Kollision unserer Galaxie mit Andromeda.

Martin H.

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Hallo!
Ich hätte mal eine Frage:
In etwa 3 Milliarden Jahre wird unsere Galaxie mit Andromeda zusammentreffen. Sie bewegen sich mit 500 000 km/h aufeinander zu.
Sicherlich werden alle Sonnen aneinander vorbeifliegen, da die Sonnen ja viel zu weit auseinander liegen als dass sie sich treffen könnten. Alles was sich trifft sind die Gasmassen in den Galaxien.

Nun aber meine Frage:
Am Rande einer Galaxie ist das Halo der Galaxie, wo die Vereinigten Sonnenwinde von mehr als 100 Milliarden Sonnen in das Intergalaktische Medium Treffen (dies ist zwar annähernd ein Vakuum, aber eben doch nicht ganz. Immerhin verursacht dieser Zusammenstoß eine Wärme von mehreren Millionen Grad. Wenn nun aber die Sonnenwinde auf andere entgegen gerichtete Sonnenwinde der andren Galaxis Treffen und die Geschwindigkeit der Annäherung steigt um so höher, je näher sich diese Galaxien kommen, so müsste meiner Meinung nach eine Ungeheure Energie Freigesetzt werden, die den Nachthimmel von dann vorhandenen Planeten hell aufleuchten lässt.

Oder habe ich da einem Denkfehler?
 

mac

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Hallo Martin H.

herzlich willkommen hier im Forum.

zu Deiner Frage: http://www.astronews.com/news/artikel/2007/05/0705-016.shtml hier ist diese Verschmelzung etwas detailierter beschrieben.

hier http://spiff.rit.edu/classes/phys230/lectures/ism_gas/ism_gas.html
findest Du einiges über das Interstellare Medium.

Was man bei den Aufnahmen von sich gegenseitig durchdringenden Galaxien hell leuchten sieht, ist nicht das Gas, sondern sehr helle, neu gebildete Sterne. Da dieses Durchdringen mit heftigen Turbulenzen in den Gaswolken des interstellaren Mediums einhergeht, kommt es in weiten Teilen der Galaxien zu sogenannten Starburst Phasen. Sehr viele neu Sterne werden fast gleichzeitig gebildet, darunter eben auch viele große, besonders helle Sterne, von denen es (weil sie nur wenige Millionen Jahre alt werden) normalerweise nur sehr wenige gibt. Die leuchten in ihrem kurzen Leben so hell, daß sie als besonders helle Regionen in den Starburst-Gebieten auffallen.

Herzliche Grüße

MAC
 

mac

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Hallo Martin H.

ich hab' Deine Frage nach der Helligkeit mal überschlagen.

Folgende Annahmen. Eine Gaswolke mit der Dichte 2E4 Atome/cm^3 trifft mit 500 km/s auf eine ruhende Gaswolke gleicher Dichte.

Wenn man (unrealistisch) davon ausgeht, daß diese Gaswolke innerhalb weniger m an der Stoßfront ihre gesamte kinetische Energie in Strahlung umsetzt, dann gelten folgende Bedingungen:

In einer Sekunde verlieren pro Quadratmeter (100*100 cm^2) * 50.000.000cm * 2E4 Atome ihre kinetische Energie. Ein Atom wiegt 1,66E-27 kg

Ekin = 0,5 * (100cm * 100cm * 50.000.000cm * 2E4Atome/cm^3 * 1,66E-27 kg/Atom) * (500000 m/s)^2

ergibt 2,08 Joule/Sekunde und m^2

Zum Vergleich: Die Solarkonstante im Abstand der Erdbahn beträgt 1367 Joule pro Sekunde und m^2

Man würde es also deutlich sehen, aber nur in der Nacht.

Herzliche Grüße

MAC
 

Martin H.

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Vielen Dank Mac für Deine ausgiebige Antwort!

Ich hätte den Effekt wesentlich höher erwartet.

Aber wie kann dann am Rande des Sonnensystems sowie am Rande der Galaxis eine so dermaßen hohe Temperatur entstehen, wenn dieser Effekt letztlich nur so gering ist?
 

mac

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Hallo Martin H.

Aber wie kann dann am Rande des Sonnensystems sowie am Rande der Galaxis eine so dermaßen hohe Temperatur entstehen, wenn dieser Effekt letztlich nur so gering ist?

Weil die Gasdichte zu gering ist und auch weil ein Teil des Lichts in Frequenzen abgestrahlt wird, die wir nicht sehen können.


Temperatur ist ein Begriff, der bei uns eine bestimmte (überlebenstüchtige) Assoziation auslöst. Die Ursache dass wir sie empfinden (physiologisch) ist gebunden an Energieübertragung durch Stoß und Strahlung auf die Rezeptoren unserer Haut.

Physikalisch ist sie definiert über die Boltzmannkonstante. Nachzulesen z.B. hier http://de.wikipedia.org/wiki/Temperatur
Die Boltzmannkonstante ergibt einen Zusammenhang zwischen Energie und Temperatur, der 11.606,7 Kelvin pro Elektronenvolt beträgt. Bei Raumtemperatur (300 Kelvin) ergibt dieses 0,0258472 eV.

Die Verbindung zwischen eV (Elektronenvolt) und Joule findest Du hier http://de.wikipedia.org/wiki/Energie#Gr.C3.B6.C3.9Fenordnungen
1 eV = 1,602 176 462(63) E-19 J

Also hat ein Proton mit der Masse von 1,66E-27 kg und einer Geschwindigkeit von 500 km/s eine Energie von:

Ekin = 0,5 * 1,66E-27kg * 5E5^2m^2/s^2 = 2,08E-16J = 1,3E3eV,

was einer Temperatur von 15 Millionen K entspricht, an der man sich trotzdem nicht gleich die Finger verbrennt. ;), weil eben nicht genügend Energie zum Finger verbrennen übertragen wird. Und wäre genügend Energie zum Finger verbrennen da, würde man schon lange vorher einen kräftigen Sonnenbrand (nicht nur an den Fingern) bekommen, da die dabei von einem solchen Wasserstoffgas abgestrahlte Energie überwiegend im UV-Bereich läge und wenn uns das Gas direkt treffen würde, hätten die einzelnen Wasserstoffatome genügend kinetische Energie um die Atome/Moleküle die sie treffen, zu ionisieren, was bei solch ‚niedrigen’ Temperaturen auch zuallererst zu einem Sonnenbrand führen würde. Solange dabei nicht genügend Energie zum Aufheizen der Haut übertragen wird, merken wir das zunächst gar nicht. Es kann sein, dass wir von einer tödlich heißen Strahlung getroffen werden, die wir zunächst überhaupt nicht bemerken. Es kann auch sein, dass wir schon erfroren sind, bevor wir die ersten Symptome der Folgen dieser heißen Strahlung bemerken.

Der Begriff Temperatur ist also in diesem Zusammenhang teilweise irreführend, solange wir damit unsere irdischen Alltagserfahrungen verbinden.

Herzliche Grüße

MAC
 

Martin H.

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Diese Temperatur ist somit auf einen gewaltigen Raum verteilt. Dennoch ist dieses gesamte Medium aus unserer Sicht heraus immer noch ein Hochvakuum. Es ist ungefähr so, wie wenn eine heiße Sonne über den Trilliarden fachen Raum ausgedehnt würde. Liege ich da richtig?
 

mac

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Hallo Martin H.

Diese Temperatur ist somit auf einen gewaltigen Raum verteilt. Dennoch ist dieses gesamte Medium aus unserer Sicht heraus immer noch ein Hochvakuum. Es ist ungefähr so, wie wenn eine heiße Sonne über den Trilliarden fachen Raum ausgedehnt würde. Liege ich da richtig?
wenn man das mit den Trilliarden nicht so wörtlich nimmt ja. ;)

Um unsere Sonne auf die Dichte einer Molekülwolke mit 1E5 Atomen pro cm^3 zu bringen, müßte sie auf einen Umkreis von knapp 6000 astronomischen Einheiten verteilt sein, würde sich aber mit dieser Temperatur sehr schnell auf einen viel größeren Raum verteilen, oder müßte viel größer sein und viel mehr Masse enthalten.

Herzliche Grüße

MAC
 

Martin H.

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Danke für Deine Antwort, jetzt wird mir das mit der Temperatur am Rande des Sonnensystems und am Rande der Galaxie auch verständlicher.
 
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