Oort'sche Wolke

ralfkannenberg

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Im Thread über den 10.Planeten sind einige hochinteressante Beiträge zum aktuellen Kenntnisstand über die Oort'sche Wolke gepostet worden. An sich ist das aber ein eigenes Thema, so dass ich es aus dem 10.Planeten herauslösen möchte, auch wenn es zahlreiche Aspekte über den Kuipergürtel tangiert.

Eine copy/paste-Zusammenfassung:
Na ja, die bisherigen kurzperiodischen Kometen waren ja auch kleiner als z.B. 2003 UB313 oder Pluto, ja sogar weit kleiner als der Quaoar oder die Sedna.
Das liegt daran, dass die kurzperiodischen Kometen diejenigen Objekte sind, die aus dem Kuipergürtel ins Innere abgelenkt werden. Natürlich werden die kleinen Objekte einfacher abgelenkt als die grossen, massiven, daher gibt es auch keine wirklich grossen kurzperiodischen Kometen (bzw., sie dürften einfach untervertreten sein). Aus der Oortschen Wolke hingegen kann nichts direkt abgelenkt werden (durchziehende Sterne, ja, aber diese können den Flux höchstens kurzzeitig erhöhen). Da die Objekte der Oortschen Wolke im Sonnensystem, im Bereich von Jupiter entstanden sind, und es nichts gibt, was ihre Bahnen dort draussen plötzlich wieder kreisförmig machen könnte, müssen sie noch immer auf den Bahnen sein, auf die sie von Jupiter und Saturn vor 4.5 Milliarden Jahren geschleudert wurden - und diese führen sie periodisch ins Sonnensystem zurück, unabhängig von ihrer Masse. Es gibt da also keinen Selektionseffekt, der die grossen ausfiltern könnte.

Wenn die damals vom Jupiter und Saturn da hinausgeschleudert worden sind, wieso dann so eine "klare" Grenze ? Dann würde man die Oort'sche Wolke nicht bei "ca." 50'000 AE erwarten, sondern kontinuierlich bis da draussen. - Das ist ein rein statistischer Effekt - da die Bahngeschwindigkeit im Aphel am geringsten ist, halten sich die meisten Oort-Wolke-Objekte in dieser Entfernung auf. In, sagen wir, 1000 AU Entfernung sind die allermeisten von ihnen noch immer so schnell, dass sie diesen Bereich schnell durchqueren.


- Und irgendwie auch nicht als "Wolke", d.h. als Halo, also ohne bevorzugte Bahnneigungen, sondern auch eher als "Disk", also in der Planetenebene. Ok, Jupiter und Saturn sind kugelförmig, aber führt dann die Streuung von Disk-Objekten an kugelförmigen Gasplaneten statistisch wirklich zu einem Halo, wie man das ja bei den langperiodischen Kometen beobachtet ? - Ich glaube mich zu erinnern, dass ich mal eine entsprechende Simulation gesehen habe. Aber du hast schon recht, man würde eigentlich eine bevorzugte Ebene oder zumindest einen "Ring" erwarten. Vielleicht hat sich die Neigung unseres Sonnensystems relativ zur galaktischen Ebene mit der Zeit verändert, so dass die Objekte letztlich in alle Richtungen gestreut wurden (???). - Aber es ist auf jeden Fall klar, dass diese Objekte nicht in dieser Entfernung entstanden sein können.

Was heisst das für die Perihel-Distanzen von denen ? - Derzeit ist es ja so, dass die scattered disk-Objekte Perihel-Distanzen von ca. 35-40 AE haben (mit ein paar wenigen bekannten Ausnahmen und dem Rekordhalter 2000 CR105 bei 44.3 AE), während wir bei klassischen KBO's auch Perihel-Distanzen etwas weiter draussen bis knapp 47 AE finden (immerhin noch rund zwanzig mit grösser 46 AE). Dann aber ist abrupt Schluss; weiter draussen kennt man derzeit nur noch "Buffy" bei 51 AE sowie die Sedna bei 76 AE.

Wie ist das nun mit den Oort'schen Objekten - haben die grössere Perihel-Distanzen ? Fangen die irgendwo an, z.B. bei 1000 AE (den derzeitig grössten bekannten Aphel-Distanzen) oder bei 10000 AE ? Sagen da die Modelle bzw. Simulationen irgendetwas voraus, evtl. sogar gewisse Perihel-Distanz-Häufungen ? - Man würde vermuten, dass die Oort-Wolke-Objekte ihren Perihel irgendwo zwischen 5 und 10 AU haben - da kommen sie schliesslich her.

Aber dann hätte man doch schon einige von ihnen entdecken müssen, oder
- sie sind so klein, dass man sie im Abstand von 5-10 AU nicht sieht
- es gibt so wenige von ihnen, dass sich derzeit keiner von ihnen in Perihel-Nähe aufhält
- alle Oort'schen Planetoiden sind - im Gegensatz zu den Kuipergürtel-Planetoiden - "Kometen" (*)
- ...

Meine bisherige Vorstellung der Oort'schen Wolke war bisher immer die, dass die Oort'schen Planetoiden weitgehend "klassisch" sind, also mit geringer Exzentrizität uns somit stets weit draussen. Kommen sie statt dessen immer wieder "heim" ?

(*) Ja ja, ich weiss, der Übergang Planetoid - Komet ist fliessend, aber irgendwie gibt es doch zahlreiche Kuipergürtel-Planetoiden, die sich wie Planetoiden "benehmen" (zwei davon sogar wie Planeten ); ist dies denn bei der Oort'schen Wolke anders ?


Einige kommen sogar noch näher and die Sonne (das sind diejenigen, die durch einen vorbeiziehenden Stern gebremst wurden) und sind unter dem Namen "langperiodische Kometen" (oder gar Kometen auf parabolischen Bahnen) bekannt. - Es gibt wohl wirklich mehr von den kleinen, denn die grossen wurden wohl nie so stark beschleunigt, dass sie es auf eine Bahn geschafft hätten, die sie auf 100'000 AU hinaus trägt (dafür reicht die Bahnenergie Jupiters bei einem "Swing-By" nicht). Für diese grossen Objekt hat der Swingby nur für eine Bahn bis in den Kuipergürtel gereicht. Vielleicht kommt aber irgendwann, so alle 10'000 Jahre (oder so), die grosse Ausnahme, und ein Komet mit 200 km Durchmesser fliegt spektakulär durch das innere Sonnensystem (irgendwann wirds dann aufgrund der Gravitation schwierig mit dem Schweif, was dann natürlich die Sichtbarkeit etwas einschränkt).
Ich kann mir nichts vorstellen, was die Bahnen der Objekte der Oortschen Wolke dort draussen kreisförmig machen ("zirkularisieren") würde... die Oortsche Wolke gibt es nur, weil diese Objekte auf so langgestreckte Bahnen geschleudert wurden, dass sie den grössten Teil ihrer Zeit dort draussen verbringen (müssen).

Diejenigen Oort-Wolke-Kometen, die in etwa in der Ebene des Sonnensystms einfliegen, haben eine grössere Wahrscheinlichkeit, von einem der grossen Planeten abgelenkt zu werden. Sie werden dann auf eine engere Bahn gefangen und landen (würde ich mal vermuten) über kurz oder lang im Kuipergürtel. - Erst werden sie (vor Jahrmilliarden) rausgeschleudert und nun sollen sie mit dem gleichen Argument im Kuipergürtel "landen".
 

ralfkannenberg

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Bynaus schrieb:
Es gibt wohl wirklich mehr von den kleinen, denn die grossen wurden wohl nie so stark beschleunigt, dass sie es auf eine Bahn geschafft hätten, die sie auf 100'000 AU hinaus trägt (dafür reicht die Bahnenergie Jupiters bei einem "Swing-By" nicht). Für diese grossen Objekt hat der Swingby nur für eine Bahn bis in den Kuipergürtel gereicht.
Gibt es da Berechnungen, bis zu Entfernung ein solcher Planetoid in Abhängigkeit seiner Masse hinausgeschleudert werden kann ?

Bynaus schrieb:
Diejenigen Oort-Wolke-Kometen, die in etwa in der Ebene des Sonnensystms einfliegen, haben eine grössere Wahrscheinlichkeit, von einem der grossen Planeten abgelenkt zu werden. Sie werden dann auf eine engere Bahn gefangen und landen (würde ich mal vermuten) über kurz oder lang im Kuipergürtel.
Sind das nicht widersprüchliche Aussagen: Erst werden sie (vor Jahrmilliarden) rausgeschleudert und nun sollen sie mit dem gleichen Argument wieder im Kuipergürtel "landen" ?

Freundliche Grüsse, Ralf
 

Bynaus

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Ich weiss nicht, ob es entsprechende Berechnungen gibt, ich vermute schon. Es scheint mir aber plausibel, dass kleinere Körper auf grössere Geschwindigkeiten (= grössere Bahnradien) beschleunigt werden als grosse.

Ich habe wegen unserer Diskussion etwas im Internet gesucht und habe Aussagen gefunden, wonach die Orbits der Oort-Wolke-Objekte durch nahe Sterne zirkularisiert worden seien... das mag für einzelne gelten, für die grosse Masse der Wolke hingegen kann ich mir das kaum vorstellen.

Sind das nicht widersprüchliche Aussagen: Erst werden sie (vor Jahrmilliarden) rausgeschleudert und nun sollen sie mit dem gleichen Argument wieder im Kuipergürtel "landen" ?

Naja, zuerst sind sie dem Jupiter im Weg und werden rausgeschleudert. Danach kommen sie während vielen Jahrmillionen immer wieder, bis schliesslich einige von ihnen auf ihrer Bahn zufälligerweise wieder Jupiter begegen. Einige von diesen (aber nicht alle) werden durch die abermalige Begegnung aus dem System geworfen, andere in die Sonne hinein abgebremst, wieder andere schaffen es auf eine Bahn mit einer kürzeren Periode (evtl. einige 1000 Jahre).

Ob sie am Ende wirklich im Kuipergürtel landen, ist natürlich nicht gesagt, es kann auch sein, dass einige von ihnen mit Jupiter kollidieren, letztlich doch noch in die Sonne stürzen, oder eine neue Bahn im Asteroidengürtel finden... alles immer nur eine Frage von Wahrscheinlichkeiten.
 

Alex

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rein Heliozentrisch gesehen, werden die Planetoiden entweder auf Ellipsenbahnen geschleudert, auf denen sie immer wieder zurück kommen, oder sie werden hyperbelförmig komplett aus dem System geschmissen, wenn sie Fluchtgeschwindigkeit erreichen.
Um eine Bahn im Kuipergürtel zu erreichen, müssten sie wohl mehrere "Fly-Bys" machen. aber ich weiss gerade nicht inwiefern die Geschwindigkeit unseres Sonnensystem in unserer Galaxie auswirkt.
Wenn man das Fly-By(M>>>>>>m) zu einem Einkörperproblem macht, interessiert nur die Masse des Planeten, der Eintrittswinkel, die Eintrittsgeschwindigkeit, die Geschwindigkeit des Planeten zum Fly-By.
Bei größerer Masse sollte das nur den 2ten Planeten noch stärker beeinflussen, weil dieser dann langsamer wird. Bei einem Fly-By "klaut" man dem Fly-By planeten sozusagen ein bisschen Energie.

Ich würd auch mal sagen, dass es eine bestimmte Reichweite gibt, ab welcher es keine Planetoiden mehr gibt, die zurück kommen, weil irgendwann ist auch mal fluchtgeschwindigkeit erreicht...


so wie ich das verstanden hab, stammt der Kuipergürtel doch aus der Planetenentstehungszeit und hat es nur net gebacken gekriegt nen planeten zu produzieren, oder so was.

Oortsche wolke hab ich mal bei wikipedia geguckt, klingt plausibel ^^
 

Bynaus

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Bei größerer Masse sollte das nur den 2ten Planeten noch stärker beeinflussen, weil dieser dann langsamer wird. Bei einem Fly-By "klaut" man dem Fly-By planeten sozusagen ein bisschen Energie.

Genau deshalb ergänzt sich die Oortsche Wolke und die Migration von Jupiter und Saturn so gut - die beiden Riesenplaneten gaben Drehimpuls ab und wanderten so nach Innen. So sollte sich eigentlich (bei einer gegebenen Entfernung) auch die Masse der Oortwolke, oder die ursprüngliche Entfernung von Jupiter und Saturn zur Sonne berechnen lassen.

Ich würd auch mal sagen, dass es eine bestimmte Reichweite gibt, ab welcher es keine Planetoiden mehr gibt, die zurück kommen, weil irgendwann ist auch mal fluchtgeschwindigkeit erreicht...

So funktioniert das nicht, denn entweder wird Fluchtgeschwindigkeit erreicht, oder nicht. Wenn ein Objekt an einem bestimmten Punkt seiner Bahn die Fluchtgeschwindigkeit nicht erreicht, wird es sie (ohne zusätzlichen Flyby) nie erreichen.
 

Alex

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Bynaus schrieb:
So funktioniert das nicht, denn entweder wird Fluchtgeschwindigkeit erreicht, oder nicht. Wenn ein Objekt an einem bestimmten Punkt seiner Bahn die Fluchtgeschwindigkeit nicht erreicht, wird es sie (ohne zusätzlichen Flyby) nie erreichen.

Das weiß ich auch und meinte ich nicht, sondern bezog das auf die geschwindigkeit, okay, theoretisch gesehen kann doch jede Weite erreicht werden, je näher die geschwindigkeit an der fluchtgeschwindigkeit dran ist, umso weiter kommt sie ;)

meinte eher, dass evtl. ab einer bestimmten Reichweite halt die wahrscheinlichkeit einen Planetoiden zu treffen, der wieder zurück fliegt immer geringer wird.

Ich weiss jetzt gerade nicht wie weit Neptun und Uranus schleudern können, wäre aufjedenfall bestimmt interessant sich das mal anzuschauen. Nur ist es wohl auch ziemlich schwer die Masse evtl. herauszufinden oder, da man ja nichtmal genug über die konsistenz von asteroiden weiß.
 
Zuletzt bearbeitet:

Bynaus

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Ich weiss jetzt gerade nicht wie weit Neptun und Uranus schleudern können, wäre aufjedenfall bestimmt interessant sich das mal anzuschauen. Nur ist es wohl auch ziemlich schwer die Masse evtl. herauszufinden oder, da man ja nichtmal genug über die konsistenz von asteroiden weiß.

Uranus und Neptun sollten nach Innen geschleudert (also vor allem gebremst) haben, denn sie sind nach aussen gewandert (zumindest nach einem Modell).

Mir ist im Nachhinein eingefallen dass du schon auch recht hast mit der Entfernung, was ich schrieb, gilt nur in einem Universum, in dem die Sonne ganz alleine ist... irgendwann wird dann halt die Bahn so lang, dass der Planetoid, auch wenn er die Fluchtgeschwindigkeit der Sonne nicht erreicht, den Hill-Raum der Sonne verlässt und schliesslich von einem anderen, benachbarten Stern angezogen wird.
 

Alex

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ok, dass das jetzt evtl. wieder richtig ist, aber trotzdem war meine Aussage nicht präzise genug, so dass du schon recht hattest, nur meinte ich das auch bissl anders.

du kannst per fly-by abremsen und beschleunigen, es ist beides möglich, am Jupiter, Saturn, Naptun und Uranus. Ich setz mich evtl. ma die Tage dran und überleg mir genauer was da passiert.
 

ralfkannenberg

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Perihel-Distanzen von KBO's mit Aphel-Distanzen > 100 AE

Anbei noch ein bisschen Statistik der bekannten Kuipergürtel-Planetoiden, die weiter als 100 AE hinausgetragen werden; man kennt derzeit 40 von denen und ihre Perihel-Distanzen sind:

10-15 AE, Anzahl: 02
15-20 AE, Anzahl: 01
20-25 AE, Anzahl: 03
25-30 AE, Anzahl: 03
30-35 AE, Anzahl: 13
35-40 AE, Anzahl: 16
40-45 AE, Anzahl: 01 (2000 CR105)
bei 76 AE, Anzahl: 01 (Sedna)

Bemerkung: Der Rekordhalter 2000 OO67 mit einer Aphel-Distanz von 1027 AE hat eine Perihel-Distanz von 20.8 AE
Bemerkung 2:"Buffy" hat eine Aphel-Distanz von 63.8 AE und eine Periheldistanz von 51.0 AE, während die klassischen KBO's Periheldistanzen nur bis knapp 47 AE aufweisen.

Freundliche Grüsse, Ralf
 

komet007

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Ich habe mal ein paar Daten über die Anzahl der Objekte und Volumen der Oortschen Wolke gesammelt, wonach diese eine Dicke von 300 AE bis 1,5 LJ hat und aus ca. 10^11 bis 10^12 Objekten besteht.
Dabei drängt sich mir folgende Frage auf: Könnte diese Hülle die uns umschließt Beobachtungsdaten von Teleskopen im Infrarot und optischem Licht beeinflussen oder verfälschen?
 

pinkshark

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Hallo R. K. Bin ein astro-Neuling und verfolge mit Interesse deine Meinungen und ansichten. Wie z.B. auch Bynaus finde ich sachlich und Polemikfrei. Andere ForenTeilnehmer leider nicht.
Gerd Schönemann
 
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Bynaus

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@komet007: 300 AE "Dicke"? Wie soll man sich das genau vorstellen? Kannst du eine Quelle dafür nennen?

Betreffend deiner Frage: Bei 10^12 Objekten (als obere Grenze von dir angegeben), einem mittleren Radius von 50'000 AU und 300 AU "Schalendicke" gibt das ein Objekt pro 9 Kubik-AU. Das ist IMO viel zu wenig, um eine bedeutende Veränderung hervor zu rufen. Zudem, wenn es feste Objekte sind, glaube ich nicht, dass diese das einfallende Licht gross streuen oder sonstwie verändern - wenn es stattdessen Staub wäre, wäre das vielleicht etwas anderes.
 

ralfkannenberg

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komet007 schrieb:
...na gut, die Frage hat sich dann wohl erübrigt.
Ich verstehe die Frage nicht - was denn für eine "Hülle" ? Da diese Oort'sche Wolke ja um die Sonne gleichmässig verteilt ist (und zwar im gesamte Raum), müsste man ja für jeden Stern, für jeden Sternhaufen, für jede Galaxie - ja für die gesamte "ausser-oort'sche Astronomie" durch diese Hülle hindurchschauen ....... :confused:
 

Bynaus

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Ja, das stimmt - aber da, wie gesagt, die Objekte sich extrem verteilen, macht das keinen Unterschied. Wenn die Schale jetzt mit einem Innenradius von 300 und einem Aussenradius von 100000 Lichtjahren noch ein grösseres Volumen hat als von mir berechnet, ist der mittlere Abstand zwischen den Objekten noch grösser und damit noch unbedeutender für die "Durchsicht".
 

komet007

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Bynaus schrieb:
Wenn die Schale jetzt mit einem Innenradius von 300 und einem Aussenradius von 100000 Lichtjahren noch ein grösseres Volumen hat als von mir berechnet, ist der mittlere Abstand zwischen den Objekten noch grösser und damit noch unbedeutender für die "Durchsicht".

Jo, stimmt, die Bezeichnung "Wolke" ist generell wohl dabei etwas unpassen gewählt, da eine Wolke nach meiner Grundvorstellung eine gewisse Dichte haben sollte um als solche bezeichnet werden zu können.
Ich kriegs nur nicht auf die Reihe die Materieverteilung pro Kubik-AU hinzubekommen. Aber wie von dir bereits berechnet reicht die Dichte bei weitem nicht aus um Beobachtungsergebnisse zu beeinflussen. Dank an Bynaus.
 

Bynaus

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Ach ja, hier war der Fehler. Stimmt, das heisst natürlich 100000 AU, und nicht 100000 LJ... ;)

Zur Berechnung der Objekte / Kubik-AU Dichte: Objekte 10^12, Volumen = Volumen der Kugel mit Aussengrenze 100000 AU - Volumen der Kugel mit Aussengrenze 300 AU.

4/3 * Pi * (100000^3 - 300^3) = 4e15 Kubik-AU. Bei 1e12 Objekten darin macht das im Schnitt ein Objekt pro 4000 Kubik-AU, bzw. einen mittleren Abstand von 15 AU (bei gleichmässiger Verteilung, die allerdings nur näherungsweise gegeben sein dürfte).
 
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