In der Himmelsmechanik ist es erstmal nicht allzu kompliziert, die grundlegenden Eigenschaften eines Modells zu bestimmen (obwohl es natürlich trotzdem jede Menge Fallstricke gibt). Die Himmelskörper sind einfach nur Punkt die eine gewisse Masse haben und sie wechselwirken rein gravitativ miteinander. Für die allermeisten Probleme ist dieser Ansatz völlig ausreichend und liefert ausreichend genaue Resultate. Manchmal will man aber spezielle Probleme lösen und muss das Modell exakter an die Realität anpassen. Dann muss man zum Beispiel berücksichtigen, dass die Planeten eben keine Punkte sind, sondern ausgedehnte Körper die nicht exakt kugelförmig sind. Man muss zum Beispiel die Einsteinschen Gravitationsformeln verwenden anstatt die des guten alten Newton. Oder man muss einige der sogenannten “nichtgravitativen Kräfte” berücksichtigen. Denn wenn man es genau nimmt, dann wird die Bewegung der Himmelskörper nicht nur allein von der Gravitation bestimmt. Eine der Kräfte, die hier in gewissen Fällen eine Rolle spielt entsteht aus dem Jarkowski-Effekt.

Überlegt hat sich die ganze Geschichte der russische Ingenieur Iwan Ossipowitsch Jarkowski und zwar schon im Jahr 1900. Ohne den bekannten Astronomen Ernst Öpik, der seine völlig unbeachtete Arbeit ein Jahrzehnt später wieder ausgegraben hatte wüssten wir aber wahrscheinlich nichts davon.

Jarkwoski hat untersucht, was eigentlich genau passiert, wenn die Sonne einen kleinen Himmelskörper – zum Beispiel einen Asteroiden – anstrahlt. Die Seite die der Sonne zugewandt ist, wird dadurch aufgeheizt. Die Rotation des Asteroiden dreht diese warme Seite natürlich irgendwann von der Sonne weg und sie kühlt wieder aus. Die “Nachmittagsseite” ist also immer wärmer als die “Vormittagsseite”. Die kommt ja gerade erst aus der Dunkelheit herüber rotiert wo sie die ganze Nacht Zeit hatte, auszukühlen. Die Wärme wird jetzt natürlich auch wieder abgestrahlt. Je wärmer etwas ist, desto mehr elektromagnetische Strahlung (Wärme ist ja Infrarotstrahlung) gibt sie ab. Das heisst, dass auch die Nachmittagsseite stärker strahlt als die Vormittagsseite. Wenn ein Körper elektromagentische Strahlung abgibt, dann entsteht dabei immer auch eine Kraft. Man kann das in gewissen Sinne als den “Rückstoss” betrachten, den die abgestrahlten Photonen erzeugen. Da dieser Rückstoss nun aber asymmetrisch ist, entsteht insgesamt eine Kraft, die von der Nachmittagsseite weg zeigt. Wenn der Asteroid in die Richtung rotiert, in die er sich auch um die Sonne bewegt (man nennt das “prograde Bewegung”), dann ist diese Kraft in seine Bewegungsrichtung gerichtet und der Asteroid wird nach außen gedrückt. Rotiert er gegen die Umlaufrichtung (retrograde Bewegung), dann zeigt die Jarkowski-Kraft gegen die Bewegungsrichtung und der Asteroid bewegt sich nach innen.

Den prograden Fall hab ich hier nochmal aufgezeichnet (natürlich nicht maßstabsgetreu):

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Der Effekt ist natürlich winzig. Bei großen Himmelskörpern wie den Planeten ist er komplett vernachlässigbar und hat keinerlei beobachtbare oder messbare Auswirkungen. Auch bei Monden, Zwergplaneten oder großen Asteroiden merkt man kaum etwas. Der Jarkowski-Effekt spielt nur dann eine Rolle wenn man kleine Asteroiden betrachtet und auch dann macht er sich nur bei sehr langen Zeiträumen bemerkbar. Das erste Mal konkret beobachten konnte man ihn beim Asteroiden Golevka. Der ist klein, nur etwa 600 mal 1400 Meter groß. Er ist auch nicht allzu weit von der Erde weg, so daß man Radarmessungen benutzen konnte, um seine Form und seinen Abstand von der Erde exakt zu bestimmen. Mit der Auswertung von Messdaten die zwischen 1991 und 2003 gemacht wurden gelang es dann auch die Abweichung zu messen, die durch den Jarkowski-Effekt hervorgerufen wurde. Golevka war etwa 3.7 Meter von der Stelle entfernt, an der sich der Asteroid eigentlich befinden sollte. Ok, das ist wirklich eine winzige Abweichung und enstpricht einer wirkenden Beschleunigung von 10-10 m/s². Aber auch Kleinvieh macht Mist und über lange Zeiträume kann das eine Rolle spielen.

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Der Asteroid Golevka (Bild: JPL)

Der Jarkowski-Effekt kann beispielsweise dazu führen, dass ein Asteroid, der eigentlich auf einer sehr stabilen Bahn wäre, diese langsam aber sicher verändert und dann beispielsweise mit einem anderen Asteroiden kollidiert (oder gar einem Planeten). Er kann durch die Jarkowski-Kraft in eine Resonanz geschoben werden und dann ganz wo anders landen. Will man die Langzeitdynamik der Asteroiden verstehen und herausfinden, wie die verschiedenen Gruppen von Asteroiden zusammenhängen – zum Beispiel wieviele Asteroiden im Laufe der Zeit aus dem Hauptgürtel hinter der Marsbahn in die Nähe der Erde kommen können – dann muss man dafür auch den Jarkowski-Effekt berücksichtigen!

Und vielleicht können wir diesen Effekt auch einmal nutzen, um unsere Erde vor einer großen Katastrophe zu schützen. Denn sollten wir einmal einen Asteroiden auf Kollisionskurs entdecken – und sollten wir genug Zeit zur Verfügung haben: dann könnten wir zum Beispiel den Jarkowski-Effekt auf diesem Asteroiden künstlich verstärken. Wir könnten eine Seite weiß anmalen und die andere schwarz um so die asymmetrische Abstrahlung zu maximieren. Die Jarkowski-Kraft wird dann immer noch klein sein. Aber wenn genug Zeit vergeht, dann reicht sie vielleicht aus, um den Asteroiden von seinem Kollisionskurs abzubringen!


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Kommentare (40)

  1. #1 Bullet
    18. Mai 2011

    Hmmm …

    Ok, das ist wirklich eine winzige Abweichung und enstpricht einer wirkenden Beschleunigung von 10^-10 m/s².

    Und wie es der Zufall so will, ist das genau die Größenordnung der Pioneer-Anomalie, über die du gerade erst geschrieben hattest. Warum taucht der Jarkowski-Effekt eigentlich nicht als Name in den Arbeiten über die PA auf?
    Desweiteren war doch die gezielte Ausnutzung dieses Effektes eine Überlegung, wie man die brisanteren NEAs von unserem erstaunlicherweise noch immer in Teilen so schönen Heimatplaneten fernhält, wenn ich mich korrekt erinnere, oder?

  2. #2 Florian Freistetter
    18. Mai 2011

    @Bullet: “Warum taucht der Jarkowski-Effekt eigentlich nicht als Name in den Arbeiten über die PA auf?”

    Hmm – rotieren die Raumsonden denn?

    “Desweiteren war doch die gezielte Ausnutzung dieses Effektes eine Überlegung, wie man die brisanteren NEAs von unserem erstaunlicherweise noch immer in Teilen so schönen Heimatplaneten fernhält, wenn ich mich korrekt erinnere, oder? “

    Ah, ja – das war der Absatz, den ich vergessen hatte 😉

  3. #3 Jörg Reiher
    18. Mai 2011

    Spannend – wie so viele Deiner Posts – Thx!

    Ich muss nur kurz mein Erstaunen dem Tippfehler “Jarkwoski hat untersicht” gegenüber zum Ausdruck bringen:
    Normalerweise liest man ja schnell über die meisten Vertipperle hinweg – vermutlich sogar ohne die Fehler wahrzunehmen.
    Hier allerdings zeigt das dem u so nahestehende i, dass es (wenigstens mich) ganz schön verwirren kann, vermutlich durch
    1. den Wandel eines langen Vokals untersuuuuuuucht zur …sicht
    2. den Wandel des “Schweizer” Konsonanten “ch” der Untersuchung in die weiche Sicht-Variante.
    3. die Tatsache, dass durch den Vokalwandel ein offensichtlich gültiges Wort enstand.

    Wie auch immer, lese auf jeden Fall gerne Deine Beiträge,
    lg Joey

  4. #4 Marek
    18. Mai 2011

    @Florian: Müssen Raumsonden nicht rotieren um nicht zu überhitzen? Zumindest gilt das laut dieser Seite http://www.bernd-leitenberger.de/aufbau-der-satelliten.shtml
    für Satelliten.

  5. #5 Manea-K
    18. Mai 2011

    Spannendes Thema. Danke fuer den schoenen Artikel.

  6. #6 Thomas R.
    18. Mai 2011

    Vielleicht verstehe ich da ja etwas falsch, aber:

    Ist das “Anmalen” des Himmelskörpers nicht zwecklos, weil sich die Farbe mitdreht? Es wäre natürlich hilfreich, wenn die eine Seite immer hell und die andere immer dunkel bemalt wäre, aber sollte sich dieser Effekt durch die Drehung nicht im Mittel wieder aufheben?

  7. #7 Bullet
    18. Mai 2011

    @Thomas R. :
    Hö? Es steht doch im Artikel, warum dieser Effekt sich eben nicht im Mittel aufhebt.

  8. #8 AndreasM
    18. Mai 2011

    @Bullet: Die Verschiebung der Wärmeverteilung dreht sich ja nicht mit. Farbe dagegen würde sich mitdrehen. In Ost-West-Richtung asymmetrische Farbverteilung würde sich also wahrscheinlich herausmitteln. In Nord-Süd-Richtung asymmetrische Farbverteilung dagegen nicht.
    Was man auch machen könnte, ist, den ganzen Planeten anzumalen, um den Effekt zu verstärken oder wärmeleitende bzw. nichtleitende Materialien auf die Oberfläche aufbringen, um den Grad der Verschiebung zu verändern.

  9. #9 Philip
    18. Mai 2011

    “Dann muss man zum Beispiel berücksichtigen, dass die Planeten eben keine Punkte sind, sondern ausgedehnte Körper die nicht exakt kugelförmig sind”

    Genau! Newton hat damals bewiesen, dass man kugelförmige gleichmäßig dichte Körper als Punkte behandeln darf, aber in der Realität sind halt Planeten nicht rund und Asteroiden nicht gleichmäßig dicht.

    So ganz verstehe ich aber auch nicht, warum eine Seite schwarz und eine weiß besser sein soll als alles schwarz (verstärkt den Effekt) oder alles weiß (reduziert den Effekt). Stehe ich da auf dem Schlauch? Wenn die Drehung so langsam ist, dann wäre das doch eher ein “ganz normales” Sonnensegel und nicht der Jarkowski-Effekt, oder?

  10. #10 Bullet
    18. Mai 2011

    @AndreasM: nee, ‘n Denkfehler. (Das geht dann auch an Phillip, wie ich gerade sehe…)
    – bei gleichmäßiger Färbung gibt es den Effekt. Soweit d’accord?
    – bei ungleichmäßiger Färbung wird die schwarze Fläche wärmer (oder schneller warm) als die weiße, was bedeutet, daß die Abstrahlungsleistung der schwarzen Fläche in der “Nacht” stärker ist als die der weißen, wenn die auf die Nachtseite gedreht wird, aber gleichzeitig die Reflektionsleistung der ausgepowerten kalten schwarzen Fläche am “Morgen” geringer ist als die der weißen Seite. Sprich: die schwarze Seite reflektiert weniger morgens (geringerer Rückstoß durch Reflektion) und drückt stärker abends und nachts – also genau in dieselbe Richtung wie morgens und mittags die Negativsumme der Reflektion. Oder auch: morgens & mittags saugen, abends und nachts pusten.

  11. #11 Basilius
    18. Mai 2011

    @Marek
    Satelliten sind aber keine Raumsonden. Hier gelten andere Anforderungen an die Lagestabilität, zu welcher die Eigenrotation genutzt wird. Einen Orbit gibt es hier nicht, den man exakt halten muss. Außerdem sind Raumsonden u.U. auch viel weiter von der Sonne entfernt (oder viel näher). Bei den Pioneer Raumsonden ist das wohl der Fall. Wiewohl ich nicht weiß, ob diese nun rotieren, oder nicht.
    Äh…Moment mal…steht doch sogar im Wiki drin:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Pioneer_10#Flugsteuerung

    Die Stabilität der Sonde wird durch eine Eigenrotation von etwa 4 bis 5 Umdrehungen pro Minute gewährleistet, wobei die Rotationsgeschwindigkeit mit der Zeit sank.

    Und sie rotiert(en) also doch!
    ^_^
    Dann wäre der Jarkowski-Effekt aber auf jeden Fall mit einzubeziehen, wie Bullet bemerkte.
    Und nu?

  12. #12 Stefan
    18. Mai 2011

    Und nu schaut euch mal die Rotationsachse der Pioneer-Sonden an 😉

    Die zeigt nämlich (in etwa) zur Sonne. Daher ist dieser Effekt bei den Raumsonden nicht vorhanden, es wird immer die gleiche Seite der Sonne zugewandt

  13. #13 Roland
    18. Mai 2011

    Kommt darauf an, um welche Achse die Sonde rotiert. Wenn die Drehachse exakt in Flugrichtung liegt, wird wohl kein Effekt auftreten.

  14. #14 Bullet
    18. Mai 2011

    @Stefan:

    Und nu schaut euch mal die Rotationsachse der Pioneer-Sonden an 😉

    Das war schon klar. Immerhin muß ja die Antenne ruhig gehalten werden. Und das geht bei Rotation nur, wenn ihre Achse exakt mit der Rotationsachse zusammenfällt. Was dabei aber nicht achsensymmetrisch ist, ist die thermische Abstrahlung der Radionuklidbatterie. Wenn die z.B. in eine Richtung zeigt, die nur wenig von der Bewegungsrichtung abweicht (laß mich raten… nicht mehr als 15° oder so), dann ergibt sich im Mittel eine Beschleunigung entgegen der Flugbahn. aber gut, in diesem Fall wäre der Jarkowski-Effekt höchstens verwandt mit dieser… äh… Bremsstrahlung. ^^ Immerhin ist es kiene Synchronisationsstrahlung. 🙂

  15. #15 stl
    18. Mai 2011

    @FF
    Guter Artikel, nur Morgen- und Nachmittagsseite haben mich verwirrt. Deshalb gleich zweimal Danke an Bullet – jetzt habe ich es verstanden, auch weshalb von Morgen und Abend usw. gesprochen wird. (War ich langsam …)

  16. #16 buch
    18. Mai 2011

    Asteroiden anmalen, erinnert mich an einen alten Witz:

    Ein amerikanischer Astronaut vom Mond:
    “Die Russen malen den Mond rot an, was sollen wir tun?”
    Darauf Houston:
    “Weitere Instruktionen abwarten!”
    Zwölf Stunden später.
    Astronaut:
    “Houston, die Russen sind fertig, der Mond ist rot!”
    Houston:
    “Gut, dann nehmt jetzt weiße Farbe und malt ‘Coca Cola’ drauf!”

  17. #17 Nairolf
    18. Mai 2011

    Wir könnten eine Seite weiß anmalen und die andere schwarz

    Und wer zahlt die Farbe ?
    Ich meine der Asteroid wird gesprengt und die Bombe wird mit den
    Fernsehrechten finanziert.

  18. #18 AndreasM
    18. Mai 2011

    @Bullet: Ich schliesse nicht aus, das ich da irgendwo noch einen Denkfehler drin habe.
    Was aber erreiche ich dadurch, eine Seite weiss zu streichen anstatt beide schwarz? Natürlich bewirkt, wie du beschreibst, eine schwarze Seite eine Verstärkung des Effekts aber beide schwarz doch dann umso mehr.

  19. #19 HaDi
    18. Mai 2011

    Müssen Raumsonden nicht rotieren um nicht zu überhitzen? Zumindest gilt das laut dieser Seite http://www.bernd-leitenberger.de/aufbau-der-satelliten.shtml

    Beim geschätzten Leitenberger steht: “Schon frühzeitig nutzte man daher den Effekt der Rotationsstabilisierung auch dazu aus, das sich so die Temperaturen angleichen”. Das bedeutet also das Problem der unterschiedlichen TEmperaturen kann durch Eigenrotation gelößt werden. Eigenrotation ist schlecht für geostationäre Satelliten, dann hätte man z.B. keinen TV-Empfang.

    Das Infrarot-Teleskop IRAS verwendete aktive Kühlung mit flüssigen Helium. Als das Helium alle war, war der SAtellit auch nicht mehr zu benutzen. Geostationäre Satelliten wie Meteosat werden oft passiv gekühlt, z.B. mit einem Sonnenschild mit Kühlkörpern, der aus sicht des SAtelliten kritische Systeme von der Sonne verdeckt.

  20. #20 HaDi
    18. Mai 2011

    Nachtrag: So lößt man das Problem beim Space-Shuttle:

    Die Arbeiten im Orbit, die sogenannten On-Orbit-Operations beginnen mit dem Öffnen der Ladebuchttore. Dies ist zwingend nötig, da auf den Innenseiten dieser Tore Radiatoren angebracht sind, die für die Kühlung des Orbiters sorgen. Können die Tore nicht geöffnet werden, muss die Mission sofort abgebrochen werden. http://de.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle#Arbeit_im_Orbit

  21. #21 V'ker
    18. Mai 2011

    Woher weiß man denn die Masse des Asteroiden?
    Wenn man sie durch dessen Umlaufbahn um die Sonne bestimmt (und hierbei nicht schon den Jarkowski-Effekt berücksichtigt), dann kann man doch hinterher keine “Abweichung” messen, oder?

  22. #22 SCHWAR_A
    19. Mai 2011

    @V’ker:
    Dazu müßte man wohl erst einen NEA finden, der ähnlich ist, aber anders herum rotiert. Dann kann man aus den jetzt gegenläufigen Abweichungen den Jarowski-Effekt für beide Objekte bestimmen.

  23. #23 V'ker
    19. Mai 2011

    Blöder Denkfehler meinerseits: Ich dachte, man müsse die Masse des Asteroiden kennen, um beurteilen zu können, wie die “richtige” Umlaufbahn aussehen müsste (und war skeptisch, dass das überhaupt geht). Aber für die Umlaufbahn spielt die Masse des Asteroiden ja gar keine Rolle (im Verhältnis zur Masse der Sonne).

    Trotzdem kann man auf die gravitationsbedingte Beschleunigung des Asteroiden doch nur kommen, indem man seine Bahndaten heranzieht. Und wenn die schon durch den Jarowski-Effekt beeinflusst sind, würde man dann doch (in Unkenntnis des Jarowski-Effektes) eine falsche gravitationsbedingte Beschleinigung herausbekommen und die Position des Asteroiden auch “falsch” vorhersagen. Man würde ihn dort aber antreffen, weil weiterhin der Jarowski-Effekt wirkt (von dem man in diesem Fall aber nichts bemerken würde).

  24. #24 Wizzy
    19. Mai 2011

    Ich kapiere nicht, warum die Jarkowski-Kraft nicht hauptsaechlich von der Sonne wegzeigt. Also warum ist der Pfeil in der Graphik nicht im Wesentlichen +y Richtung und ein wenig -x?

    Dazu kommt dann noch der Strahlungsdruck der Sonne, und alle Planeten hauen ab aus dem Sonnensystem und kehren nie wieder (der Strahlungsdruck jedenfalls macht ueber 5 Mia. y sehr wohl einen gewaltigen Unterschied, das erwarte ich a priori von der Jarkowski-Kraft auch). Also ist die Erde zweifelsfrei nur 5000 Jahre alt ^^

  25. #25 Florian Freistetter
    19. Mai 2011

    @Wizzy: “Also ist die Erde zweifelsfrei nur 5000 Jahre alt ^^”

    Ist das jetzt ernst gemeint?

    “Ich kapiere nicht, warum die Jarkowski-Kraft nicht hauptsaechlich von der Sonne wegzeigt. “

    Hier gehts nicht um die Seiten des Asteroiden die angeleuchtet werden. Sondern um die Erwärmung. Und die hängt eben stark mit der Rotation zusammen.

  26. #26 Wizzy
    26. Mai 2011

    “Hier gehts nicht um die Seiten des Asteroiden die angeleuchtet werden. Sondern um die Erwärmung. Und die hängt eben stark mit der Rotation zusammen.”

    Ok danke, jetzt verstehe ich das. Aber fuer einen Koerper wie den Merkur waere es eben eine nach aussen gerichtete Kraft. Ich nehme an, dass dies im Kraeftegleichgewicht einer Rotation bereits enthalten ist und die nicht-stabilen Koerper sind halt schon abgehauen.
    Beispiel: Der Strahlungsdruck auf die Erde ist groesser als 4.6 mikroPascal (das waere bei vollst. Absorption), also bei 1.27*10^14 m^2 Querschnittsflaeche ergibt das 5.8*10^8 N. Bei der Erdmasse von 6*10^24 kg eine Beschleunigung von rund a=10^(-16)m/s^2. Auf die Zeit von 4.5 Mrd. yr. also eine Strecke von 0.5*a*(1.4*10^17 s)^2 = 10^18 m oder rund 7*10^6 AU.
    Soweit sollte die Erde sonst mindestens weg sein, und das noch ohne Jarkowski-Kraft.
    Nun zurueck zu derselben: Da sie grob in der gleichen Groessenordnung liegt (wohl geringer, aber trotzdem…), muss sie sich wohl richtungsmaessig isotrop zur Tangentialrichtung verhalten ueber einen langen Zeitraum, oder warum sind uns nicht schon alle Asteroiden mangels Tangentialgeschwindigkeit abgestuerzt?

  27. #27 Wizzy
    26. Mai 2011

    Ergaenzung: Ok, abgestuerzt oder abgehauen, je nach Rotationsrichtung.

  28. #28 Wizzy
    26. Mai 2011

    Ergaenzung 2: Ok, der Strahlungsdruck nimmt mit 1/(R^2) ab (R Abstand zur Sonne) und die Gravitation nur mit 1/R, also: Man erreicht ein schoenes Kraftegleichgewicht.
    Aber was ist die tangentiale Gegenkraft zur Herstellung eines (neuen) Kraeftegleichgewichtes bei der Jarkowski-Kraft?

  29. #29 Bullet
    26. Mai 2011

    @wizzy:

    und die Gravitation nur mit 1/R

    Nö. 1/r².

    Der Strahlungsdruck auf die Erde ist groesser als 4.6 mikroPascal (das waere bei vollst. Absorption), also bei 1.27*10^14 m^2 Querschnittsflaeche ergibt das 5.8*10^8 N. Bei der Erdmasse von 6*10^24 kg eine Beschleunigung von rund a=10^(-16)m/s^2. Auf die Zeit von 4.5 Mrd. yr. also eine Strecke von 0.5*a*(1.4*10^17 s)^2 = 10^18 m oder rund 7*10^6 AU.
    Soweit sollte die Erde sonst mindestens weg sein

    *hust*
    Richtig. Du wirst mit *grob* 10 m /s² auf den Erdmittelpunkt beschleunigt. Und zwar 24/7. Im Alter von 20 Jahren hast du also bereits einen Weg von s = g/2 t² =
    (20 * 365 * 86400)² * 5 m zurückgelegt.
    Ergebnis:
    1989038592000000000 m = 1 989 038,592 Mrd. km = 209,37 Lichtjahre. Janz schön weit draußen…

  30. #30 Florian Freistetter
    26. Mai 2011

    @Wizzy: Sorry, ich versteh grad nicht, was das Problem ist und ich bin mir auch nicht sicher, dass man die so abschätzen kann wie du es tust. Aber das die Jarkowski-Kraft die Bahnen der Asteroiden tatsächlich verändert hab ich ja im Artikel schon geschrieben.

  31. #31 Wizzy
    26. Mai 2011

    Was ich damit dargelegt habe, ist Folgendes: Auch kleine Kraefte koennen einen grossen Unterschied machen, wenn sie z.B. konstant in positiver radialer Richtung wirken und ohne Gegenkraft waeren. Da die Jarkowski-Kraft offensichtlich immer in der gleichen Richtung wirkt, durch welche Gegenkraft wird sie kompensiert? Nach 4 Mrd. yr. muesste ein wie in der Skizze rotierender Asteroid wirklich signifikant weiter draussen sein als zuvor. Perturbationen der Bahn durch andere Himmelskoerper sind zwar viel staerker, wirken aber in mehr oder weniger zufaelliger Richtung; andererseits, vielleicht ist die Eigenrotation eines Asteroiden ueber lange Zeitraeume dadurch immer mal wieder andersherum im Vergleich zur Rotation um die Sonne, so dass die Jarkowski-Kraft nicht immer als positive Beschleunigung wirkt – das waere aber interessant.

  32. #32 Engywuck
    30. Mai 2011

    Die Jarkowski-Kraft wirkt aber gerade nicht (rein) senkrecht zur Umlaufbahn, damit wird deine Rechnung, wie weit der nun “draußen” sein müsste nicht ganz soooo einfach.

    Zudem haben Planeten im Gegensatz zu Asteroiden (im Allgemeinen) Atmosphäre (–> Temperaturausgleich) und natürlich viel höhere Masse und langsamere Rotation. Oh und intern erzeugte “Wärme”. Dadurch wird die Umrechnung “Strahlungsdruck der Sonne” nicht mehr *ganz* so simpel, wie du uns vorrechnen willst.

  33. #33 Gabriel
    30. Mai 2011

    @Pioneer-Sonden: da gibt es eine neue Erklärung, die auch etwas mit Strahlungsdruck zu tun hat, und zwar vermutet man, das die Wärmestrahlung der Plutoniumbatterie genau den Strahlungsdruck auslöst, der notwendig ist zum Ablenken der.

    (http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1103/1103.5222v1.pdf)

  34. #34 Gabriel
    30. Mai 2011

    Oh, ich seh gerade: der Flo hat das schon sehr schön aufbereitet:

    http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2011/05/die-pioneeranomalie-gelost.php
    Querlesen hilft …

  35. #35 Wizzy
    1. Juni 2011

    Ich wollte auch keineswegs eine realistische Entfernung des Koerpers angeben mit meiner Rechnung, sondern nur mit einer extrem unrealistischen Abschaetzung (die aber scheinbar andeutet, dass die Kraft selbst bei einer realen Abnahme um viele Groessenordnungen in enstprechend groesserer Sonnenentfernung und durch den deutlich geringeren Waermestrahlungsrueckstoss auf lange Zeit trotzdem gewaltige Auswirkungen hat) begruenden, dass unsere beobachteten, in Erdnaehe herumschwirrenden Asteroiden
    a) entweder nicht sehr alt sein koennen oder
    b) ihr Umlaufsinn in ca. 50% der Zeit retrograd zu ihrer Rotation um die Sonne ist, was die Jarkowski-Tangentialkomponente sich ausmitteln liesse (geht das mit Drehimpulserhaltung?)
    c) eine (ebenso kleine) Gegenkraft zur tangentialen Komponente der Jarkowski-Kraft existieren muss. Die radiale Komponente kann ja gut mit der Sonnengravitation und Fliehkraft ein Gleichgewicht bilden. Welches aber waere die tangentiale zweite Kraft? Gravitative Wechselwirkung mit anderen Himmelskoerpern? Vermutlich fuehrt dies dazu, dass deren Geschwindigkeiten sich tendentiell angleichen, also die durch die Jarkowski-Kraft positiv beschleunigten Koerper die durch die Jarkowski-Kraft negativ beschleunigten antreiben?
    Ich verweise mal auf http://www.mpg.de/544744/pressemitteilung20070308, wo gesagt wird, dass durch ein Photonen-induziertes, schwaches Drehmoment Asteroiden sogar in so schnelle Rotation geraten koennen, dass sie auseinanderbrechen. Soviel zur Groessenordnung solcher Effekte ueber laengere Zeitraeume!

    Gruesse, Wizzy

  36. #36 Jan
    30. Dezember 2011

    Hallo Florian,

    wenn meine Information richtig ist, sind Photonen masselos. Kommt dann der Lichtdruck über die elektromagnetische Kraft zustande? Bei wikipedia steht, dass das die zugeordnete Form der Wechselwirkung ist. Mir ist nicht ganz klar, wie diese Kraft bei Himmelskörpern, Sonnensegeln usw. umgesetzt wird…
    Als Elektroniker in der Solarbranche finde ich diese Thematik ungemein spannend.

    thx schon mal vorab

  37. #37 Alderamin
    30. Dezember 2011

    @Jan

    Photonen haben keine Ruhmasse, aber durchaus eine bewegte Masse. Vor allem haben sie einen Impuls h*f/c, und der gibt dem Asteroiden auf der wärmeren Seite mehr Rückstoß als auf der kälteren.

  38. #38 Erwin Fuchs
    Strasshof
    1. November 2018

    Könnte dieser Effekt auch für die “anomale” Beschleunigung von Oumamua verantwortlich sein ?

  39. #39 Erwin Fuchs
    1. November 2018

    Korr. Sollte natürlich Oumuamua (Objekt A/2017 U1) heißen

  40. #40 Florian Freistetter
    2. November 2018

    Hier scheint eher der Strahlungsdruck der Sonne verantwortlich zu sein.