Oortsche Wolke: Objekt am Rand des Sonnensystems entdeckt

astronews.com Redaktion

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Astronomen haben ein Objekt entdeckt, dessen Abstand von der Sonne größer ist als bei jedem anderen bislang bekannten Mitglied des Sonnensystems. Es könnte zu einer großen Zahl von Objekten gehören, die die innere Oortsche Wolke bilden. Nach Ansicht der Forscher deutet ihr Fund auch darauf hin, dass sich in dieser Region noch ein relativ großer Planet verbergen könnte. (27. März 2014)

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Ned Flanders

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"Die innere Oortsche Wolke ist so weit von uns entfernt, dass selbst große Objekte so lichtschwach sind, dass sie sich mit unserer heutigen Technologie nicht entdecken lassen."

Wird sich daran mit dem James Webb Space Telescope etwas ändern?

Wieviel hoeher wird die Auflösung/Empfindlichkeit denn sein?

Weiss das einer?

Gruss,

Ned
 

Bynaus

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Ein Objekt von Saturnmasse hätten wir MIT SICHERHEIT bereits entdeckt, wenn es in 200 oder 250 AU Entfernung um die Sonne kreisen würde.

Aber woher entnimmst du diese Massenobergrenze? Im Paper hab ich nichts davon gefunden. Dort ist die Rede von einer (oder zwei) Supererden.
 

Bynaus

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Das bisherige "teleskopische Nichtentdecken" bis Saturngröße redet man mit der Leuchtschwäche und der Langsamkeit heraus.

Das gilt nur für Objekt in Entfernungen von einigen 10'000 AU, und hat keine Relevanz für die vorgeschlagenen Objekte bei 200 bzw. 250 AU!

Ein Saturn bei 250 AU würde man mit heutigen Teleskopen locker entdecken. Wenn Saturn 25 mal weiter von der Sonne entfernt wäre, wäre er 25^4 (reflektiertes Licht) mal leuchtschwächer, oder etwa 400'000 Mal. Weil ein Faktor 100 in der Leuchtstärke gerade in etwa 5 Magnituden entspricht, wäre Saturn also in etwa 14 Magnituden (2.512^14 ~400'000) weniger leuchtstark. Bei einer scheinbaren Helligkeit von Saturn in der Gegend von ~0 wäre also ein so weit entfernter Saturn ein Objekt von 14 Mag, was gerade etwa der Helligkeit von Pluto entspricht. Den hätte man längst gefunden!

Natürlich würde sich die Gravitationswirkung eines derart nahen Saturn auf die anderen Planeten bemerkbar machen. Die nicht-Beobachtung solcher Einflüsse kann genutzt werden, um zu sehen, wie gross der mutmassliche Planet sein kann: http://arxiv.org/abs/1404.0258

Demnach müsste ein Planet mit 2 Erdmassen mindestens 500 AU weit entfernt sein, einer mit 15 Erdmassen (=Neptun oder Uranus) mindestens 1000 AU. Ein Saturn (100 Erdmassen) entsprechend noch weiter. Man kann also sagen, dass die Planeten bei 200 bzw. 250 AU, wenn es sie wirklich gibt, eine Masse von sicher weniger als 2 Erdmassen haben müssen.
 

Ranseier

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Wie wäre eigentlich die Definition gemäß der IAU, wenn man da draußen tatsächlich einen oder mehrere größere Planeten (mindestens Erdgröße) finden würden, die allerdings ihre Bahnen nicht vollständig freigeräumt haben? Planet oder doch noch Zwergplanet? soweit ich weiß, gilt die Unterscheidung zwischen Zwergplaneten und Planeten nur für unser Sonnensystem (aber nicht für Exoplaneten). Und ob ein Himmelskörper so weit draußen noch zum Sonnensystem zählen würde? Voyager 1 ist (Stand Juli 2014) ca. 128 AE von der Erde entfernt und gilt mittlerweile als im interstellaren Raum unterwegs.
Nichtsdestotrotz würde ich mich freuen, wenn man da draußen in nicht allzuferner Zukunft - damit meine ich binnen der nächsten 2 oder 3 Jahre - einen Planeten finden würde.

Ach übrigens, ist Sedna im Aphel nicht noch weiter entfernt als 2012 VP113? Umlaufzeit Sedna rund 12.000 Jahre, 2012VP113 knapp 4.250 Jahre.
 
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ralfkannenberg

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Wie wäre eigentlich die Definition gemäß der IAU, wenn man da draußen tatsächlich einen oder mehrere größere Planeten (mindestens Erdgröße) finden würden, die allerdings ihre Bahnen nicht vollständig freigeräumt haben? Planet oder doch noch Zwergplanet?
Hallo Ranseier,

das wäre wohl ein "Desaster" für die IAU. Aber ok, man würde in so einem Falle wohl die Definition ändern müssen. Wohl eher pragmatisch: wenn man also 4 neue solcher Planeten finden würde, so würden die wohl Planetenstatus erhalten, wenn man aber 200 solcher Planeten findet, dann würden die kaum einen Planetenstatus erhalten.

Mag etwas befremdlich klingen, aber ein Planet soll etwas besonderes sein, d.h. es darf nicht zuviele von denen geben.

soweit ich weiß, gilt die Unterscheidung zwischen Zwergplaneten und Planeten nur für unser Sonnensystem (aber nicht für Exoplaneten).
Interessant,woher hast Du das ?

Und ob ein Himmelskörper so weit draußen noch zum Sonnensystem zählen würde? Voyager 1 ist (Stand Juli 2014) ca. 128 AE von der Erde entfernt und gilt mittlerweile als im interstellaren Raum unterwegs.
Das schreiben die auch nur, damit sie in der Zeitung erwähnt werden. 128 AE ist selbstverständlich innerhalb unseres Sonnensystems. Ausserhalb gerät man erst, wenn es eine andere Sonne gibt, die einen stärker anzieht als unsere Sonne. Man kann das ausrechnen, aber da wird man wohl über 1 Lichtjahr weggehen müssen.

Was die aber bei den Voyagersonden meinen, ist etwas anderes, nämlich die Heliopause. Das hat mit dem Sonnenwind zu tun und der wirkt nicht so weit wie die Gravitation.

Nichtsdestotrotz würde ich mich freuen, wenn man da draußen in nicht allzuferner Zukunft - damit meine ich binnen der nächsten 2 oder 3 Jahre - einen Planeten finden würde.
Das geht uns wohl allen so :)

Ach übrigens, ist Sedna im Aphel nicht noch weiter entfernt als 2012 VP113? Umlaufzeit Sedna rund 12.000 Jahre, 2012VP113 knapp 4.250 Jahre.
Das stimmt, es gibt aber zahlreiche Objekte, die einen noch viel ferneren Aphel haben. Beispielsweise die Kometen der Oort'schen Wolke. Oder auch ein paar grössere Brocken; diese kannst Du auf dieser Seite finden:

List Of Centaurs and Scattered-Disk Objects

Da findest Du beispielsweise 2013 AZ60; der hat zwar ein kleines Perihel von nur 7.907 AE, aber immerhin ein Aphel von 1866 AE. Allerdings sind es de hohen Perihelia, die für die Forscher interessant sind, weil man nicht so recht weiss, wie die "im Gravitationspotential der Sonne" soweit angehoben werden konnten.

Wenn Du Dich für solche Himelskörper jenseits der Neptunbahn interessierst, so findest Du neben den o.g. hochexzentrischen Centauren und Scattered Disk Objekten die normalen auf dieser Seite:

List Of Transneptunian Objects
Kandidaten für Zwergplaneten sind solche, die in der Spalte H eine Zahl kleiner als 5.2 stehen haben.

Wenn er in die Zeitung will, braucht er aber ein H < 3.0, wobei ich soeben sehe, dass vor einenm Jahr einer mit H=3.0 entdeckt wurde: 2013 FY27

Immerhin der neuntgrösste bekannte Zwergplaneten-Kandidat; mit rund 850 km Durchmesser verfehlt er die Top 8 der 1000 km-Klasse nur ziemlich knapp, das sind ja Pluto, Quaoar, Sedna, Orcus, Eris, Haumea, Makemake und "Snow White" ( (225088) 2007 OR10).


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Ranseier

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Die Info wegen der Zwergplaneten-Definition, dass diese nur für unser Sonnensystem gilt, habe ich erst vor kurzem in einem anderem Forum entnommen. Das wäre ja krass, falls die Info stimmen würde.
Wäre es beispielsweise durch Raumsonden möglich, weit draußen in der Oortschen Wolke einen Planeten aufzuspüren? Allerdings befürchte ich dann, bis es so weit ist, und eine (funktionsfähige) Raumsonde diesen Bereich erreichen würde, würden noch einige Jahrzehnte ins Land ziehen. Mit den heutigen Teleskopen kann ein lichtschwaches Objekt da draußen nicht gefunden werden. Aber vielleicht findet man ja durch Berechnungen einen Planeten - siehe Neptun, der wurde zuerst berechnet und dann gefunden.
Vielleicht ist ja die Teleskoptechnik in 10 oder 15 Jahren so weit, auch lichtschwache Objekte in der Oortschen Wolke zu finden.
 

ralfkannenberg

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Die Info wegen der Zwergplaneten-Definition, dass diese nur für unser Sonnensystem gilt, habe ich erst vor kurzem in einem anderem Forum entnommen. Das wäre ja krass, falls die Info stimmen würde.
Hallo Ranseier,

man kann meinen Einträgen in diesem Forum entnehmen, dass ich nicht unbedingt ein Fan der Planetendefinition bin, was aber nicht heissen soll, dass ich sie falsch finde. Ich hätte einfach Pluto als Planet behalten und Eris als neuen Planeten hinzugefügt; dann wären alle "Planetoiden", die grösser als 2000 km im Durchmesser sind, Planeten. 10 ist auch noch überschaubar.

Aber ok - diese 2000 km-Grenze ist natürlich schon willkürlich und der "gap" bis zum nächste grösseren Planeten, dem Merkur, ist schon erheblich.

Was ich persönlich an der derzeitigen Definition heikel finde: wenn man sehr weit draussen einen Eis-Planetoiden mit 400 km Durchmesser finden würde, der auf seiner Bahn alleine ist und eine geringe Exzentrizität aufweist, so würde er die Planetendefinition erfüllen. Und wenn man doppelt so weit entfernt ein Analogon findet, dann wäre der auch ein Planet. Auf diese Weise könnten analog zur Titius-Bode'schen Reihe bis zum hundertfachen Abstand des ersten locker 8 oder wenn es da keinen weiteren Planetoidengürtel gibt auch 9 weitere Mini-Planeten hinzukommen und dann wäre der Planetenbegriff wieder inflationär.

Allerdings müssen wir ein solches Szenario vermutlich nicht "befürchten", weil man keinen Prozess kennt, der 8 oder 9 solche Planetoiden da draussen auf eine Bahn mit geringer Exzentrizität bringen könnte.


Wäre es beispielsweise durch Raumsonden möglich, weit draußen in der Oortschen Wolke einen Planeten aufzuspüren?
Ist Dir bewusst, dass die Objekte der Oort'schen Wolke hochexzentrische Planetoiden oder Kometen sind, deren sonnennächster Punkt beim Jupiter oder Saturn ist ? Die meiste Zeit ihrer Umlaufbahn befinden die sich einfach sehr weit draussen. Auch bei den heute bekannten TNO's findet man diese Tendenz: je grösser die Aphelia, desto kleiner die Perihelia. Wobei es das Perihel ist, welches die "Kerngrösse" einer Planetoidenbahn ist; wenn der irgendwie nach aussen abgelenkt wird, fällt der meist in die Nähe seines vorherigen Perihels zurück.

Allerdings befürchte ich dann, bis es so weit ist, und eine (funktionsfähige) Raumsonde diesen Bereich erreichen würde, würden noch einige Jahrzehnte ins Land ziehen. Mit den heutigen Teleskopen kann ein lichtschwaches Objekt da draußen nicht gefunden werden.
Hast Du es nachgerechnet ? Das Problem ist vor allem, dass sich die so langsam vor dem Sternenhintergrund bewegen. Auch wenn da ein besonders heller Planetoid dabei wäre, so würde man ihn für einen schwachen Hintergrundstern halten.

Aber vielleicht findet man ja durch Berechnungen einen Planeten - siehe Neptun, der wurde zuerst berechnet und dann gefunden.
Na ja, meines Wissens waren da beim Neptun auch einige Zufälle dabei ... - ich müsste mich mit diesem Thema mal eingehender beschäftigen, ob das nur eine Ente von Anti's ist oder ob da was dran ist.

Vielleicht ist ja die Teleskoptechnik in 10 oder 15 Jahren so weit, auch lichtschwache Objekte in der Oortschen Wolke zu finden.
Wie gesagt, im Perihel sind die viel näher: die beiden am weitesten draussen liegenden Perihelia liegen bei 80 AE, das ist weniger als dreifacher Neptunabstand. Das sind die Perihelia der Sedna und der 2012 VP113.

Allerdings kann es sein, dass man sich gedulden muss, bis die das nächste Mal wieder ihr Perihel erreichen.


Freundliche Grüsse, Ralf
 
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ralfkannenberg

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wenn man sehr weit draussen einen Eis-Planetoiden mit 400 km Durchmesser finden würde, der auf seiner Bahn alleine ist und eine geringe Exzentrizität aufweist, so würde er die Planetendefinition erfüllen.
Hallo zusammen,

die Exzentrizität ist kein Planetenkriterium. Mit der hinreichend kleinen Exzentrizität möchte ich bei diesem Gegenbeispiel lediglich sicherstellen, dass der hypothetische Körper nicht in den Einflussbereich eines massereicheren aber hochexzentrisch umlaufenden Zwergplaneten wie der Eris oder der Sedna gelangt.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Ranseier

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Hab grad diese Informationen gefunden. Ein Aphel von 2.500 AE und eine Umlaufzeit von 44.000 Jahren. Also wenn da draußen so viele kleine Körper rumschwirren, dann könnte das tatsächlich ein Anhaltspunkt sein, dass sich da ein noch größerer, bisher nicht entdeckter Himmelskörper rumtreibt. Irgendetwas muss diese Kleinplaneten ja auf ihrer Bahn halten. Es ist nur die Frage: Wie groß ist der Himmelskörper, in welcher Distanz, und welche Kategorie (Planet, Zwergplanet oder andere), und wo treibt er sich rum? Aber wie gesagt, mit der herkömmlichen Technik ist ein solcher lichtschwacher Himmelskörper nicht zu entdecken.

Bei Wikipedia gibt es einen Artikel über einen hypothetischen Himmelskörper in unserem Sonnensystem, Tyche.
 
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ralfkannenberg

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Hab grad diese Informationen gefunden. Ein Aphel von 2.500 AE und eine Umlaufzeit von 44.000 Jahren.
Hallo zusammen,

dieser Wikipedia-Artikel ist falsch: bei einem Perihel von 8.3 AE ist das ganz sicher kein Inner Oort Cloud Object. Inner Oort Cloud Objekte sind solche, die eine beträchtliche Exzentrizität aufweisen und ein Perihel von über ~ 43 AE.

Bis 46 AE finden sich aber auch noch klassische TNO's, also solche mit sehr geringer Exzentrizität, die sind natürlich auch keine Inner Oort Cloud-Objekte.

2013 BL76 jedenfalls ist ein gewöhnliches Scattered Disk Objekt des Kuipergürtels, welches eben aus irgendeinem Grunde eine hochexzentrische Umlaufbahn hat.

Wobei diese Wortwahl "Inner Oort Cloud Objekt" sehr irreführend ist, denn die Kometen der Oort'schen Wolke mit Perihelia beim Jupiter oder Saturn wären dann eigentlich auch "nur" gewöhnliche Scattered Disk Objekte des Kuipergürtels.


Mit der Wortwahl "Inner Oort Cloud-Objekt" will man eigentlich nur andeuten, dass es sich bei ihnen um eine Population von Planetoiden handelt, die sich einerseits "innerhalb" der Oortschen Wolke befinden, die aber ein Perihel haben, welches ohne eine Kraftwirkung von ausserhalb des Sonnensystems nicht erklärbar ist.

Somit gehören die Sedna und die Mini-Sedna (2012 VN113) ebenfalls dazu, sowie eine Handvoll weiterer, die im Katalog der Scattered Disk Objekte ebenfalls aufgeführt sind.

Ich versuche, mal die "klassische" Arbeit zu diesem Thema herauszufinden:

Discovery of a candidate inner Oort cloud planetoid (Michael E. Brown, Chadwick Trujillo, David Rabinowitz)

In dieser Arbeit ist neben der Sedna (2003 VB12) auch von einem Objekt des o.g. Typs die Rede, nämlich von 2000 CR105, der ein Perihel von 44 AE und eine grosse Halbachse von 227 AE hat.


Freundliche Grüsse, Ralf
 
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Herr Senf

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Irgendetwas muss diese Kleinplaneten ja auf ihrer Bahn halten. Es ist nur die Frage: Wie groß ist der Himmelskörper, in welcher Distanz, ...[/URL].
Ich versteh die "Verständnisfrage" nicht so recht, es ist doch einfach nur die Sonne, die hält die Bahnen bis in über 1 Lj Entfernung gravitativ.
Bei der Heliopause ~ 150AE ist doch nicht das "Ende" des Einflusses, die Bahnen können leichter durch nahekommende "Großkörper" gestört werden.
Grüße Senf
 

Ranseier

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Sorry, ja, die Frage war etwas missverständlich. Die Sonne hält ja die Planeten, Asteroiden und die KBOs in kreis- oder ellipsenförmigen Bahnen..aber andere Objekte, wie z.B. Kometen oder Sedna, sind in ihrem Perihel noch viel weiter weg, und im Aphel sowieso..es scheint so, als wenn da ein anderes Objekt die Objekte wieder anzieht, sonst würden Sedna & Co. irgendwann eine Bahn um die Sonne einschlagen und um sie kreisen. Wenn es nun immer noch unklar ist, skizziere ich gern etwas.
 

ralfkannenberg

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es scheint so, als wenn da ein anderes Objekt die Objekte wieder anzieht, sonst würden Sedna & Co. irgendwann eine Bahn um die Sonne einschlagen und um sie kreisen.
Hallo Ranseier,

das tun sie jetzt schon: sie haben eine Bahn um die Sonne und "kreisen" auf einer elliptischen Bahn gemäss den Kepler'schen Gesetzen um die Sonne.

Da gibt es also derzeit kein anderes Objekt, welches diese nennenswert anzieht, denn wenn es so eines gäbe, so hätte man die Abweichung zur Kepler'schen Bahn bereits bemerkt. Derzeit bewegen sich diese Himmelskörper also so, als gäbe es im Universum nur die Sonne und den Planetoiden selber; alle anderen Gravitationseinflüsse auf die Sedna & Co. sind so gering, dass sie innerhalb der Messungenuigkeit liegen und man sie also vernachlässigen kann.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

pane

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Tendenz: je grösser die Aphelia, desto kleiner die Perihelia.
Hallo Ralf,

nun das nun nicht, sonst müßten es ja eine Menge Planetoiden geben, die die Erdbahn kreuzen. Allderdings scheint es so zu sein, dass, je größer das Aphel, bzw. die große Halbachse, ist desto exentrischer wird die Bahn. Das Perihel wird damit zwar auch größer, aber bei weitem nicht so wie das Aphel. Auch ist die Bahnebene immer weniger an der Ekliptik gebunden, was das Finden auch nicht gerade leichter macht.

Ist Dir bewusst, dass die Objekte der Oort'schen Wolke hochexzentrische Planetoiden oder Kometen sind, deren sonnennächster Punkt beim Jupiter oder Saturn ist?

Soviel ich weiß, sind das aber nur die Objekte, deren Bahn irgendwann mal gestört wurde und nach innen gefallen sind. Die allermeisten Objekte der Oortschen Wolke bleibt immer sehr weit draußen.

Hast Du es nachgerechnet ? Das Problem ist vor allem, dass sich die so langsam vor dem Sternenhintergrund bewegen. Auch wenn da ein besonders heller Planetoid dabei wäre, so würde man ihn für einen schwachen Hintergrundstern halten.

Ist, soviel ich weiß, auch schon Uranus und Neptun passiert.

Das sind die Perihelia der Sedna und der 2012 VP113.

Und beide befinden sich in deren Nähe. Wenn sie sich in der Nähe ihrer Aphelia befänden, hätte man sie sicher nicht gefunden. Daraus kann man schließen, dass es noch viele unbekante Objekte dieser Größe gibt.

... hochexzentrisch umlaufenden Zwergplaneten wie der Eris oder der Sedna ...

Hochexzentrisch ist relativ. Sedna ist wirklich hochexentrisch, aber wenn ich Dich bitten würde, eine Ellipse zu zeichnen, käme da mit großer Wahrscheinlichkeit etwas exentrischers als die Erisbahn bei heraus. Wir sind nur von verwöhnt von den Bahnen der großen Planeten, die alle, auch die Merkurbahn, fast Kreisförmig sind.

Im Übrigen sind die Planetendefinitionen doch sowieso recht willkürlich. Ich bin dafür nur noch die Gasplaneten als Planeten gelten zu lassen, das ist eindeutig, und der Rest sind doch so wie so nur unbedeutende Schrotthaufen, für die sich niemand wirklich interessiert. ;)

mit freundlichen Grüßen
pane
 

galileo2609

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Hallo Herr Senf, hallo Ralf,
Ich versteh die "Verständnisfrage" nicht so recht, es ist doch einfach nur die Sonne, die hält die Bahnen bis in über 1 Lj Entfernung gravitativ.

..es scheint so, als wenn da ein anderes Objekt die Objekte wieder anzieht, sonst würden Sedna & Co. irgendwann eine Bahn um die Sonne einschlagen und um sie kreisen. Wenn es nun immer noch unklar ist, skizziere ich gern etwas.
das tun sie jetzt schon: sie haben eine Bahn um die Sonne und "kreisen" auf einer elliptischen Bahn gemäss den Kepler'schen Gesetzen um die Sonne.
vielleicht liegt das Missverständnis einfach in solchen Wortbildern begründet:
Ist Dir bewusst, dass die Objekte der Oort'schen Wolke hochexzentrische Planetoiden oder Kometen sind, deren sonnennächster Punkt beim Jupiter oder Saturn ist ? Die meiste Zeit ihrer Umlaufbahn befinden die sich einfach sehr weit draussen.
In populärwissenschaftlichen Darstellungen des Sonnensystems werden die Planeten ja gerne linear an der Seite der Sonne aufgereiht. Dass Aphel und Perihel natürlich Punkte einer Umlaufbahn mit dem (exzentrischen) Zentrum Sonne sind, mag daher vielleicht hin und wieder untergehen.

Ich habe Ranseiers Posts so interpretiert, dass er womöglich die Vorstellung hat, die Umlaufbahnen dieser Objekte wären in der linearen Darstellung des Sonnnensystems ausschliesslich einachsig zwischen Jupiter/Saturn und dann ganz weit draussen gelagert. Dann natürlich mit einem alternativen Gravitationszentrum als der Sonne.

Grüsse galileo2609
 
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