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Thema: Die glorreichen 14 des Planeten Nine

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  1. #1
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    Standard Die glorreichen 14 des Planeten Nine

    Hallo zusammen,

    hier wurde die neueste Arbeit The Planet Nine Hypothesis (Konstantin Batygin, Fred C. Adams, Michael E. Brown, Juliette C. Becker) über den Planeten Nine vorgestellt, und hier wird auch schon Bezug genommen über die 14 extremen KBO, die herangezogen werden, um die Idee des Planeten Nine zu erklären.

    Dazu heisst es auf Seite 16:

    As illuminating as mapping of the a < 100AU domain of Kuiper belt may have been, an important aspect of its architecture is that very little of it is anomalous – that is, the vast majority of the observations can be readily understood as being a consequence of gravitational sculpting facilitated by the known giant planets of the solar system. Remarkably, the same statement does not hold true for trans-Neptunian objects with semi-major axes in excess of a >~ 250AU.
    Und im Anschluss daran wird auch die Auswahl der glorreichen 14 genannt:

    A diagram depicting the fourteen presently known6 long-period KBOs with a >= 250AU, q >= 30AU, and i <= 40 deg is presented (…)
    Die Auswahl dieser zugrundeliegenden extremen KBO variiert also mit jeder Publikation dazu, zumindest gefühlt habe ich den Eindruck, dass es sich immer um 14 Exemplare handelt. In der vorliegenden Auswahl wurde das Perihel grosszügiger bis zum Neptun abgesenkt, dafür ist man strenger bei der Bahnneigung.

    Das hat auch zur Folge, dass Juliette Beckers Liebling, der KBO 2015 BP519 "Caju", der doch eigentlich auch den Planeten Nine unterstützt, zumindest an dieser Stelle nicht genannt wird, da seine Bahnneigung i mit ~ 55° viel grösser als die genannten 40° ist; er wird aber ab Seite 23 angesprochen, wobei ich mit meiner Lektüre dieser umfangreichen und lesenswerten Arbeit noch nicht so weit fortgeschritten bin.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  2. #2
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    Hallo zusammen,

    als nächste möchte ich diese "glorreichen 14" vorstellen.

    Ausgangspunkt sind meine 12 Lieblings-Planetoiden in unserem Sonnensystem, nämlich diejenigen, deren Perihel jenseits der Kuiper-Klippe bei ~47 AU liegt.

    Von denen gibt es drei Gruppen, wobei noch nicht ganz geklärt ist, ob es sich nicht vielleicht doch nur um 2 Gruppen handelt.

    Historisch wurden die einen als "Inner Oort Cloud"-Planetoiden bezeichent, siehe hierzu das Entdeckungspaper der Sedna: Discovery of a candidate inner Oort cloud planetoid (Michael E. Brown, Chadwick Trujillo, David Rabinowitz)

    Neben der Sedna wird hier auch der KBO (148209) 2000 CR105 genannt; der Umstand, dass seine Grosse Halbachse a nur ~218 AU beträgt, hat zur Folge, dass er zwar von den meisten Autoren als "extreme" bezeichnet wird, weil seine Grosse Halbachse weiter als 150 AU ist, aber nicht als "extrem" genug, dass er für den P9 herhalten könnte.

    Wie auch immer: diese Planetoiden wurden damals als Inner Oort Cloud-Planetoiden bezeichnet und umfassten 2 Gruppen, nämlich die innere Gruppe mit (148209) 2000 CR105, dem ebenfalls früh entdeckten KBO (474640) 2004 VN112, der zu den glorreichen 14 gehört, sowie deren "Rekordhalter" (was die Höhe des Perihels bei gut 50 AU anbelangt) 2013 SY99, der Insidern vielleicht noch als "L91" bekannt ist, eine Abkürzung, die aus seinem Beobachtungsprotokoll-Namen "uo3L91" kommt. Auch er gehört zu den "glorreichen 14", wobei allerdings anzumerken ist, dass deren Entdecker der Meinung sind, dass er und die anderen Vertreter der Inner Oort Cloud-Planetoiden der inneren Gruppe den Planeten Nine nicht unterstützen.

    Ich zitiere aus dem zweifelsohne sehr lesenswerten Entdecker-Paper OSSOS: V. Diffusion in the orbit of a high-perihelion distant Solar System object (Michele T. Bannister, Cory Shankman, Kathryn Volk et al.):

    Similar behaviour is seen by Shankman et al. (2017) for other extreme TNOs under the Batygin & Brown (2016) planet parameters. The removal from the detectable volume and high ejection fraction of 2013 SY99 clones thus requires an enormous population of cycling TNOs to permit the detection of 2013 SY99
    Bemerkung: fett hervorgehoben durch mich

    Die übrigen Mitglieder der Inner Oort Cloud-Planetoiden der inneren Gruppe mit Perihelen jenseits der Kuiper-Klippe sind 2010 GB174 und 2014 SR349. Auch die gehören zu den "glorreichen 14". Auch bei den Klippen-Seglern (45 <= q <= 47) findet man einen solchen Planetoiden, das ist der KBO 2015 RX245, der ebenfalls zu den "glorreichen 14" gehört.

    Die andere Gruppe Inner Oort Cloud-Planetoiden haben höhere Perihele, das sind die Sednoiden, also die Sedna selber, dann die "kleine Sedna" 2012 VP113, dem Planetoiden mit dem höchsten bekannten Perihel in unserem Sonnensystem, sowie "The Goblin", das ist 2015 TG387; sie gehören ebenfalls zu den "glorreichen 14".


    Die dritte Gruppe von Hoch-Perihel-Objekten unseres Sonnensystems sind indes keine Inner Oort Cloud-Planetoiden, sondern von günstigen Umlaufbahnresonanzen (MMR = mean motion resonance) zum Planeten Neptun sowie der Kozai-Resonanz (KR), die bei hohen Bahnneigungen eine wesentliche Rolle spielt, z.B. 2004 XR190 (i = 46.8°) sowie (523635) 2010 DN93 (i = 40.6°), stabilisierte Planetoiden, das sind also die "MMR+KR"-Planetoiden. Aufgrund ihrer 5:2-, 8:3-, 3:1- sowie 4:1 Umlaufbahn-Resonanzen können sie aber (3.Kepler'sches Gesetz !!) keine extremen Umlaufbahnen haben. Allerdings ist bemerkenswert, dass es unter diesen "MMR+KR"-Planetoiden immerhin 4 Exemplare gibt, die sich im hydrostatischen Gleichgewicht befinden dürften, also recht gross sind, nämlich jenseits der Kuiper-Klippe die KBO 2014 FC72 und die "Buffy" selber, also 2004 XR190, sowie unter den Klippen-Seglern die beiden KBO (145480) 2005 TB190 und (523635) 2010 DN93. Wie gesagt - sie gehören wegen ihrer zu engen Grossen Halbachsen nicht zu den "glorreichen 14".

    Verbleibt noch der KBO 2014 SS349; trotz seiner hohen Exzentrizität von 0.7 und seiner Grosse Halbachse bei beinahe 150 AU gehört er wohl nicht zu den Inner Oort Cloud-Planetoiden der inneren Gruppe, sondern eher zur "MMR+KR"-Gruppe, dafür spricht auch seine hohe Bahnneigung i von über 48°. Sein Fall wird u.a. hier im Abschnitt 6.2 auf Seite 21 diskutiert: New Extreme Trans-Neptunian Objects: Towards a Super-Earth in the Outer Solar System (Scott S. Sheppard and Chadwick Trujillo)


    Somit sind das die "glorreichen 14 des Planeten Nine":

    1. Sednoiden
    "kleine Sedna" 2012 VP113 ("Biden")
    Sedna
    2015 TG387 ("The Goblin")

    2. detached extreme KBO:
    2013 SY99
    2010 GB174
    2014 SR349
    (474640) 2004 VN112
    2015 RX245

    3. scattered extreme KBO:
    2013 FT28 (q=43.45 AU)
    2015 KG163 (q=40.50 AU)
    2015 GT50 (q=38.48 AU)
    2014 FE72 (q=36.37 AU)
    2013 RF98 (q=36.07 AU) und
    (523622) 2007 TG422 (q=35.55 AU)


    Bemerkung: Platz 4 der "Perihel-Hitparade unseres Sonnensystems" geht derzeit an den KBO 2014 FZ71 mit q bei fast 56 AU; mit einer MMR von 4:1 gehört er aber zu den MMR+KR-Planetoiden der Gruppe um die Planetoiden "Buffy" (Platz 6; 8:3-Resonanz und i = 46.8°) und 2014 FC72 (Platz 5; 4:1-Resonanz), zu denen auch die beiden MMR+KR-Planetoiden 2015 FJ345 (Platz 7; 4:1-Resonanz)) und 2015 KQ174 (Platz 9; 5:2-Resonanz) gehören.

    Seien der Vollständigkeit halber auch noch alle MMR+KR-Planetoiden bei den Klippen-Seglern genannt; das sind neben den beiden bereits genannten KBO im hydrostatischen Gleichgewicht, (145480) 2005 TB190 in einer 4:1-Resonanz sowie (523635) 2010 DN93 in einer 8:3-Resonanz mit i=40.6°, die Kuipergürtel-Planetoiden 2014 JM80, 2013 FQ28 sowie 2013 SK100, die sich alle drei in einer 3:1-Resonanz zum Planeten Neptun befinden.



    Freundliche Grüsse, Ralf
    Geändert von ralfkannenberg (04.03.2019 um 18:18 Uhr) Grund: Kommafehler und kleinere Ungenauigkeiten korrigiert sowie Ergänzungen vorgenommen (blau gefärbt)

  3. #3
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    Ich bin das Zeug jetzt mal ein wenig durchgegangen.
    Mein Eindruck ist, dass die Orbits dieser KBOs und Sednoiden wirklich extrem bemerkenswert sind und einer Erklärung bedürfen, die wohl, egal wie sie ausfallen wird, aufsehenerregend sein dürfte.
    Ob das aber ein P9 ist, ist mehr als fraglich.
    Zustimmung?

  4. #4
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    Zitat Zitat von Alex74 Beitrag anzeigen
    Mein Eindruck ist, dass die Orbits dieser KBOs und Sednoiden wirklich extrem bemerkenswert sind
    Hallo Alex,

    zweifelsohne. Gehen wir mal 20 Jahre zurück - wer hätte da gedacht, einen Planetoiden grösser als Ceres zu finden, dessen hochelliptische Umlaufbahn 2.5-mal ausserhalb der Neptunbahn liegt und über 30x weiter bis fast 1000 AU hinausreicht, dessen Umlaufbahnneigung aber "normal" ist ? Ich spreche hier von der Sedna.

    Und wer hätte gedacht, dass ein Planet gefunden würde, der immerhin bis 100 AU hinausgetragen wird und dessen Umlaufbahn diagonal geneigt ist, also ~45° ? Und hier spreche ich von der Eris.


    Dass die dann hinterher ihren Planetenstatus aberkannt kriegen ist eine bürokratische Sache der IAU, die uns hier nicht weiter zu interessieren braucht.


    Zitat Zitat von Alex74 Beitrag anzeigen
    und einer Erklärung bedürfen, die wohl, egal wie sie ausfallen wird, aufsehenerregend sein dürfte.
    Bei diesen Erklärungen muss man auch immer ein bisschen die "ganzheitliche" Sicht vor Augen haben: was kann man überhaupt entdecken ? Einen immerhin Mars-grossen (!) KBO im Abstand von nur 60 AU, also deutlich näher als aktuell die Eris bei 95 AU, kann man mit den heutigen Methoden nicht entdecken, wenn der an einer ungünstigen Stelle am Himmel steht, beispielsweise in der galaktischen Ebene.

    Ein theoretischer Spezialfall, der ohnehin nicht vorkommen kann ? - Nein: die Makemake hätte 1930 im Rahmen der Pluto-Suche entdeckt werden müssen: sie war hell genug und Clyde Tombaugh war so sorgfältig, dass er sie auch entdeckt hätte. Aber sie stand in der galaktischen Ebene ...

    Das wäre ja was gewesen, wenn man damals statt des "Planeten X" gleich zwei neue Planeten entdeckt hätte; der eine mit ~40000 km Durchmesser gut 3x grösser als der Erde und der andere mit immerhin ~30000 km Durchmesser immer noch gut doppelt so gross wie die Erde.

    Im Übrigen war es Percival Lowell nicht vergönnt, "seinen" Planeten, der auch (zurecht !) seine Initialen im Namen trägt, zu entdecken, da er frühzeitig verstarb; dennoch hätte er ihn entdecken können, denn Pluto war auf einer seiner Fotoplatten. Doch hat er dieses schwache Lichtpünktchen leider nicht weiter beachtet, weil er eben einen viel helleren Planeten erwartet hatte.


    Zitat Zitat von Alex74 Beitrag anzeigen
    Ob das aber ein P9 ist, ist mehr als fraglich.
    Zustimmung?
    Das ist sehr schwer zu sagen: man müsste wirklich beurteilen können, ob ein Beobachter-Auswahleffekt vorliegt, d.h. die derzeit zum Einsatz kommenden Beobachtungstechniken die Entdeckung dieser geclusterten Planetoidenbahnen begünstigt oder nicht.

    Beispiel: nimm an, man weiss irgendwie auch ohne Fernrohr, wie hell die Sterne wirklich sind, kennt also deren absolute Helligkeit. Von blossem Auge kann man ~ 6000 Sterne erkennen und wenn man deren absolute Helligkeit kennt, so stellt man fest, dass nur ~60 Sterne absolut weniger hell sind als unsere Sonne. Somit würde man feststellen, dass 99% aller Sterne heller als unsere Sonne sind. Schwächster Stern an der letzten Stelle ist übrigens 61 Cygni - da sind dann alle bekannten Sterne heller als der.

    Nun kennt man aber Fernrohre und man kennt auch die Sonnenumgebung sehr gut, d.h. man kennt dort alle Sterne, man weiss also, wie hell die Sterne wirklich sind.

    Und ja - in Wirklichkeit sind keineswegs 99% aller Sterne heller als unsere Sonne, sondern nur 5%, und der vermeintlich letztklassierte Stern 61 Cygni gehört in Wirklichkeit zu den 10% der absolut hellsten Sterne ! Das ist also ein typischer Beobachter-Auswahl-Effekt, der zu völlig falschen Resultaten führt.

    Um den nächsten Fixstern, Proxima Centauri, sehen zu können reicht übrigens ein Feldstecher nicht aus, da braucht es ein Fernrohr, und auch Barnhards Pfeilstern vom zweitnächsten Sternsystem von der Sonne erfordert ein Fernrohr, um ihn sehen zu können ! - Die schwachen Sterne sind dann wirklich schwach, während die hellen Sterne sehr weit in den Raum hinausleuchten. Was man intuitiv übrigens auch daran erkennen kann, dass die Brennstoffvorräte der hellen Sterne nach astronomisch kurzer Zeit (~1 Million Jahre) schon aufgebraucht sind, während die Roten Zwergsonnen länger auf der Hauptreihe verbleiben als das Universum alt ist.


    Freundliche Grüsse, Ralf
    Geändert von ralfkannenberg (05.03.2019 um 20:43 Uhr)

  5. #5
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    Moin Ralf,
    ich lese deine Ausführungen zum Thema Kleinplaneten / KBO etc. immer sehr interessiert mit, wenn auch dieser Themenbereich nicht ganz meiner ist.

    Ich möchte nur zwei kurze Anmerkungen machen, die meiner Meinung nach einer Korrektur bedürfen:
    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Barnhards Pfeilstern
    Du meinst sicherlich Barnards Pfeilstern (ohne „h“) - aber bei den involvierten Barnards und Bernhards hier im Forum sehe ich dir das nach

    [OT]
    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Was man intuitiv übrigens auch daran erkennen kann, dass die Brennstoffvorräte der hellen Sterne nach astronomisch kurzer Zeit (~1 Million Jahre) schon aufgebraucht sind, während die Roten Zwergsonnen länger auf der Hauptreihe verbleiben als das Universum alt ist.
    Also, ich würde das nicht unbedingt als intuitiv (außer für wenige Eingeweihte) bezeichnen, dass helle Sterne ihre Energie schneller verbrauchen als schwach leuchtende Rote Zwerge.
    Als man noch nicht wusste, wie die Energieproduktion in Sternen verläuft, gab es u.a. auch mal die Idee, dass es Kohlefeuer sein könnte. Klar gibt es je nach Ressourcenvorrat helle und weniger helle Kohlebrände. Alle jedoch eint, dass sie vor dem endgültigen Erlischen noch eine zeitlang glimmen.

    Also, darauf zu schließen, dass helle Sterne über eine größere Entfernung sichtbar sein sollten als schwach leuchtende Sterne, ist intuitiv. Dass es daran liegt, dass die hellen Sterne ihren Brennstoff schneller verbrauchen, finde ich weniger intuitiv - für den Laien.
    [/OT]
    cs, Frank
    frank-specht.de

  6. #6
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    Hallo zusammen,

    und hier haben wir ein weiteres Mitglied dieser Population: 2018_VM35.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  7. #7
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    Für jemanden, der die Threads zu P9 nicht ganz genau verfolgt (und dem nicht jedes Fachwort darin etwas sagt):
    Könnte jemand erklären, ob die jetztig bekannten, hier genannten Objekte, mittlerweile die P9-Hypothese eher gestärkt oder eher relativiert haben? Wie wahrscheinlich ist auf Basis dieser Objekte und deren Orbits die Existenz von P9 aktuell einzuschätzen?

  8. #8
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    Brown hat ausgerechnet, daß die Konstellation nur zu 0,2% Zufall sein kann. Wären sich also mit 99,8% so was von sicher!

  9. #9
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    Zitat Zitat von Herr Senf Beitrag anzeigen
    Brown hat ausgerechnet, daß die Konstellation nur zu 0,2% Zufall sein kann. Wären sich also mit 99,8% so was von sicher!
    Viele 0,2% Wahrscheinlichkeiten sind nur Fluktuation. Außerdem gibts noch die Option auf mehrere schwere Objekte da draußen oder neue Physik.

  10. #10
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    Zitat Zitat von Alex74 Beitrag anzeigen
    Für jemanden, der die Threads zu P9 nicht ganz genau verfolgt (und dem nicht jedes Fachwort darin etwas sagt):
    Könnte jemand erklären, ob die jetztig bekannten, hier genannten Objekte, mittlerweile die P9-Hypothese eher gestärkt oder eher relativiert haben? Wie wahrscheinlich ist auf Basis dieser Objekte und deren Orbits die Existenz von P9 aktuell einzuschätzen?
    Hallo Alex,

    man hat hier zwei "unversöhnliche" Lager und jedes reklamiert für sich, recht zu haben.

    Auf der einen Seite Mike Brown, der da ständig mit neuen "extremen" Planetoiden, die geclusterte Bahnelemente aufweisen, um sich wirft, und auf der anderen Seite das OSSOS-Team, welches die Meinung vertritt, dass Mike Brown einem Beobachter-Auswahleffekt aufgesessen ist, oder anders formuliert: dass man mit den heutigen Himmelsdurchmusterungen diese geclusterten Planetoiden leichter entdeckt.

    Tatsächlich ist diese "Diffusion der Grossen Halbachsen" ein mächtiges Instrument, die Perihele so anzuheben, mit dem Resultat, dass die alle detached extreme KBO mit q <~ 50-60 AU ohne einen P9 auskommen ! Meiner Einschätzung nach wird das das Killer-Argument gegen den P9 werden und es ist - wie im Entdeckungspaper der 2013 SY99 angedeutet, durchaus möglich, dass verbesserte Simulation auf leistungsstärkeren Maschinen auch die Umlaufbahnen der 3 Sednoiden mithilfe dieser Diffusion der Grossen Halbachsen erklären können.

    Kommt hinzu, dass die OSSOS-Leute in ihren Simulationen gezeigt haben, dass so ein P9 die grosse Mehrzahl dieser detached extreme KBO mit q <~ 50-60 AU aus dem Sonnensystem herrauskatapultieren würde, so dass es also eine viel grösser als bislang angenommene Population von denen braucht, um die heutige Anwesenheit der bisher entdeckten erklären zu können.


    Wo das Team um Mike Brown noch eine gute Chance zur "Rettung" der P9-Hypothese hat, das sind die hochgeneigten Zentauren, weil diese ebenfalls von der P9-Hypothese vorhergesagt werden und sich das OSSOS-Team meines Wissens nicht mit denen beschäftigt, also "Niku", "Drac" und Co.

    Und was "Caju" anbelangt - er ist der einzige KBO mit q>=30 AU, a>= 250 AU und i>=40° - das habe ich noch nicht gelesen.


    Freundliche Grüsse, Ralf

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