschen Wolke sind sie viel zu weit weg, um direkt beobachtet zu werden. Es ist nicht unwahrscheinlich, dass weit weg von der Sonne noch solche unentdeckte Planeten existieren – aber sie werden für absehbare Zeit weiterhin unentdeckt bleiben müssen. Man kann zwar theoretische Grenzen für die minimale Entfernung dieser Planeten angeben, aber die Technik ist bei weitem nicht gut genug, um sie direkt sehen zu können.
Wer stört die Kometen?
Aber zumindest indirekt kann man probieren, ihnen auf die Spur zu kommen. Wenn da draußen in der Oortschen Wolke tatsächlich noch ein unentdeckter großer Himmelskörper sitzt, der gravitative Störungen ausübt und Asteroiden und Kometen näher zur Sonne schickt, dann sollte man das an den Bahnen dieser Asteroiden und Kometen erkennen können. Die Störungen würden sie auf charakteristische Weise verändern – aber um das zu erkennen, muss man erstmal genug Asteroiden und Kometen die aus der Oortschen Wolke stammen, finden. Langperiodische Kometen kennen wir schon einige und entsprechende Berechnungen zeigen tatsächlich vage Hinweise dass so ein großer Himmelskörper existieren könnte.
Die Kometen haben allerdings alle sehr extreme Bahnen, denn sie kommen von ganz draußen nach ganz innen. Besser wäre es, wenn man ein paar mehr Objekte wie Sedna finden könnte, die sich immer fern der Sonne aufhalten. Hier wurde man im März 2014 fündig und entdeckte den Asteroid 2012 VP113, der momentan den Spitznamen „Biden“ trägt, weil Joe Biden im Jahr 2012 amerikanischer Vizepräsident („VP“) war. VP113 ist zwar nicht so groß wie Sedna, sondern durchmisst nur knapp 450 Kilometer. Und er entfernt sich auch nur 460 Astronomische Einheiten von der Sonne und nicht 1000 AE wie Sedna. Aber VP113 kommt der Sonne niemals näher als 80 Astronomische Einheiten und ist damit noch ferner als Sedna.
2012 VP113 ist das zweite bekannte Objekt der hypothetischen inneren Oortschen Wolke und wenn das auch immer noch nicht genug Material für ausschweifende Statistik ist, kann man seine Daten mit denen von Sedna vergleichen. Das haben die Entdecker des Asteroiden getan und auch noch ein paar andere Asteroiden inkludiert, die sich ebenfalls hinter dem Kuipergürtel befinden (wenn auch nicht so weit weg wie Sedna und VP113). Und auch die Bahnen dieser Himmelskörper zeigen Auffälligkeiten, die auf die Existenz eines störenden Planeten hindeuten können.
Das alles heißt nicht, dass so ein unbekannter Planet tatsächlich vorhanden sein muss. So ein Planet ist eine von mehreren bekannten Möglichkeiten, die für die Existenz von Asteroiden wie Sedna und 2012 VP113 verantwortlich und die Auffälligkeiten in den Bahnen verantwortlich sein können. Genau so gut können es auch die Störungen von vorbeiziehenden Sternen sein, die 1932 schon Ernst Öpik untersucht hat. Oder es können Effekte verantwortlich sein, die wir noch gar nicht verstehen. Denn die Oortsche Wolke bleibt weiterhin ein weitestgehend unerforschtes Niemandsland.
Das Niemandsland bleibt unerforscht
Wir wissen, dass sich fern der Sonne Milliarden oder gar Billionen kleiner Fels- und Eisbrocken befinden, die sich bis fast zur halben Entfernung zwischen hier und Alpha Centauri, dem nächsten Stern, ausbreiten. Und dabei übrigens keine echte „Wolke“ bilden: Man darf sich die Oortsche Wolke nicht als „Schale“ voller Kometen und Asteroiden vorstellen, die unsere Sonne umgibt. Würde man mit einem Raumschiff von hier bis Alpha Centauri fliegen, dann würde man von der Oortschen Wolke vermutlich gar nichts bemerken. Dort draußen sind zwar enorm viele Asteroiden und Kometen, aber es ist auch enorm viel Platz! Das Bild des Asteroidengürtels, in dem sich Felsbrocken an Felsbrocken drängt und man mit dem Raumschiff wild manövrieren muss, um nicht mit ihnen zusammenzustoßen, trifft man zwar in der Science-Fiction und populären Darstellungen recht häufig. Es ist aber vollkommen falsch. Der Weltraum ist leer und das gilt auch für Asteroidengürtel und Oortsche Wolke.
Wir können also nicht einfach eine Raumsonde in die Oortsche Wolke schicken und hoffen, dass sie dort plötzlich inmitten von Kometen und Asteroiden auftaucht. Und direkt beobachten werden sich die fernen Himmelskörper wohl auch nicht so schnell lassen. Aber wir werden in Zukunft vermutlich noch mehr Objekte wie Sedna und 2012 VP113 finden und vielleicht verraten die uns ja ein wenig mehr darüber, was an der Grenze des Sonnensystems passiert. Die Oortsche Wolke selbst wird noch für lange Zeit unerforscht bleiben…
Ja, das ist häufig so zu beobachten. Aktuelles Beispiel ist die Kosmische Inflation. Die entsprechenden Theorien und der mögliche Nobelpreis werden meist mit Alan Guth in Verbindung gebracht. Dabei wird meist übersehen (auch hier in diesem Blog), dass etwa zeitgleich und unabhängig voneinander Ende der 1970er in der Sowjetunion in der dortigen Fachliteratur die Grundlagen zur Kosmologische Inflation ausgearbeitet wurden. Vor allem von Alexej Starobinski.
Siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Alexei_Starobinsky
Kann es sich auch um Rogue Planets handeln, die einen Teil der Wolke bei angenommener Ausdehnung von der halben Distanz zu Alpha Centauri in unregelmäßigen Zeitabständen durchqueren und dabei für ein wenig Ununordnung sorgen?
@PSyclash: „Kann es sich auch um Rogue Planets handeln, die einen Teil der Wolke bei angenommener Ausdehnung von der halben Distanz zu Alpha Centauri in unregelmäßigen Zeitabständen durchqueren und dabei für ein wenig Ununordnung sorgen?“
Wobei handeln? Ich habe nur von einer HYPOTHESE gesprochen, nach der ein Planet in der Oortschen Wolke VIELLEICHT existiert. Aber wenn das so ist, dann ist es kein vagabundierender Planet. Denn 1) ist es enorm unwahrscheinlich, dass so einer überhaupt einem Stern nahe kommt und zweitens sind die ja zwischen den Sternen unterwegs und kommen der Sonne nicht periodisch nahe – was nötig wäre um die Beobachtung zu erklären.
Das ist mal wieder ein sehr interessanter Artikel. Vielen Dank! Was mich noch interessieren würde: Wie wirkt sich die GAIA-Mission auf unsere Erkenntnisse über das äußere Sonnensystem aus?
https://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2013/12/04/gaia-das-revolutionaere-weltraumteleskop/
Man schätzt, dass GAIA während der fünfjährigen Missionsdauer ungefähr eine Million neuer Kometen und Asteroiden in unserem Sonnensystem entdecken wird.
Gibt es auch eine Abschätzung wie weit draußen in unserem Sonnensystem von GAIA noch Asteroiden oder Zwergplaneten entdeckt werden können? Hätte GAIA auch so ein Objekt wie 2012 VP113 entdeckt? Die Hauptaufgabe von GAIA ist ja die Vermessung von Sternen, aber als „Abfallprodukt“ sollte es auch viele neue Erkenntnisse über das äußere Sonnensystem geben.
@Silava: Also GAIA wird sicher auch Zeug im Kuipergürtel finden. Sehr viel sogar. Aber Abschätzungen hab ich grade keine parat (sitze im Zug nach Wien).
@Silava: Offtopic-P.S. Vielen Dank – das wäre nicht nötig gewesen
@Psyclash
Ein derartiges Ereignis ist nicht auszuschließen und kommt sicher hier und da auch mal vor und es gibt auch den ein oder anderen Hinweis das man die Anzahl an „Rogues“ massiv unterschätzt hat, aber…
…das reicht wohl nicht als Erklärung für die relativ zahlreichen Kometen. Es ist sicherlich irgendwo ein Faktor, aber ich würde das nicht überbewerten. Es ist einfach zu selten. Aber grundsätzlich geht die Überlegung in die richtige Richtung. Manchmal kommen sich Sterne auch einfach zu nahe und stören ihre respektiven (und im übrigen auch theoretischen) Kometenwolken, womit auch der Umlauf des Sonnensystems in der Galaxis eine Rolle spielt, aber die Zeiträume in denen diese Ereignisse auftreten sind einfach… abysmal.
@Florian
Ups, das wären ja mit 150e+6 km * 1e+6 / 9,46 e+12 km/LJ fast 16 Lichtjahre. Wie kann man denn 1930 noch auf so ein Ergebnis kommen, wo man doch schon Ende des 19. Jahrhunderts die Entfernung zu mehr als 60 Sternen gemessen hatte (Bessel bereits 1838 die Parallaxe von Barnards Stern)?
@Alderamin: “ Wie kann man denn 1930 noch auf so ein Ergebnis kommen,“
Kann auch sein, dass ich ne Zehnerpotenz übersehen hab, als ich den Artikel gechrieben habe (ist schon ne Zeit lang her…). Ich sitz gerade im Zug und kann nicht im Paper von Öpik nachsehen… Vielleicht weiß ich heute Abend mehr (oder jemand schaut in der Zwischenzeit nach). Kam mir jedenfalls auch komisch vor. Aber 1930 war noch ziemlich vieles unklar, was die Entfernungen im All angeht. Wer weiß…
@Silava
It is expected that the spacecraft will detect tens of thousands of minor planets. Some of them will be near-Earth objects (NEOs), others will live in the ‚main-belt‘ of asteroids between Mars and Jupiter, yet more will be located in the icy realms of the outer Solar System known as the Kuiper Belt..
Also doch eher das Nemesis Modell, ~10 Erdmassen, richtig? Biden war jetzt ein Zwergplanet, richtig? Du weißt ja, ich habe meine Probleme mit dem New Yorker Modell. Jedenfalls zweifelt wohl niemand daran das da draußen noch einige Zwergplaneten (oder größere Asteroiden für die Amerikaner) zu entdecken sind. Ein derart massives Objekt wäre allerdings höchst interessant und potentiell sogar lebenswichtig. Unter dem Gesichtspunkt wäre es keine schlechte Idee doch ein paar Sonden zu schicken, auch wenn es Jahrzehnte dauert bis sie in Position sind?
@Swage: Sorry, ich hab keine Lust wieder mal über deine Privatphysik zu diskutieren. Wie man die These, dass die Beobachtungen auf die Existent eines unbekannten Planeten hindeuten, einschätzen muss, hab ich im Artikel ja beschrieben. Kann gut sein, dass da draußen größere Objekte sind. Aber „eine Sonde hinschicken“ geht halt nicht, wenn du nicht weißt, wohin. Wenn du einen Planeten erforschen willst, musst du ihn zu erst entdecken und eine Bahn exakt bestimmen. Und das wird in diesem Fall nicht passieren. Die Oortsche Wolke ist nicht direkt beobachtbar.
P.S. Nur zur Sicherheit: Das Thema hat nix mit Aliens zu tun. Darüber müssen wir nicht schon wieder diskutieren. Das Thema hat auch nix mit Nemesis zu tun. Oder einem anderen „Planet X/Nibiru“ der der Erde gefährlich wird oder gefährliche Asteroiden auf die Erde schmeisst. Ernsthaft, das Thema hat damit nix zu tun und hab ich keine Lust, dass sich die Diskussion schon wieder mal nur um Katastrophen und Pseudowissenschaft dreht. Wenn schon, dann kannst du das im freien Bereich diskutieren, aber bitte nicht hier. Hier geht es um die Oortsche Wolke.
Wäre so eine Bahn denn denkbar? Je nach ihrer Exzentrizität könnte sie in einem Raumbereich verlaufen, in dem es keine Sterne gebt. Vermutlich gäbe es aber trotzdem zu viele Störeinflüsse, um so eine Bahn stabil zu halten.
Aber rein theoretisch: Wie lang wäre dann ein „Jahr“?
@Florian
Nein, hast Du nicht, Du hast ja die Conclusion oben als Bild eingeschlossen, und da steht ganz klar „10^6 astronomical units“. Vielleicht war’s einfach ein Druckfehler.
Ich erwarte auch nicht, dass Du die Antwort weißt, ich wollte Dich nur an meinem Wundern teilhaben lassen 😉
Wer googeln kann ist klar im Vorteil. Sorry, ich habe jetzt erst ein Dokument von der ESA gefunden, die haben meine Frage schon beantwortet:
https://www.cosmos.esa.int/documents/29201/310761/IN_TNO.pdf/2e547bb8-7221-44b9-b871-ed941c46e7f2
Zum Thema Trans-Neptunian-Objects:So Gaia should detect a few tens of objects at most.
Die Objekte im Kuiper Gürtel sind bis Magnitude 20 wohl schon zu 75% gefunden. Und die Oortsche Wolke um die es hier eigentlich geht kann man ja mit der aktuellen Technik leider nicht (direkt) beobachten.
@Swage
Im Originalpapier von „Biden“ wird von einer möglichen Supererde mit < 10 Erdmassen innerhalb von 200-300 AU gesprochen. Gasriesen, braune Zwerge oder gar Fixsterne sind durch die NEOWISE-Messungen von neulich innerhalb von mehreren 1000 bis 10000 AU ausgeschlossen, und ein Papier von dieser Woche (Dank an Kommentator Bynaus) schließt sogar Planeten mit mehr als 2 Erdmassen innerhalb von ca. 500 AU und mehr als 15 Erdmassen innerhalb von 1000 AU aus.
Man kann die Bahnen von Sedna und Biden auch durch die Begegnung mit nahen Sternen, vor allem in dem Sternhaufen, in dem die Sonne entstand, erklären.
@Swage
Ups, Endtag versemmelt, aber der Link geht.
Hier noch ein Artikel, der auf den letzten Absatz eingeht.
Gibt es eigentlich eine Abschätzung, wie dicht ein Asteroidengürtel maximal bevölkert sein kann? Ich habe bei diesem Thema immer das Bild von Han Solo, dem Millennium Falcon (und der Weltraumschnecke) im Kopf. In unserem System ist das natürlich völlig unrealistisch (auch ohne Schnecke).
Aber könnte es anderswo wirklich so gedrängt sein, oder wäre ein Asteroidengürtel mit einem Brocken alle 100 km einfach intrinsisch instabil?
Wäre es denn nicht möglich einem dieser Protoplaneten/Asteroiden die immer wieder in die Oortsche Wolke verschwinden, ein paar Sensoren, in form eines Lander oder eines Satelliten, zu verpassen um mehr über diese Region zu erfahren?
@Balu
Das Problem ist die Orbitalzeit dieser Objekte, die viele tausend Jahre beträgt.
Übrigens genau der Grund, warum es so schwer ist, zum Pluto zu kommen und dort zu bleiben: auf einer normalen Hohmann-Transferbahn (wie sie meist für Flüge zum Mars verwendet wird), die ihren sonnenächsten Punkt bei der Erde und den sonnenfernsten bei Pluto hat, ist man zu Pluto beinahe halb so lange unterwegs, wie der für einen Umlauf um die Sonne braucht, und das sind 243 Jahre. Daher fliegt New Horizons mit maximaler Geschwindigkeit und Schwung vom Jupiter dorthin, hat dann aber keine Chance, dort zu verweilen, dafür ist sie dann viel zu schnell.
In die Oortsche Wolke würde man also auch mit Top-Speed fliegen müssen, aber wir sind technisch wohl noch nicht in der Lage, 1000 AU und mehr in ein paar Jahrzehnten zurück zu legen. Dann müsste man etwa zehnmal so schnell wie die Voyager-Sonden unterwegs sein.
Balu
Das hab ich mich auch schon gefragt, bis mir dann die Antwort darauf wie Schuppen von den Haaren gefallen ist.
Möglich wäre es. Grundsätzlich kein Problem. (und ich denke du meinst Kometen und nicht Asteroide)
Aber: Um dort einen Lander abzusetzen, musst du deine Zubringereinheit auf die gleiche Geschwindigkeit bringen, die dir der zu untersuchende Körper vorgibt. Wenn du aber dein Raumschiff auf die gleiche Geschwindigkeit (und den gleichen Kurs) bringst, die dieser Körper hat, dann ist dein Raumschiff auf der gleichen Ellipse wie der. D.h. auch ohne dass du dort landest, würde dein Raumschiff genau den gleichen Weg nehmen. Wozu dann noch landen?
Das Problem besteht also darin, dass wir nicht in der Lage sind, einen entsprechenden Lander auf die gleiche Geschwindigkeit zu bringen, die ein langperiodischer Komet in unserer Gegend hat. Ich sach mal so: in einem Jahr aus Jupiter-Entfernung bis nahe an die Sonnenkorona zu kommen, ist für uns technisch nicht möglich. Für einen Kometen ist das aber kein Problem. Wenn wir das aber könnten, dann bräuchten wir den Trägerkörper nicht.
Ganz abgesehen davon, dass Missionsdauern von ein paar 10000 jahren ein gewaltiges logistisches Problem aufwerfen würden. Und ob die Technik so lange mitspielt, steht auch in den Sternen.
Das ist die eine Betrachtung. Die andere Betrachtung ist: Selbst wenn wir einen Lander huckepack raus schaffen würden. Was würde er sehen? Die Antwort darauf ist ein mehr oder weniger sicheres: nichts.
Das ist ungefähr so, als ob du auf dem Rücken eines Delfins auf den Pazifik rausschwimmst und dabei hoffst, mehr über die Verbreitung von Kokosnüssen durch Strömungen zu erfahren. Dabei ist dieses Bild sogar noch geschmeichelt.
Eine Frage zur Oortschen Wolke hätte ich noch:
Die Objekte der Oortschen Wolke sind ja nicht dort draußen sondern viel weiter drinnen im Sonnensystem entstanden und dann in der chaotischen Frühphase des Sonnensystems so weit rausgeschleudert worden. Haben sie jetzt noch eine stark exzentrische Bahn welche sie regelmäßig wieder ins innere Sonnensystem lenkt? Oder hat irdendetwas die Exzentrizität ihrer Bahn verringert dass sie sich nicht mehr so sehr der Sonne nähern und dauerhaft in den Regionen > 2000 AU von der Sonne bleiben?
Im ersten Fall sollte man ja im Laufe der Zeit die Objekte der Oortschen Wolke auch hier im inneren Sonnensystem begrüßen (und studieren) dürfen.
Im zweiten Fall ist mir nicht klar wer oder was für die Bahnänderung gesorgt hat.
Wie groß ist überhaupt die Wahrscheinlichkeit eines Clusters/Haufens von drei oder mehr Asteroiden statt eines einzelnen größeren Zwergplaneten? Oder braucht man auch in 10^4 bis 10^5 AE Entfernung ein Planet-Mond(e)-Gebilde, um stabil zu sein?
@chemiker
Der Gürtel im vierten Teil war das Überbleibsel eines zerstörten Planeten und kein „natürlich“ entstandener.
Wenns einen Planeten zerfetzt dürfts kurze Zeit vielleicht wirklich ähnlich ausschauen wie im Film dargestellt.
@Silava
Die Bahnen in der Oortschen Wolke werden oberhalb einigen 1000 AU von den Gezeitenkräften der Milchstraße zirkularisiert, siehe hier. Die Bahnen von Sedna und 2012 VP113 sind da ein echtes Problem, weil sie weder Neptun noch sonst irgendeinem (bekannten) Objekt nahe kommen und für den Bahn-Zirkularisierungsmechanismus der Milchstraße zu eng um die Sonne kreisen.
@Chemiker
Im Saturnring geht’s dicht gedrängt zu, der ist nur wenige 10 m dick und trotzdem ziemlich blickdicht, und das innerhalb der Roche-Grenze des Planeten. Grundsätzlich könnte es im Asteroidengrütel also theoretisch auch enger zugehen, aber den hat Jupiter bei seiner Wanderung druch das Sonnensystem vermutlich ziemlich abgeräumt.
„Man nannte in “Pluto” und weil man damals noch nicht genug über wusste, hielt man für ihn Planeten.“
Huch?
@Alderamin:
Ich würde auf 10^5 als Druck- oder Rechenfehler tippen, weil 1,6 Lichtjahre sehr gut zu der Hälfte von Alpha Centauri (4,34 Lj) paßt. Dafür braucht man aber keine große Untersuchung.
@TSK
Macht Sinn.
@inter
Wieso „Huch?“ Pluto ist kein Planet (mehr), sondern ein Zwergplanet.
Ich gehe mal davon aus, das ‚inter‘ in dem zitierten Satz zwischen ‚über‘ und ‚wusste‘ noch einen Bezug vermisst ….
Mit den Angaben aus Wikipedia (äußere Oortsche Wolke von 20.000 AU bis 100.000 AU, bis zu 10^6 Objekte) komm ich auf durchschnittlich 4000 AU^3 Platz (eine Raumkugel mit 10 AU Radius) für jedes Objekt. Das ist soviel wie das gesamte Planetensystem bis zum Saturn, was in der Oortschen Wolke jeder noch so kleine Brocken für sich allein hat.
@Seniler Raubaffe:
„Der Gürtel im vierten Teil war das Überbleibsel eines zerstörten Planeten und kein “natürlich” entstandener.“
Ich glaube, er meint das Asteroidenfeld aus Nummer V.
Eine der coolsten und beeindruckensten Szenen aus der Trilogie überhaupt – und leider eben total unrealistisch 🙂
@Florian
„Wobei handeln?“
Um eine mögliche Ursache für die Störung der Kometen-/Asteroidenbahnen.
„Ich habe nur von einer HYPOTHESE gesprochen, nach der ein Planet in der Oortschen Wolke VIELLEICHT existiert.“
Mißverständnis – Meine Frage beinhaltet nicht die Behauptung der Existenz eines solchen Planeten/Planetoiden in unserem äußeren/äußersten Sonnensystem. Ganz im Gegenteil: Ich persönlich erwarte „da draußen“ eigentlich keinen nennenswert großen und massereichen Objekte mehr. Natürlich lasse ich mich aber auch gerne überraschen. Deshalb zog ich die Vagabunden(der deutsche Begriff fiel mir nicht mehr ein) als alternative Erklärung für solche „hauseigenen Aussenseiter“ in Betracht und fragte nach denen (und nur nach denen).
„Periodisch“
Das war der Fehler, der zu meiner Frage führte. Der Text hatte nämlich bei mir den Eindruck eines sporadisch zuschlagenden Störrenfrieds hinterlassen. Da erschienen mir „massereiche Pauschaltouristen“ also naheliegend. Habe den Text gerade nochmal durchgesehen und kann nun ausschließen einen Absatz übersehen zu haben. Vermutlich hatte sich die Vorstellung aus der historischen Rückblende am Anfang bei mir festgesetzt. Oder ich habe einen Zusammenhang falsch bzw. nicht verstanden. Genau wird sich dieses Mißverständnis wohl nicht mehr aufklären lassen. Solange ich aber der Einzige bleibe, spielt es schließlich keine Rolle.
Also wie üblich mein Dank für die Antwort und Verzeihung für die etwas längere Erklärung.
PS:
Ich vermute jetzt, Du hast in letzter Zeit überdurchschnittlich viel Ärger mit dem Nemesis-/Niribu-/PlanetX-Fanclub gehabt, so daß Du meine Frage irrtümlich dahingehend gedeutet hast.
Ist eine Kollisionswahrschrinluchkeit von 1:909000 besonders hoch?
Wenn von 900-tausend zufälligen Asteroiden gerade mal 1 trifft, dann würde ich das nicht als hoch bezeichnen.
Die Chancen im Lotto zu gewinnen sind auf jeden Fall deutlich höher. Und wieviele Menschen kennst du schon in deinem Umfeld, die im Lotto gewonnen haben? Das es jede Woche doch einen oder zwei Gewinner gibt, liegt einfach nur daran, dass es Millionen von Mitspieler gibt. Für einen einzelnen sind die Chancen schlecht.
Übertragen würde das heißen: 1 zu 900-tausend wäre nur dann eine große Wahrscheinlichkeit, wenn da Millionen von Erden rund um die Sonne kreisen würden und die Frage lautet;: wie wahrscheinlich ist es, dass wenigstens eine davon getroffen wird.
Den Fall haben wir aber nicht. Es gibt nur 1 Erde.
D.h. deine Wahrscheinlichkeit von 1 zu 900-tausend kannst du getrost als praktisch 0 ansehen.
Jouron
bezüglich #35
Auch falsch. Denn die Asteroiden müssen ja noch eine Voraussetzung erfüllen: sie müssen die Erdbahn auch noch kreuzen. Asteroiden, die nie ‚zu uns reinkommen‘, haben klarerweise eine Wahrscheinlichkeit von 0.
Aber um dir noch ein anderes anschauliches Bild zu geben.
Du kennst die Siegessäule in Berlin. Die steht inmitten eines Kreisverkehrs.
Wenn ich nun am äusseren Rand dieses Kreisverkehrs lauter Fächer machen würde, dicht an dicht, wobei jedes Fach rund 1,5 Millimeter(!) breit ist. Deine Aufgabe ist es, eine kleine Kugel in genau jenes Fach zu legen, das ich mir vorher ausgedacht habe. Die Chance, dass du zufällig genau die von mir ausgedachten 1.5 Millimeter auf dem 200 Meter Durchmesser messenden Kreisverkehr triffst, ist ungefähr 1:900-tausend.
@Jouron, Kallewirsch
Um welchen Asteroiden geht’s denn?
Am Mittwoch wurde 2007 VK184 von der Turin-Liste gestrichen, das war der einzige auf Stufe 1.
K danke
Kenn den Namen des Asteroiden nicht war aber irgendwas mit 2002
@Aleramin
„ein Papier von dieser Woche“
Danke, das beantwortet dann die Fragen. Florian zuliebe trete ich es aber mal nicht breit, obwohl ich der Meinung bin das das sehr wohl „on topic“ ist, ist aber sein Blog – seine Regeln.
@Florian:
„Aber “eine Sonde hinschicken” geht halt nicht, wenn du nicht weißt, wohin. Wenn du einen Planeten erforschen willst, musst du ihn zu erst entdecken und eine Bahn exakt bestimmen.“
Tja, naja… wir haben die Bahndaten von 2012 VP113 und Sedna, richtig?
@Jouron
Ich hab‘ mal gegoogelt nach „Asteroid“ und „909000“ und was ich finde ist der Asteroid 2003 QQ47, der im Jahre 2003(!) eine Einschlagswahrscheinlichkeit von 1/909000 für den 21. März gehabt hatte, und zwar erst für den 21. März 2014 und später für den 26. März 2014. Wie das so üblich ist, konnte der Einschlag ausgeschlossen werden, nachdem man den Asteroiden länger beobachtet hatte und seine Bahn besser kannte. Das war schon Ende 2003 der Fall. Ist also ein uralter Hut.
Tatsächlich flog er am 26. März in 50-facher Mondentfernung an der Erde vorbei – das ist sehr weit weg, halbe Strecke zum Mars. Und schon gewesen.
Beruhigt?
Bei neuentdeckten Asteroiden hat man an den ersten Beobachtungstagen erstmal nur die Information, wie die Bewegung von der Erde aussieht, die genaue Position im Raum ist noch unklar. Daraus ergeben sich mögliche Positionen zu verschiedenen Zeiten, die in der Form einer dünnen, langgestreckten Ellipse angeordnet sind. Und wenn die Berechnungen ergeben, dass irgendwann diese Ellipse die (bekannte) Position der Erde im Raum enthält, dann landet der Asteroid auf der Liste möglicherweise gefährlicher Körper.
Lernt man mehr über die Position des Asteroiden im Raum, wird entsprechend die Ellipse der möglichen Positionen zu einem bestimmten Zeitpunkt kleiner, und wenn die Ellipse die Erde dann nicht mehr enthält, verschwindet der Asteroid wieder von der Liste.
Ein deutliches Beispiel dürfte der Asteroid 2004 BX159 sein. Von dem hatte man am Anfang Beobachtungen aus 3 Tagen, aus denen zwar hervorging, dass er über 1 km groß ist, aber eben nur eine langgestreckte Ellipse möglicher Orte, wo man ihn wiederfinden könnte. Jetzt hat man ihn wiedergefunden, und zwar – im Asteroidenhauptgürtel, wo er sein Perihel bei 2,1 AU und sein Aphel bei 2,7 AU hat. Als man dann mit dem neubestimmten Orbit dann in älteren Aufnahmen nach ihm gesucht hat, hat man den Asteroiden dort auch wiedergefunden, wodurch man jetzt seinen Orbit sehr exakt kennt.
Mit den meisten Asteroiden auf der Liste ist das ähnlich. Nur manchmal kommt einer, der der Erde wirklich näher kommt als der Mond. Aber die werden besonders genau beobachtet und fliegen laut Berechnungen alle sicher an der Erde vorbei.
[…] Kometen von sehr weit her kommen. Sie stammen aus der sogenannten Oortschen Wolke, über die ich hier ausführlich geschrieben habe. Entstanden sind sie aber ein bisschen näher an der Sonne. Allerdings auch nicht zu nahe – […]
[…] dem Neptun nicht auf. Dort folgt der große Kuiper-Asteroidengürtel und noch weiter draußen die noch größere Oortsche Wolke. Im Kuipergürtel haben wir schon viele Asteroiden entdeckt und können ihre Bahnen verfolgen. Wenn […]
Eine fast unmögliche Idee?
Um zahlreiche unbekannte Objekte in der hypothetischen Oortschen Wolke aufzuspüren könnte man aktiv mittels extrem leistungsstarken Pulslasern jeweils einen Bereich des Weltraums (vorsorglich) zeilenförmig bestrahlen, und unter Berücksichtigung der Lichtlaufzeit (bis zum äusseren Rand sind es 1,5 Lichtjahre, also hin und zurück ca. 3 Lichtjahre Wartezeit!) so nach und nach das gesamte Firmament bestrahlen, und danach evtl. die von einzelnen Objekten aus der Oortschen Wolke zurückkommenden Lichtreflexionen endlich auch erfolgreich detektieren.
Somit liessen sich nahezu alle Oortschen Objekte recht genau bestimmen, nur falls man etliche solche Powerlaser rund um die Erde (analog den TV – Satelliten) in Zukunft installieren würde,… ausserdem könnten sie auch zur aktiven Asteroidenabwehr eingesetzt werden.
@Zorro: „Um zahlreiche unbekannte Objekte in der hypothetischen Oortschen Wolke aufzuspüren könnte man aktiv mittels extrem leistungsstarken Pulslasern jeweils einen Bereich des Weltraums (vorsorglich) zeilenförmig bestrahlen, „
Und du hast sicher auch schon ausgerechnet, wie stark die Laser sein müssen und wie groß die Antennen auf der Erde, damit man damit auch etwas entdecken kann, oder?
Als Ergänzung dazu:
https://de.wikipedia.org/wiki/Lunar_Laser_Ranging#Ablauf_der_Messungen_und_Absch.C3.A4tzung_der_Anzahl_empfangener_Photonen
@Florian Freistetter / #46
Nöö, hab ich noch nicht,… aber wenn man ernsthaft mittels (externe) Laser betriebene Raumschiffe, die von der Erde (od. Orbit, od. Mond?) aus gepulst und damit angetrieben werden sollen und solches irgendwann in die Praxis umgesetzt wird, dann wäre doch solch ein Oortsches Laser – Scann – System geradezu ein Kinderspiel, oder?
Bei einer konstanten und daher exakt bekannten Pulsfrequenz kann man die entsprechenden reflektierten Photonen herausfiltern und extrem stark verstärken, also ich bin da eher optimistisch. 🙂
@Zorro: „Bei einer konstanten und daher exakt bekannten Pulsfrequenz kann man die entsprechenden reflektierten Photonen herausfiltern und extrem stark verstärken, also ich bin da eher optimistisch. „
Hmm. Ich hatte eigentlich schon darauf geantwortet, aber die ist irgendwo verschwunden. Egal: Hier die Kurzversion. Rechne mal die Oberfläche einer 1,5-Lichtjahre-Radius Kugel aus! Rechne aus, wie stark sich so ein Strahl auffächert, bis er in Oort-Wolke ankommt und wie stark er aufgefächert ist, wenn er wieder da ist. Wie viele Photonen dann noch ankommen. Usw. Schau dir an, wie schwierig das Laser-Ranging beim Mond ist und der ist nur 400.000km weit weg und dort stehen spezielle Reflektoren! Vor allem: Rechne! Fantasie ist schön und gut. Aber man darf sie nicht mit Wissenschaft verwechseln, wenn man nicht auch konkret überprüft, was man sich da ausgedacht hat!
@Spritkopf / #47
OK, das ist sehr interessant, da muss ich erst austüfteln wie das Signal bei 100 000 AE und einem hypothetischen Objekt von z.B. 100 m Durchmesser vor Ort,… äh, wie viele Photonen mit der gleichen Pulsfrequenz da zufällig zurück kommen würden?,… hm, bezweifle aber stark ob ich das überhaupt ausrechnen kann!
[…] wieder so nahe kommt, wird es allerdings 14.000 Jahre dauern; Lovejoy wird nun wieder weit hinaus in die Oortsche Wolke wandern, bevor er das nächste Mal ins innere Sonnensystem […]
Zugegeben, ein bisschen sehr spät kommt dieser fragende Beitrag: In einem Spiegelbericht vom 11.06.2010, sich auf ein ‚internationales Forscherteam nach einer Computersimulation‘ beziehend, und wohl auch im Fachmagazin Science veröffentlicht, wird behauptet, „dass mehr als neunzig Prozent der bekannten Kometen der Oortschen Wolke nicht von unserer Sonne stammen“. Weiß jemand ob diese Hypothese, jetzt, sieben Jahre später immer noch Bestand hat? Gängig ist oder war die Hypothese, daß die meisten Objekte von den großen Planeten nach Außen befördert wurden und dann über die Zeit durch extrasolare Einflüsse schalenförmig verteilt wurden.
Wo stehn wir denn heute mit unserer Erkenntnis?
War das vielleicht diese Simulation mit rund 700000 Asteroiden, die bereits bekannt sind?
@gast-on
Kannst du heraussuchen, wer das war, und was da genau stand? Ich halte das Ganze für recht unwahrscheinlich.
Damit ein Komet, Asteroid etc von einem Sonnensystem in ein anderes wechselt, müssten spezielle Bedingungen gegeben sein.
Vor der Begegnung der Sterne ist der Komet etc gegenüber seiner Heimatsonne langsam genug, um sie zu umkreisen, gegenüber der anderen Sonne aber zu schnell. Wenn er tatsächlich wechseln würde, müsste er dadurch gegenüber seiner Heimatsonne zu schnell werden, aber gegenüber der anderen langsam genug, um die nachher zu umkreisen.
Es ist zwar denkbar, dass die andere Sonne dem Kometen eine Beschleunigung auf sich zu vermittelt, und dass er dadurch für seine Heimatsonne zu schnell wird – aber in den allermeisten Fällen ist er dann gegenüber der anderen Sonne immer noch zu schnell oder gar schneller als vorher. Dadurch ginge er dann beiden Systemen verloren und flöge danach allein durch den interstellaren Raum.
Da ist es viel wahrscheinlicher, dass ein Komet in der Oortschen Wolke aus dem Sonnensystem selbst stammt, von den Planeten bei deren Migration auf einen sehr weiten Orbit in die Oortsche Wolke geschleudert wurde, und dort von einem in der Entfernung am Sonnensystem vorbeiziehenden Stern eine kleine Seitwärtsbeschleunigung bekam, wodurch er beim Zurückfallen auf die Sonne zu nicht mehr in die Planetenregion fällt, sondern sein Perihel dann außerhalb hat.
(Es ist nicht ganz unmöglich, das Sonnensystem zu wechseln – die Hypothese ist, dass „Planet 9“ von einem anderen Stern stammt, aber es ist nicht der allgemeine Fall)
[…] Asteroiden noch in circa 100.000 AE Entfernung ihre langen Runden um die Sonne ziehen (wo sie die Oortsche Wolke bilden). Erst dort endet der gravitative Einfluss unseres Sterns – und selbst von dieser […]
[…] des Sonnensystems dadurch nicht gestört werden. Es ist nahe genug, dass eventuell die Kometen der Oortschen Wolke gestört werden. Dann könnten ein paar von denen ins innere Sonnensystem gelangen und ein paar […]
[…] nun ein parabolische Umlaufbahn; also die Bahn eines langperiodischen Kometen der aus der fernen Oortschen Wolke nur kurz ins innere Sonnensystem kommt und dann wieder für ein paar zehn- bis hunderttausend Jahre […]