Frage zu Ko-/Hantelrotation und gebundener Rotation?

fork

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Hallo,

angenommen, ein Planetensystem bestehend aus Planet und Mond befindet sich in doppelt gebundener Rotation. Ist es nun möglich, dass ein solches System seinerseits gebunden um den Zentralstern kreist, und falls ja, wäre ein solches System stabil und welche Bedingungen müssten hierfür erfüllt sein?

Ich hoffe, die Frage ist in dieser Kürze verständlich. Leider habe ich mittels Suchmaschinen nichts finden können.

Freundliche Grüße,
fork
 

fork

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Hallo mac,

danke für die flotte Antwort. :)

Es wären also im Grunde für den angenommenen Mond im doppelt gebunden rotierenden System ohnehin nur die Lagrange-Punkte L1 und L2 infrage gekommen. Da diese aber instabil sind, fallen auch sie weg und das oben beschriebene Szenario ist so nicht möglich. Kommt das, sehr vereinfacht, so hin?

Liebe Grüße,
fork
 

Bernhard

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das ist (passiv und auf natürlichem Wege) nicht möglich.
Hallo MAC,

wenn ich mir da ein Modellbeispiel mit Kibos Simulationstool ansehe, kann ich das nicht so direkt nachvollziehen. Das System Erde-Mond ist bekanntlich ebenfalls sehr stabil und das auch schon sehr lange. Der Schwerpunkt des Erde-Mond-Systems kreist dabei stabil um die Sonne. Erde und Mond kreisen zusätzlich um den gemeinsamen Schwerpunkt. Ich frage mich deswegen, ob die Bedingungen für Lagrange-Punkte (der dritte Körper soll eine verschwindend kleine Masse haben) hier zutreffen?
Gruß
 

mac

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Hallo Bernhard,

wenn ich mir da ein Modellbeispiel mit Kibos Simulationstool ansehe, kann ich das nicht so direkt nachvollziehen.
ich weiß nicht, was Du dabei nicht so direkt nachvollziehen kannst. Daß sich sowas auf natürlichem Wege einpendelt, oder daß es stabil ist? Ich hatte ja zu beiden Alternativen geschrieben, daß sie nicht vorkommen, weil sie nicht stabil sind.



Das System Erde-Mond ist bekanntlich ebenfalls sehr stabil und das auch schon sehr lange.
aber der Mond 'steht' nicht im L2 des Sonne-Erde 'Systems'.



Der Schwerpunkt des Erde-Mond-Systems kreist dabei stabil um die Sonne. Erde und Mond kreisen zusätzlich um den gemeinsamen Schwerpunkt. Ich frage mich deswegen, ob die Bedingungen für Lagrange-Punkte (der dritte Körper soll eine verschwindend kleine Masse haben) hier zutreffen?
ob die Bedingungen dafür überhaupt zutreffen, weiß ich auch nicht. Die einzig denkbare (aber unstabile) Möglichkeit für fork's Konstellation wäre aber (an den Haaren herbeigezogen theoretisch) nur L2 oder L1. Wieviel Energie man aufwenden müßte um es künstlich stabil zu halten (daher auch meine Einschränkung auf natürliche Ursachen) weiß ich dabei auch nicht. Daß es aber prinzipiel künstlich geht, zeigt ja auch unter anderem die Planck-Sonde.

Herzliche Grüße

MAC
 
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Tethys

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hallo Mac,
" Ich könnte mir vorstellen, daß sich der Mond, wenn man ihn im L2 'halten' könnte, anfängt im Uhrzeigersinn zu drehen. (von dort aus betrachtet, von wo aus sich die Erde gegen den Uhrzeigersinn um die Sonne bewegt) "

ich denke nicht, dass in dem Fall sich Mond im Uhrzeigersinn zu bewegen beginnt.

Gruß, Tethys
 

mac

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Hallo Tethys,

" Ich könnte mir vorstellen, daß sich der Mond, wenn man ihn im L2 'halten' könnte, anfängt im Uhrzeigersinn zu drehen. (von dort aus betrachtet, von wo aus sich die Erde gegen den Uhrzeigersinn um die Sonne bewegt) "
Diesen Satz hatte ich ursprünglich als Nachtrag geschrieben, ihn aber zwanzig Sekunden später wieder gelöscht, weil mir ein paar Gegenargumente gegen diese Drehung eingefallen waren und ich es, ohne nachzurechnen, nicht sagen kann ob und wenn ja, wie herum sich der Mond in dieser Situation drehen würde. Zum Rechnen hab' ich aber im Moment keine Zeit.

Herzliche Grüße

MAC
 
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Bernhard

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Hallo MAC,

ich verstehe ganz einfach formuliert nicht, warum Du überhaupt die Lagrange-Punkte angeführt hast. Die erfüllen, falls ich fork richtig verstanden habe, per definitionem doch gar nicht forks Aufgabenstellung, weil Monde im Vergleich zum Heimatplaneten zumeist keine vernachlässigbare Masse haben (siehe Erde-Mond). Die Lagrange-Punkte sind deshalb für Satelliten sicher sehr interessante Punkte, für Monde meiner Meinung nach aber weniger. Unser Sonnensystem vor unserer "Haustüre" zeigt mit den vielen stabilen Mondbahnen, dass die Thematik im Prinzip komplizierter ist, als bisher dargestellt.
Gruß
 

fork

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Hallo Bernhard,

über das Problem der zu großen Masse eines Mondes habe ich beim von mac verlinkten Wiki-Artikel auch kurz gegrübelt. Allerdings hielt ich es in diesem Fall dann gar nicht mehr für relevant, da anscheinend für meine Konstellation ohnehin nur L2 und L1 infrage gekommen wären, aber selbst Objekte mit zu vernachlässigender Masse an diesen nicht langfristig stabil sind. Also gibt es wohl unter natürlichen Bedingungen keine in Korotation gebundenen Planetensysteme, die ihrerseits gebunden ihr Zentralgestirn umkreisen.

Liebe Grüße,
fork
 
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mac

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Hallo Bernhard,

ich verstehe ganz einfach formuliert nicht, warum Du überhaupt die Lagrange-Punkte angeführt hast.
Weil es die einzigen mitbewegten Punkte in einem dynamischen System sind, an denen zumindest theoretisch eine solche gemeinsam gebundene Rotation machbar wäre. Daß sie auf natürlichem Wege nicht möglich ist, hatte ich auch geschrieben.



Die erfüllen, falls ich fork richtig verstanden habe, per definitionem doch gar nicht forks Aufgabenstellung, weil Monde im Vergleich zum Heimatplaneten zumeist keine vernachlässigbare Masse haben (siehe Erde-Mond).
Wenn ich mir die Berechnung dazu anschaue, dann ist die Masse erst mal (im Rahmen von Himmelskörpern im Sonnensystem) völlig egal. Nicht egal ist sicher die Ausdehnung des Körpers. Welche Konsequenzen die aber genau hat, kann ich nicht mal eben so im Kopf überschlagen. Das ändert natürlich alles nichts daran, daß die drei Körper dabei in einem labilen Gleichgewicht wären.



Die Lagrange-Punkte sind deshalb für Satelliten sicher sehr interessante Punkte, für Monde meiner Meinung nach aber weniger.
sagte ich schon.



Unser Sonnensystem vor unserer "Haustüre" zeigt mit den vielen stabilen Mondbahnen, dass die Thematik im Prinzip komplizierter ist, als bisher dargestellt.
Ich habe nichts dagegen die Problematik so kompliziert darzustellen wie sie ist, nur ob ich damit fork wirklich weiter geholfen hätte?

Herzliche Grüße

MAC
 

Bernhard

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Planet und Mond befindet sich in doppelt gebundener Rotation.
Hallo fork und MAC,

ich glaube ich weiß jetzt, was mich irritiert hat. Doppelt gebundene Rotation soll vermutlich bedeuten, dass Sonne, Planet und Mond immer auf einer Geraden liegen. Dumme Frage: Ist das korrekt?
MfG
 

mac

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Hallo Bernhard,

ich glaube ich weiß jetzt, was mich irritiert hat. Doppelt gebundene Rotation soll vermutlich bedeuten, dass Sonne, Planet und Mond immer auf einer Geraden liegen. Dumme Frage: Ist das korrekt?
Ja.

Allerdings hatte fork das durchaus korrekt formuliert:
angenommen, ein Planetensystem bestehend aus Planet und Mond befindet sich in doppelt gebundener Rotation. Ist es nun möglich, dass ein solches System seinerseits gebunden um den Zentralstern kreist, und falls ja, wäre ein solches System stabil und welche Bedingungen müssten hierfür erfüllt sein?

Herzliche Grüße

MAC
 

fork

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Hallo Bernhard,

Mit doppelt gebundener Rotation meine ich Korotation. Anfangs war mir nicht klar, dass ein sich in Korotation befindliches Planet-Mond-System höchstens dann (bzw., wie ich jetzt weiß, nichteinmal dann) seinerseits in gebundener Rotation um das Zentralgestirn würde befinden können, falls Mond oder Planet einen der Lagrangepunkte 1 oder 2 einnehmen würde. Und ja, das würde dann der von dir beschriebenen Konstellation entsprechen.

Grüße,
fork
 

Kibo

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Was spricht gegen L4/L5? Das ist zwar dann wirklich sehr weit vom Planeten weg, ist aber stabil und erfüllt auch die Bedingungen von Fork.

mfg
 

fork

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Hallo Kibo,

könnten denn Körper an L4 oder L5 noch als (natürliche) Monde gelten? Und wäre auf diese Entfernung noch ausreichend gravitative Wechselwirkung vorhanden, um Planet und Mond in eine doppelt gebundene Rotation zu zwingen? Falls ich die Position von L4 und L5 richtig verstanden habe, fällt mir auch keine Möglichkeit ein, wie der Mond auf natürlichem Wege an einen dieser Punkte gelangen sollte.

Grüße,
fork
 

Kibo

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Hallo Fork,

Das kommt ganz darauf an wie man Mond definiert, Definitionen interessieren unserem Universum aber nicht, das macht was es will.
Prinzipiell ist eine Konstelllation die deine Bedingungen erfüllt über L4/L5 gar nicht unwahrscheinlich. L4/L5 sind gut besuchte Plätze, zum Beispiel hat Jupiter sogar mehrere solcher Trojaner. Wenn sowohl Planet und "Mond" nahe genug um den Stern kreisen, zwingt die Sonne beide in gebundene Rotation, das führt natürlich auch dazu das sie sich gegenseitig auch immer die Gleiche zeigen.
Mehr oder weniger kreisen der Planet und der Mond auch um einander, im gleichen Maße wie ihr Stern, das ist alles nur eine Frage der Perspektive. Also so ein System gibt es mit Sicherheit, und das kommt wohl auch recht häufig vor. Ob man das als Planet-Mond-Stern System sieht, hängt einzig von deiner Definition ab. Eine offizielle Definition für Mond gibt es meines Wissens nicht.
 
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Dgoe

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Hallo Kibo,

...Mehr oder weniger kreisen der Planet und der Mond auch um einander, im gleichen Maße wie ihr Stern, das ist alles nur eine Frage der Perspektive. ...
Bei dieser Vorstellung habe ich meine Schwierigkeiten, vielleicht habe ich es auch falsch verstanden. Wenn ich richtig liege, dann ist der zitierte Satz so nicht ganz korrekt.

Denn bei einem doppelt gebundenem System sieht man aus der Perspektive von der Oberfläche des Einen den jeweiligen Partner immer an der gleichen Stelle am Himmel oder am Horizont - und auf der Rückseite entsprechend nie. Die umkreisen sich auch nicht ganz langsam aus diesen Perspektiven. Das einzige, was sich bewegt, wäre der restliche (Sternen)Himmel.

Wenn die beiden Himmelskörper nun auch noch mit deren Zentralgestirn gebunden wären, also in einer geraden Reihe stehen, so würde auch die 'Sonne' dort jeweils immer an der gleichen Stelle des Firmaments verharren. Sitzt die 'Sonne' dabei außen, so wäre bei dem mittleren Himmelkörper die Sonne immer nur von der zu dem Partner aus abgewandten Seite zu sehen, anders gesagt, nur von der gegenüberliegenden Globushälfte aus zu sehen, wie die Seite, die dem Partner zugerichtet ist (Grenzbereiche einmal außen vor). Der Partner immer nur von der Nachtseite aus sichtbar, die 'Sonne' wie üblich nur von der Tagesseite aus, immer an der gleichen Stelle, da sich Tag- und Nachtseite nicht abwechseln. Bewegen täte sich nur das restliche Firmament, ganz langsam über das Jahr verteilt, von eventuellen nahen Objekten mal abgesehen.

Von dem äußeren Himmelkörper aus wäre der Partner immer unbewegt inmitten der 'Sonnenscheibe', diese partiell oder ganz verdeckend, beide zusammen immer am gleichen Ort des Firmaments/Himmels, bzw. wenn komplett innerhalb des Kernschattens dieser 'Sonnenfinsternis', dann wäre die 'Sonne' dort natürlich nie sichtbar. Von der (evtl. nur theoretischen) Nachtseite aus würde weder Sonne noch Partner jemals zu sehen sein.

Einzig vom Zentralgestirn aus gesehen, sofern dieses rotiert, würden sich die Begleiter entsprechend bewegen, allerdings wäre entweder immer nur der erst Nächste sichtbar, oder dieser würde den Zweiten partiell mittig verdecken. Wäre das Zentralgestirn auch doppelt gebunden, dann würde sich schlicht aus absolut keiner beteiligten Perspektive etwas bewegen oder kreisen, nur noch aus einer unabhängigen Außenperspektive.

Gruß,
Dgoe
 

mac

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Hallo Dgoe,

Bei dieser Vorstellung habe ich meine Schwierigkeiten, vielleicht habe ich es auch falsch verstanden. Wenn ich richtig liege, dann ist der zitierte Satz so nicht ganz korrekt.
er ist schon korrekt, nur entspricht diese Konstellation vielleicht nicht dem, was wir uns unter einem Mond vorstellen - aber das sagte Kibo ja auch schon.



Von hier an
Denn bei einem doppelt...
...
...Partner jemals zu sehen sein.
bis hier, beschreibst Du im Prinzip das gleiche wie Kibo, nur eben für die Lagrange-Punkte 1 bzw 2.



Einzig vom Zentralgestirn aus gesehen, sofern dieses rotiert, würden sich die Begleiter entsprechend bewegen, allerdings wäre entweder immer nur der erst Nächste sichtbar, oder dieser würde den Zweiten partiell mittig verdecken. Wäre das Zentralgestirn auch doppelt gebunden, dann würde sich schlicht aus absolut keiner beteiligten Perspektive etwas bewegen oder kreisen, nur noch aus einer unabhängigen Außenperspektive.
das wäre auch richtig, wenn Du noch geschrieben hättest, daß sich der Sternenhimmel auch bei dieser Konstellation weiterhin um alle drei 'herum dreht'. Allerdings kann ich mir im Moment keine Konstellation vorstellen, in der ein Stern von einem erdgroßen Planeten zu seinen 'Lebzeiten' in eine gebundene Rotation gezwungen werden könnte. Da müßte schon eher ein Kaliber wie Jupiter, oder noch schwerer, 'daherkommen', oder der Stern eher ein brauner Zwerg und der Planet sehr nahe sein. Aber das müßte man für eine solide Aussage eigentlich nachrechnen.

Herzliche Grüße

MAC
 

Kibo

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Hallo Joe,

ich ergänze meinen Beitrag noch ein bisschen, vielleicht ist es für dich dann verständlicher:

Bei der von mir beschriebenen Konstellation, Ist ein Tag auf dem Planeten genau so lang wie ein Jahr. Der "Mond" des Planeten, braucht auch ein Jahr um seinen Planeten zu um kreisen, und sein Planet umkreist ihn auch in einem Jahr.
Wenn dir diese Vorstellung immer noch schwer fällt, versuch dir vorzustellen, wie du über diesem Sonnensystem schwebst und es dir von oben anschaust. Nun lass in deinem Gedanken ein Jahr vergehen und ignoriere dabei den Stern. Was passiert?

mfg
 
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