Frage zum Perihel eines Körpers im Sonnensystem

ralfkannenberg

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Hallo zusammen,

ich habe eine physikalische Frage zu den Perihelia der Planeten/Planetoiden/Kometen unseres Sonnensystems.

Wenn man sich die Datenlage der TNO und SDO anschaut, so reichen die Perihelia bis rund 45 AE hinaus, wobei die meisten der weiten Perihelia klassische TNO sind, also mit geringer Exzentrizität. Dann gibt es noch einige wenige mit hoher Exzentrizität, die man der Inner Oort Cloud zurechnet sowie (von innen nach aussen) die "Buffy" (2004 XR190), Sedna und nun neu "Biden" (2012 VP113).

Ich habe mal irgendwo gelesen/gehört, dass man bei einer Störung erwarten würde, dass der Himmelskörper zwar im Gravitationsfeld "hinaufgehoben" wird, aber hinterher, also wenn die Störung vorbei ist, wieder ungefähr auf sein früheres Perihel zurückfällt und als Erinnerung an die Störung eine erhöhte Exzentrizität zurückbehält.

Jetzt also meine Frage: stimmt das, oder stimmt das so ungefähr unter gewissen Annahmen, oder ist das komplett falsch ? - Der Umstand, dass man mittlerweile 3 Körper unseres Sonnensystems kennt, deren perihelia deutlich über den ~45 AE liegen, spricht ja eher für die 3.Variante.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Ich

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Wenn du irgendwo im sphärischen Potentialfeld mit irgendeiner Geschwindigkeit losfliegst, ohne es zu verlassen, dann kehrst du irgendwann wieder an deinen Ausgangspunkt zurück. Das heißt, durch Davonschleudern alleine kannst du ein Objekt nicht auf eine höhere Bahn bringen, weil es wieder zurückkommen wird.
 

Herr Senf

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Nach Bauchgefühl geht das nur als Mehrkörperproblem über die Chaos-Theorie zu erklären. Das Doppelpendel hat man so leidlich verstanden, beim Dreifachpendel ist man am vagen Anfang. Ebenso scheint es beim "Keplerproblem" zu sein, das man mit Poincareschnitten veranschaulicht.
Wie ich es verstehe, ändern sich die Bahnen zwar laufend, kehren aber immer wieder in bestimmte Muster zurück.
 

Bynaus

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Die grosse Halbachse ist ein Mass für die Bahnenergie - die ändert sich, dank der Energieerhaltung, bei Störungen eigentlich kaum. Was sich ändert, ist die Exzentrizität und die Bahnneigung. Wenn ein Objekt von einem anderen gravitativ gestört wird, so ändert sich dessen Bahn von kreisrund und flach zu exzentrisch und geneigt - und wieder zurück (und dann wieder von vorn). Dieses Phänomen nennt man Kozai-Resonanz. Insofern ist es richtig, dass der Perihel sich ändert, denn er ist das Produkt von konstanter Halbachse und variierender Exzentrizität.

Nur wenn tatsächlich eine Energieübertragung stattfindet (ein "Kick") kann das von dir beschriebene Szenario zutreffen. Gleicher Perihel, aber höhere Exzentrizität heisst nämlich nichts anderes als eine grössere Halbachse, also höhere Bahnenergie.

Wenn man nun ein Objekt findet, das eine grosse Halbachse >30 AU hat, aber einen Perihel von ~30 AU, dann ist das kein grosses Problem: hier hat wohl eine Energieübertragung von Neptun auf das Objekt stattgefunden - das erklärt die grosse Halbachse. Aber eine grosse Halbachse >>30 AU, und einen Perihel >30 AU, das kann man so nicht erklären (weil das Objekt dann von Neptun dynamisch "entkoppelt" ist). Dafür braucht es einen weiteren Körper. Das kann ein vorbeiziehender Stern sein, oder ein weit entfernter Planet.
 
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