Hubble: Planet um Fomalhaut beobachtet

Bynaus

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Das Wort kommt von arabisch "Fom-al-Hut", was soviel wie "Maul des Fisches" bedeutet. Entsprechend spricht man es auch aus.
 
F

fspapst

Gast
Könnte er deshalb so weit draußen sein? Weil er durch die vielen Kollisionen ständig an Geschwindigkeit verliert und immer weiter nach außen driftet?

Wie Orbit schon so schön gesagt hat ist die Bulldozer-Vorstellung nicht ganz korrekt. :D

Prinzipiell kann ich mir aber vorstellen, dass ein wachsender Planet dann die Bahndaten nach innen oder außen verändert, wenn eine zirkumstellare Scheibe (Staub, Planetesimale ect...) zB. außen massereicher ist als innen, und somit der gesammelte Impuls des Materials für den Planeten (aus gravitativer Beschleunigung und Abbremsung bis zur Akkretioen und Aufschlag) eine einseitige Beschleunigung bzw. Abbremsung zur Folge hat.

Gruß
FS
 

Bynaus

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Kollisionen und ein Verlust an Geschwindigkeit lassen den Planeten übrigens eher auf eine engere Bahn fallen. Ein Planet, der nach aussen wandern soll, muss beschleunigt werden.
 
F

fspapst

Gast
Kollisionen und ein Verlust an Geschwindigkeit lassen den Planeten übrigens eher auf eine engere Bahn fallen. Ein Planet, der nach aussen wandern soll, muss beschleunigt werden.
Kommen also die meisten der Kollisionen von "hinten", wird die Bahn wird angehoben und der Planet langsamer. Anders herum wandert der Planet nach innen.

Gibt es Simulationen dazu, die das Wandern durch Akkretion aus ungleich verteilten Scheiben (Ringen) bestätigen könnten?
Ich habe so meine Zweifel, ob das wirklich möglich ist, kenne mich aber mit der Dynamik von Akkretionsscheiben nicht so aus, und ob es da gravitative oder Impulseffekte auf den akkretierende Planeten gibt (geben könnte) weiß ich auch nicht.

Gruß
FS
 

kosmos

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Kollisionen und ein Verlust an Geschwindigkeit lassen den Planeten übrigens eher auf eine engere Bahn fallen. Ein Planet, der nach aussen wandern soll, muss beschleunigt werden.

Wieso beträgt dann die mittlere Orbitalgeschwindigkeit vom Merkur ca. 47,9 km/s und die vom Saturn nur ca. 9,7 km/s?

Demnach müsste doch der Verlust an Geschwindigkeit dazu führen, das ein Planet nach aussen wandert. :confused:

Gruß
kosmos
 
F

fspapst

Gast
Demnach müsste doch der Verlust an Geschwindigkeit dazu führen, das ein Planet nach aussen wandert. :confused:
Während der Planet nach außen wandert, weil er beschleunigt wurde, wird er langsamer, weil er im Potentialtopf des Sternes nach oben klettert und damit langsamer wird.
Allerdings wird bei einmaliger Beschleunigung aus einer Kreisbahn eine Elipse. Um endgültig höher zu wandern benötigt man eine zweite Beschleunigung am entfernten Ende der Umlaufbahn.
Anschaulich: Bei ständiger Beschleunigung drückt die zunehmende Zentrifugalkraft den Planeten weiter nach außen.

Die Bewegung in einem Orbit ist nicht besonders anschaulich. Mir hat der Roman "Der schwebende Wald"(Integral Trees) bei der Veranschaulichung der Orbital-Bewegungen sehr geholfen.

Gruß
FS
 

Bynaus

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Kommen also die meisten der Kollisionen von "hinten", wird die Bahn wird angehoben und der Planet langsamer. Anders herum wandert der Planet nach innen.

Ja. Wobei es schwierig werden dürfte, die Kollisionen vorwiegend von "hinten" stattfinden zu lassen. Es gibt aber schon andere denkbare Mechanismen, die einen Planeten beschleunigen können. So zeigen Simulationen, dass in einer dichten Staubscheibe "Spiralarme" vom Planeten ausgehen (Dichtewellen in der zirkumstellaren Staubscheibe, die durch Resonanzeffekte mit dem Planeten zu Stande kommen), die wiederum den Planeten beschleunigen (Spiralarm näher am Stern) oder bremsen (Spiralarm weiter aussen am Stern) können. Je nachdem, welche Kraft überwiegt bzw welcher der Spiralarme grösser und massiver ist, wandert der Planet nach Innen oder aussen. Tendenziell bewirkt dies, dass Planeten nahe am Stern noch näher rücken, und solche, die weit aussen kreisen, vom Stern wegrücken.
 

FrankSpecht

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Um endgültig höher zu wandern benötigt man eine zweite Beschleunigung am entfernten Ende der Umlaufbahn.
Hmm, glaube ich dir das?

Damit z.B. Raumsonden "endgültig höher" wandern, verpasst man ihnen Schübe, wenn sie sich in der >> Periapsis << befinden.
Zuletzt geschehen bei Chandrayaan-1, der ersten indischen Mondmission.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass das bei Planeten anders sein sollte, da der effektivste Punkt für eine zusätzliche Beschleunigung eben die Periapsis ist.
 
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Nathan5111

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Hallo Frank,
Damit z.B. Raumsonden "endgültig höher" wandern, verpasst man ihnen Schübe, wenn sie sich in der >> Periapsis << befinden.
Damit erreichst Du aber nur, dass die Sonden eine höhere Apoapsis erreichen. Um sie dort "endgültig" zu halten, benötigen sie just 'da oben' einen weiteren Schub, und somit hat 'unser' Papst einmal recht, denn wenn 'dort oben' nichts passiert, fallen sie wieder auf exakt die selbe Periapsis zurück.

Orbital
Nathan
 

FrankSpecht

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Moin, Nathan5111,
Um sie dort "endgültig" zu halten, benötigen sie just 'da oben' einen weiteren Schub, [...] denn wenn 'dort oben' nichts passiert, fallen sie wieder auf exakt die selbe Periapsis zurück.
Hmm, bin noch nicht so ganz glücklich damit.
Wenn in der Apoapsis beschleunigt wird, dann hebt man die Periapsis an. Das macht man z.B. bei Erdsatelliten, damit sie nicht gleich durch die Restatmosphäre wieder zu Boden stürzen (also Umlaufbahn größer als 200km halten).

Aber erreicht man damit wirklich, dass sie auch den größeren Orbit halten ohne erneute Energiezufuhr?
Ich vergleich das gerad' mal mit dem Swingby-Manöver, bei dem ein Satellit ja auch durch Schwungholen in der Periapsis bis auf Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem beschleunigt werden kann.
 

Nathan5111

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Hallo Frank,
Aber erreicht man damit wirklich, dass sie auch den größeren Orbit halten ohne erneute Energiezufuhr?
Ja, wenn man 'wohldosiert Gas gibt'.
Ich vergleich das gerad' mal mit dem Swingby-Manöver, bei dem ein Satellit ja auch durch Schwungholen in der Periapsis bis auf Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem beschleunigt werden kann.
Das gleiche kannst Du auch mit 'viel Gas' ohne Swingby erreichen, dann nämlich, wenn Du so stark beschleunigst, dass eine hyperbolische Bahn erreicht wird.

Nach wie vor orbital
Nathan

PS: "Einen größeren Orbit halten", putziges Bild hier im Forum :D
 
F

fspapst

Gast
So zeigen Simulationen, dass in einer dichten Staubscheibe "Spiralarme" vom Planeten ausgehen (Dichtewellen in der zirkumstellaren Staubscheibe, die durch Resonanzeffekte mit dem Planeten zu Stande kommen), die wiederum den Planeten beschleunigen (Spiralarm näher am Stern) oder bremsen (Spiralarm weiter aussen am Stern) können.
Danke Bynaus,

so ähnlich hatte ich mir das vorgestellt, hatte aber keine konkrete Idee wie mit den Spiralen.
Jetzt stelle ich mir noch vor (und kann mal wieder ganz daneben liegen), dass wenn die Staubscheibe außerhalb der Planetenbahn näher liegt als innerhalb der Planetenbahn, die Spiralen sich so gestalten, dass der Planet nach außen wandert und den Staubring (Wie bei einer alten Schallplatte) spiralförmig akkretiert.
Anders herum, also nach innen, könnte das natürlich auch sein.
Ein solcher Prozess würde erst durch Resonanzen mit Nachbarplaneten beendet werden!

dankende Grüße
FS
 
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Bynaus

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@Frank Specht: Für jede Entfernung zur Erde gibt es eine typische mittlere Bahngeschwindigkeit, die ein Objekt auf dieser Höhe halten muss, um einen kreisförmigen Orbit zu haben. Liegt die Geschwindigkeit eines Objektes darunter (wie bei einem Objekt, dessen Bahnenergie eigentlich einem niedrigeren Orbit entspricht, aber auf einer elliptischen Bahn kreist und isch im Apastron seiner Bahn befindet), fällt es in Richtung Erde zurück. Hebt man im Periastron (verallgemeinerte Form von Periapsis (Mond) und Perigäum (Erde)) die Bahn des Objektes durch einen Schub an, wird ohne zusätzlichen Schub im Apastron die Bahn des Objektes wieder durch den Punkt in der Nähe des Periastrons führen, an dem die Beschleunigung zuvor beendet wurde (also zB das Triebwerk abgeschaltet wurde).
 

Maenander

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Der Grund, warum die Hohmann-Bahn so günstig ist, liegt darin, dass nur im Perihel und Aphel (die haben in diesem Thread ja noch gefehlt, wer will ersetze das -hel durch griechische Bezeichnungen von Himmelsköpern seiner Wahl) der Ellipsenbahn die ganze Geschwindigkeitsänderung dem Drehimpuls zukommt.
Eine Beschleunigungskomponente in Radialrichtung ist nämlich vergebene Liebesmüh, da sie nichts für den Drehimpuls tut, und man so nicht auf eine Bahn mit anderem Drehimpuls kommen kann.

Der Treibstoff ist im Perihel am wertvollsten, weil dort seine kinetische Energie
1/2 m*v^2
am größten ist, und damit auch die Änderung der kinetischen Energie bei Geschwindigkeitsänderung um
delta_v = v_1 - v_2
es gilt nämlich
(v_1)^2-(v_2)^2 > (v_1-v_2)^2 für v_1 > v_2 >0.

Vielleicht nochmal etwas ausführlicher:
Es gibt 2 Parameter für die Keplerschen Ellipsen, an denen man drehen kann: Energie und Drehimpuls

Die effizienteste Art, die Energie zu erhöhen, ist in Flugrichtung zu beschleunigen (Verallgemeinerung der Ungleichung oben).
Den Drehimpuls erhöht man durch tangentiale Beschleunigung.

Die Flugrichtung zeigt genau 2mal auf einer Ellipsenbahn, nämlich im Perihel und Aphel, in tangentiale Richtung, und beides fällt zusammen.
 
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RPE

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Beim Formalhautsystem scheint ja relativ viel Masse in der Scheibe verteilt - jedenfalls verglichen mit unserem Sonnensystem. Ich schätze mal auf mindestens Verhältnis Sonne/(alle Planeten, etc.) = 100:1
Weiss man etwas über ein ungefähres Verhältnis bei Formalhaut (oder anderen Systemen)?
Das hat doch sicher auch irgendwann einen gehörigen Einfluss auf die Planetenbahnen, oder?

Grüße,
rpe
 

RPE

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Wie willst Du das jetzt geschätzt haben? Anhand des Fotos etwa? :D
100:1 sei übrigens das Verhältnis in unserem Sonnensystem gewesen, und das gilt als untere Grenze. Je nach Modell könne es in andern Sonnensystemen bis 10:1 gehen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Protoplanetare_Scheibe

Moin,
meine Schätzung bezog sich ja auf unser SS. Habe mir mal erlaubt zu posten, ohne Wiki einzuschalten...war vielleicht etwas nachlässig, geb ich zu. :eek: Immerhin lag ich mit der Schätzung nicht ganz falsch.
Trotzdem danke für den Tip.
 

RPE

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Dann war es eben keine Schätzung, sondern eine Annahme. Du hast einfach angenommen, dass die Verhältnisse hier ähnlich seinen wie in unserem SS.
Orbit

Hallo,
nee das meinte ich nicht.
Ich habe lediglich geschätzt, dass das Massenverhältnis in unserem Sonnensystem bei mehr als 100:1 liegt. Formalhaut mal völlig außen vor.

Meine Vermutung war die (allerdings genauso eine Frage), dass dieses Verhältnis bei Formalhaut kleiner sein könnte. Und zwar deswegen:
"hatte man doch in den frühen 1980er Jahren mit dem Satelliten IRAS eine große Menge an Staub um Fomalhaut aufgespürt." (aus astronews)
Wenn mir jetzt einer sagt, dass in unserem Kuiper-Gürtel genauso viel Staub rumfliegt, dann ist ein Teil meiner Vermutung/Frage hinfällig/beantwortet.

Bliebe der andere Teil meiner Frage, wie sich im allgemeinen ein größerer Staubanteil auf die Planetenbahnen auswirkt.
 

TomTom333

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