Orbit von Proxima Centauri bestimmt

[UMa]

Hallo zusammen,

Proxima Centauri ist ein Stern nahe dem Alpha Centauri A+B, mit nahe zu gleicher Eigenbewegung. Obwohl die apriori Wahrscheinlichkeit, dass es sich um ein Dreifachsystem handelt sehr hoch ist, hat es immer wieder (m.M.n unberechtigterweise) Spekulationen gegeben Proxima Centauri wäre gar nicht gebunden. Dazu hat die eher größere Streuung der absoluten Radialgeschwindigkeitsmessungen im 20. Jh. beigetragen (obwohl sie konsistent mit einem Orbit waren).

Nun wurde der Orbit von Proxima Centauri um Alpha Centauri A+B erstmals genauer bestimmt
https://arxiv.org/abs/1611.03495
a=9100 AE, e=0,42, P=590000 Jahre, genauere Zahlen im Preprint

Abgesehen davon gibt es auch noch eine genauere Bestimmung des Orbits und der Radien von Alpha Centauri A und B
https://arxiv.org/abs/1610.06079
https://arxiv.org/abs/1610.06185

Grüße UMa

PS: Die Orbits solcher Sterne könnte man dazu benutzen, um zwischen modifizierter Gravitation und dunkler Materie zu unterscheiden, da sie genügend weit entfernt sind. Gäbe es nur Kreisbahnen, wäre es jetzt schon möglich. So müsste man aber entweder warten, bis Proxima ein ordentlichen Teil seines Orbits zurückgelegt hat (wieviel reicht, müsste man ausrechnen) oder man müsste viele solches Systeme untersuchen, um Abweichungen zu den Keplergesetzen statistisch feststellen zu können.

[Bynaus]

Spannend, danke! Ich wollte schon sagen, huch, 500 m/s aus dem Gravitational Redshift, und dann wissen sie gar nicht, wie gross Proxima wirklich ist - aber zum Glück haben das die Autoren später gleich selbst geklärt - egal welchen Radius man nimmt für Proxima, der Stern ist in beide Fällen klar gebunden (mit über 4 sigma). Schön!

Was die modifizierten Gravitationstheorien angeht: die würden ja erfordern, dass Proxima zumindest teilweise auch von einem modifizierten Gravitationsterm gehalten wird - das heisst, die Bahn müsste in so einem Fall exzentrischer sein als die Newtonsche Lösung allein vermuten lässt. Das heisst, Proxima würde tiefer ins System eintauchen und auch weiter rausgetragen werden. Nur dumm, dass sich der Stern so weit draussen nur sehr langsam bewegt, so dass es bis auf weiteres wohl keine Antwort auf diese Frage geben wird...

[UMa]

Hallo Bynaus,

die Beschleunigung von Proxima wäre bei Newton etwa 2,3 mm/s/Jahr und bei modifizierter Gravitation 2,4 (2 bis 3) mal größer. Eine derartige Drift gegenüber anderen RV Veränderungen Messen zu können dürfte auch noch in den nächsten Jahrzehnten nicht gelingen. Allerdings wären die Umlaufgeschwindigkeiten bei modifizierter Gravitation höher, so um den Faktor 1,5. Wenn wir also genügend Systeme mit der selben Genauigkeit vermessen und diese Abweichung feststellen (oder zu viele Systeme die über der Newtonschen Fluchtgeschwindigkeit liegen, als dass sich dass durch Messfehler oder vorbeifliegende Sterne erklären lässt). Vielleicht reicht schon der projizierte Abstand und die relative RV (korrigiert um grav. Rot und konv. Blauverschiebung) bei einigen solcher Systems aus?!

Grüße UMa

PS: Der äußerste Neptunmond reicht nicht, 9mal zu schnell.

[Nathan5111]

Hallo UMa,

ich habe lange über Deinen Satz

PS: Die Orbits solcher Sterne könnte man dazu benutzen, um zwischen modifizierter Gravitation und dunkler Materie zu unterscheiden, da sie genügend weit entfernt sind.

nachgedacht

Es erschließt sich mir nicht, was in einem weit entfernten, fast unbekannten, System besser berechenbar wäre als im eigenen, recht wohl bekannten, Sonnensystem.

Bitte hilf mir auf die Sprünge.

Der äußerste Neptunmond reicht nicht, 9mal zu schnell.

Wir haben hier auch noch den Pluto und seine Umgebung sowie die Brocken ganz weit draußen.

Ratlos
Nathan

[Nathan5111]

Dieser Artikel weist wohl in diese Richtung.

Interessant daraus folgender Satz:

Die von den Forschern untersuchten Galaxien unterschieden sich bis zu einem Faktor 10.000 in der Masse der Galaxienscheiben und bis zu einem Faktor 1000 in der Scheibendichte.

[UMa]

Hallo Nathan,

kurze Antwort: die Gravitation muss hinreichend schwach sein, damit sich Unterschiede zwischen modifizierter Gravitation und Newtonscher Gravitation bemerkbar machen. Proxima Centauri ist genügend weit von Alpha Centauri weg, um in dem Bereich zu sein in dem sich ein erheblicher Unterschied ergeben würde. Objekte im Sonnensystem müssten ein paar Tausend AE von der Sonne entfernt sein. Allenfalls Kometen kämen in Frage.

lange Antwort: kommt, wenn ich mehr Zeit habe.

Grüße UMa

[Bynaus]

Die Gravitationsbeschleunigung muss im Bereich ca. 10-10 m/s2 sein, damit exotische Graviationstheorien von Belang werden.

[pane]

Es gibt doch schon eine Menge Bilder, wie die dunkle Materie in der Galaxie oder auch in fremden Galaxien verteilt sein müssten. Wenn nun aber dunkle Materie nicht existiert, dafür aber eine andere Gravitationstheorie, so sind diese Bilder falsch. Das ist natürlich kein Problem, und es kann so sein. Aber in diesen Bilder ist die dunkle Materie recht unsymmetrisch verteilt. Um dies mit einer anderen Gravitationstheorie zu erklären, dürfte sie nicht isotrop sein. Was natürlich auch sein kann, aber doch recht ungewöhnlich ist.

Mit freundlichen Grüssen
pane

[UMa]

Hallo Nathan,

jetzt kommt die längere Version.

Siehe
https://en.wikipedia.org/wiki/MOND
Bei der Modifizierten Gravitation gibt eine charakteristische Beschleunigung a0~1 bis 4 *10^-10 m/s² und eine Interpolationsfunktion µ, die außer in den beiden Grenzfällen unbekannt ist.

Ob es nennenswerte Abweichungen von der Newtonschen Gravitation gibt, hängt für Beschleunigungen >a0 von der Funktion µ ab.
Würde man solche Abweichungen finden, wäre das natürlich ein starker Hinweis für eine Modifizierten Gravitation.
Das halte ich aber für unwahrscheinlich.

Will man aber die modifizierte Gravitation widerlegen, muss man in einem Bereich prüfen, in dem nach Newton die Beschleunigung kleiner als a0 wäre. Sonst könnte man einfach eine andere Interpolationsfunktion µ wählen.

Im Sonnensystem sind keine Körper bekannt, die soweit draußen sind.
Doppelsternsysteme mit Abständen über ein paar Tausend AE (abhängig von a0 und der Masse) bieten aber prinzipiell die Möglichkeit in diesem Bereich zu testen. Abweichungen von Keplerschen Gesetzen, eine zu hohe Bahngeschwindigkeit bzw. scheinbare Gesamtmasse wären ein Hinweis auf eine modifizierte Gravitation. Kann man die zu erwartenden Abweichungen ausschließen, wäre eine modifizierte Gravitation, die stark genug von Newton abweicht, um die Rotationskurven der Galaxien ohne dunkle Materie zu erklären, widerlegt.


Grüße UMa

[Nathan5111]

Halo UMa,

jetzt kommt die längere Version.

Dafür vielen Dank!

Diesen Link

https://en.wikipedia.org/wiki/MOND

kannte ich natürlich, habe ihn jedoch wegen seiner Länge immer nur quer gelesen und mich stattdessen mit dem deutschen Pendant zufrieden gegeben. Vielleicht hilft mir der neue Google-Translator.

Bei der Modifizierten Gravitation gibt eine charakteristische Beschleunigung a0~1 bis 4 *10^-10 m/s² und eine Interpolationsfunktion µ, die außer in den beiden Grenzfällen unbekannt ist.
Ob es nennenswerte Abweichungen von der Newtonschen Gravitation gibt, hängt für Beschleunigungen >a0 von der Funktion µ ab. Würde man solche Abweichungen finden, wäre das natürlich ein starker Hinweis für eine Modifizierten Gravitation.

Merken wir uns die Größenordnung 10^-10 m/s².

Das halte ich aber für unwahrscheinlich.

Bauchgefühl; meines tendiert minimal in die andere Richtung, ist aber ebenfalls nur ein Bauchgefühl.

Will man aber die modifizierte Gravitation widerlegen, muss man in einem Bereich prüfen, in dem nach Newton die Beschleunigung kleiner als a0 wäre. Sonst könnte man einfach eine andere Interpolationsfunktion µ wählen.

Diese Interpolationsfunktion µ hatte ich irgendwie nie so richtig auf dem Schirm.
{OT} Bei einem 'Rentenfondssparvertrag' ist mir vor gut 15 Jahren mal so eine Funktion begegnet, sie müsste sich irgendwie noch finden lassen, sind ja nur ein paar-zig GB zu durchsuchen. {/OT}

Im Sonnensystem sind keine Körper bekannt, die soweit draußen sind.

D'acc!

Doppelsternsysteme mit Abständen über ein paar Tausend AE (abhängig von a0 und der Masse) bieten aber prinzipiell die Möglichkeit in diesem Bereich zu testen. Abweichungen von Keplerschen Gesetzen, eine zu hohe Bahngeschwindigkeit bzw. scheinbare Gesamtmasse wären ein Hinweis auf eine modifizierte Gravitation.

Ich denke, hier muss man noch sehr, sehr viel präziser werden.

Kann man die zu erwartenden Abweichungen ausschließen, wäre eine modifizierte Gravitation, die stark genug von Newton abweicht, um die Rotationskurven der Galaxien ohne dunkle Materie zu erklären, widerlegt.

Hast Du Dir den von mir in #5 angesprochenen Artikel mal angesehen?

Entspricht das Diagramm darin nicht exakt 'Deinen' Bedingungen?

Ich kann jedoch nicht beurteilen, ob diese Darstellung eine 'in ein Diagramm gegossene Wunschvorstellung' ist.

Noch einmal Danke
Nathan