SG_LogoDas ist die Transkription einer Folge meines Sternengeschichten-Podcasts. Die Folge gibt es auch als MP3-Download und YouTube-Video.

Mehr Informationen: [Podcast-Feed][iTunes][Bitlove][Facebook] [Twitter]
Über Bewertungen und Kommentare freue ich mich auf allen Kanälen.


—————————————————————————————
Sternengeschichten Folge 349: ‘Oumuamua – Der interstellare Asteroid

Am 19. Oktober 2017 hat der Astronom Robert Weryk von der Universität Hawaii einen Komet entdeckt. Das ist an sich nichts besonderes; wir entdecken hunderte neue Kleinkörper im Sonnensystem in jedem Jahr. Die Entdeckung wurde mit dem Pan-STARRS Teleskop gemacht. Das steht für “Panoramic Survey Telescope And Rapid Response System” und sein Zweck ist unter anderem genau die Suche nach Asteroiden und Kometen. Weil das neu entdeckte Objekt sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne zu befinden schien die typisch für Kometen ist, erhielt es auch den Namen der für Kometen vorgesehen ist: C/2017 U1 (PANSTARRS). “2017 U1” steht für den Zeitraum der Entdeckung, die zweite Oktoberhälfte 2017; “PANSTARRS” ist die “Person” bzw. in dem Fall das Programm mit dem er entdeckt wurde und “C” bezeichnet nicht-periodische Kometen mit einer Umlaufdauer von mehr als 200 Jahren.

So ein Felsbrocken im All sieht auf den ersten Blick nicht sehr spektakulär aus (Bild: NASA; Alan Fitzsimmons (ARC, Queen’s University Belfast), Isaac Newton Group, gemeinfrei)

Als man das Ding aber dann weiter beobachtete, stellte man fest, dass da kein Schweif ist und auch keine Staubwolke, die das Objekt umgibt. Sowas würde man bei einem echten Kometen aber unbedingt erwarten. Im Gegensatz zu Asteroiden kommen sie aus den äußeren Bereichen des Sonnensystems und enthalten deswegen auch sehr viel gefrorenes Material. Das taut bei der Annäherung an die Sonne auf, wird gasförmig und reißt jede Menge Staub von der Oberfläche mit sich. Der bildet eine Staubhülle und den Kometenschweif. In dem Fall schien es sich dann aber doch um einen Asteroid zu handeln, der kein gefrorenes flüchtiges Material enthält. Also gab man dem Objekt nun eine Bezeichnung wie sie für Asteroiden vorgesehen ist: 2017 U1, und setzte noch ein “A” vor den Namen um zu markieren, dass man es zuerst für einen Kometen gehalten hatte.

So richtig kompliziert wurde es aber erst, als man sich die Bahn des Asteroiden im Laufe der Zeit genauer ansehen konnte. Bei seiner Entdeckung war er 33 Millionen Kilometer von der Erde entfernt; 85 mal weiter als der Mond. Seine größte Annäherung an die Erde hatte der Asteroid da schon hinter sich; die fand fünf Tage vorher bei einem Abstand von 24 Millionen Kilometer statt. Aber das ist nicht das, was so bemerkenswert war. Normalerweise bewegen sich Asteroiden in annähernd der gleichen Ebene wie die Planeten. Manche von ihnen haben Bahnen die ein bisschen dazu geneigt sind. Aber dieses Objekt kam nahezu senkrecht auf die Ebene der Planeten zu! Eine Berechnung der Bahn zeigte, dass es am 9. September 2017 der Sonne am nächsten gekommen war und dabei eine Geschwindigkeit von 87,3 Kilometer pro Sekunde hatte! Das ist enorm schnell für einen Asteroid. Das ist sogar ZU schnell für einen Asteroid. Das ist so schnell, dass die Gravitationskraft der Sonne nicht ausreicht, um dieses Objekt dauerhaft in eine Umlaufbahn zu zwingen.

Und tatsächlich hat sich die Umlaufbahn bei näherer Betrachtung auch nicht als Umlaufbahn erwiesen. Die Planeten, die Asteroiden und die Kometen bewegen sich ja alle in mehr oder weniger langgestreckten Ellipsen um die Sonne. Die Form dieser Ellipsen wird durch eine Zahl beschrieben die man “Exzentrizität” nennt. Ein Kreis hat eine Exzentrizität von 0; die Bahn der Erde eine von 0,017. Je größer die Exzentrizität, desto stärker weicht die Bahn von der Kreisform ab und desto langgestreckter ist die Ellipse. Die Erde hat eine fast kreisförmige Bahn, der Planet mit der größten Exzentrizität ist Merkur mit 0,2. Bei Asteroiden und Kometen kann die Exzentrizität durchaus auch viel größere Werte erreichen. Größer als 1 kann sie aber nie werden, denn dann ist die Bahn keine elliptische Umlaufbahn mehr. Bei dem seltsamen Asteroid betrug der Wert 1,2 – was bedeutet das er keiner elliptischen Bahn UM die Sonne folgt. Sondern einer sogenannten hyperbolischen Bahn, die zwar auch um die Sonne herum führt, aber nur ein einziges Mal.

Flugbahn von ‘Oumuamua (Bild: ESO/K. Meech et al)

Oder anders gesagt: Dieser Asteroid kam von außerhalb des Sonnensystems, hat die Sonne umrundet und als wir ihn entdeckten war er gerade wieder auf dem Weg aus dem Sonnensystem hinaus. Es war ein “interstellarer Asteroid” und es war der erste den man entdeckt hatte. Es war aber schon zuvor ziemlich klar, dass es diese Objekte geben muss. Ich habe ja in den Sternengeschichten schon oft von den chaotischen Prozessen erzählt die bei der Entstehung von Planetensystemen ablaufen. Zum Beispiel in Folge 154, als es um die vagabundierenden Planeten ging, also Planeten die sich ohne an einen Stern gebunden zu sein durch die Milchstraße bewegen. Sie tun das deswegen, weil sie kurz nach ihrer Entstehung aus ihrem Planetensystem geworfen worden sind. Sie sind in der hektischen Frühphase eines Planetensystems einem anderen Himmelskörper zu nahe gekommen und durch die gravitative Wechselwirkung so stark beschleunigt worden um im interstellaren Raum zu landen. Und was einem ausgewachsenen Planeten passieren kann, kann den viel kleineren Kometen und Asteroiden natürlich ebenfalls passieren. Man kann abschätzen, wie oft so etwas passiert und wie viele solcher Asteroiden und Kometen sich zwischen den Sternen herumtreiben müssen: Knapp 200 Quadrillionen; also eine Zahl mit 26 Nullen!

Man kann damit außerdem abschätzen, wie oft so ein Ding im Durchschnitt auf seinem Weg durchs All auf das Sonnensystem trifft und wie viele davon wir mit den Teleskopen die wir derzeit haben entdecken können. Dann kommt man auf einen Wert von circa einem Objekt alle 5 Jahre, wenn man ein Teleskop von der Stärke des Pan-STARRS-Teleskop als Grundlage nimmt. Und tatsächlich war dieses Teleskop ziemlich genau seit 5 Jahren in Betrieb bevor es 2017 den interstellaren Asteroiden entdeckt hat. In Zukunft werden wir also weitere solche Objekte finden können und viel mehr, da die Teleskope immer besser werden.

Wir wissen also, wo solche Objekte prinzipiell herkommen, wo dieser eine Asteroid im Detail herkommt ist aber unbekannt. Rechnet man seine Flugbahn zurück, dann ist dort kein passender Stern aus dessen Planetensystem er hinaus geschleudert sein könnte. Aber wir wissen nicht, wie oft seine Bahn unterwegs durch irgendwelche anderen nahen Begegnungen mit Sternen beeinflusst worden ist. Wir wissen leider auch nicht, wie das Objekt eigentlich genau aussieht. Wir haben es ja erst entdeckt, als es schon auf dem Rückweg in den interstellaren Raum war und seit seiner Entdeckung hat es sich extrem schnell immer weiter entfernt. Es war also nicht viel Zeit für detaillierte Beobachtungen. Wir wissen auf jeden Fall, dass es starke Helligkeitsschwankungen zeigt. Das bedeutet normalerweise, dass die Form des Asteroid stark von einer Kugelform abweichen muss. Denn auch ein Asteroid rotiert ja um seine Achse und eine Kugel zeigt dabei immer eine gleich große Oberfläche in Richtung Erde und reflektiert immer eine gleich große Menge an Sonnenlicht zu uns. Schwankt die Helligkeit stark, muss die Form anders sein; zum Beispiel sehr langgestreckt. Dann sehen wir mal die lange Seite des Asteroids und mal die schmale Seite und je nachdem mehr oder weniger Licht. Wir wissen aber nicht wie genau und um welche Achse der Asteroid rotiert und auch nicht aus welchem Gestein er besteht und wie viel Licht er reflektiert und absorbiert. Je nachdem kann er extrem lang und schmal sein – 800 Meter lang und nur 80 Meter breit und dick – oder aber auch kleiner und nicht ganz so schmal; also 360 oder auch nur 160 Meter lang und zwischen 180 und 80 Meter breit.

So könnte ‘Oumuamua aussehen. Oder auch nicht (Künstlerische Darstellung: ESO/M. Kornmesser)

Wie auch immer der Asteroid im Detail aussieht – im Juni 2018 stellte man fest das es vielleicht doch kein Asteroid ist. Die beobachtete Bahn wies nun Hinweise auf sogenannte “nichtgravitative Kräfte” auf. Das klingt dramatisch, heißt aber nur, dass neben der Gravitationskraft der Sonne eine sehr kleine zusätzliche Kraft seine Bahn verändert. Das kann zum Beispiel der Strahlungsdruck der Sonne sein, oder die Auswirkungen asymmetrischer Erwärmung und Abkühlung wie ich in Folge 112 der Sternengeschichten erklärt habe. In dem Fall geht man davon aus, dass das Objekt ein wenig Masse verloren hat; das also doch Staub von seiner Oberfläche ins All entkommen ist, so wie bei einem Kometen und die dadurch verursachte Änderung der Masse verursacht natürlich auch eine Änderung in der Flugbahn.

Das Objekt trug nun also die Bezeichnung für einen Asteroid UND einen Kometen. Aber auch das kennen wir aus dem Sonnensystem; hier gibt es eine sogenannte “aktive Asteroiden” die Eigenschaften von Asteroid und Komet zeigen. Aber weil es sich bei dem interstellaren Besucher trotz allem um eine ganz neue Klasse von Himmelskörper handelt, hat man sich entschieden dem Objekt einen komplett neuen Namen zugeben. Er bekommt den Buchstaben “I” vor seine Namen gestellt, für “interstellares Objekt” und dazu noch die Zahl “1” weil es das erste dieser Objekte ist und man noch mehr zu finden hofft. Das Ding heißt nun also offiziell “1I” oder “1I/2017 U1”. Oder “1I/’Oumuamua” – den diesen letzten Namen hat das Objekt am 6. November 2017 als offiziellen Eigennamen verliehen bekommen. Er stammt aus dem Hawaiischen und bedeutet so viel wie “zuerst erreichen” – weil er uns zuerst erreicht hat, vermutlich.

Wir jedenfalls werden diesen interstellaren Himmelskörper nicht erreichen. Er ist einfach zu schnell als das man irgendeine Raumsonde auf sinnvolle Art und Weise zu ihm schicken kann um ihn aus der Nähe zu erforschen. Um so viel Geschwindigkeit aufzuholen bräuchten wir gigantische Raketen die wir nicht haben. Wir können nur hoffen, den nächsten Besucher aus dem interstellaren Raum früher zu entdecken. Am besten schon, wenn er noch auf dem Hinweg ist und wir genug Zeit haben, eine Mission zu planen. Denn das sollten wir auf jeden Fall tun. Eine Raumsonde zu einem anderen Stern zu schicken um dort vor Ort zu untersuchen wie es anderswo aussieht wird noch sehr lange unmöglich sein. Wenn dann also ein Teil so eines fremden Systems so nett ist, direkt bei uns vorbei zu kommen, sollten wir uns das nicht entgehen lassen! Durch die Erforschung der interstellaren Himmelskörper könnten wir Dinge lernen, die anders nicht zu lernen sind.

Kommentare (35)

  1. #1 Captain E.
    2. August 2019

    Es ist allerdings ein reiner Zufall, dass der Erwartungswert ein interstellares Objekt in fünf Jahren ist und zugleich fünf Jahre nach Inbetriebnahme ein derartiges Objekt entdeckt wurde.

    Angesichts der hohen Geschwindigkeiten stellt sich mir allerdings die Frage: Was könnte man raumfahrttechnisch anstellen, um mehr über so ein Objekt zu erfahren? Einfach hinfliegen und abbremsen wird nicht gehen, denn dazu sind die Dinger viel zu schnell. Eine Vorbeiflugmission wie die von New Horizon wäre sicherlich möglich, aber wieviel könnte man bei einer extrem kurzen Begegnung heraus finden? Im Grunde müsste man doch eine Sonde auf einen genau entgegen gesetzten Kurs bringen, oder? Die Begegnungsgeschwindigkeit wäre somit höher als die Eigengeschwindigkeit des Objekts – und die ist für sich schon ziemlich hoch. Um die Ablenkung durch die Sonne genau zu berechnen, muss man die Bahndaten schon sehr exakt kennen.

    Ein klein wenig mehr Zeit hätte man, würde die Sonde auf den Abflugvektor geschickt werden, aber vermutlich bekommt man den nicht schnell genug in brauchbarer Genauigkeit heraus.

  2. #2 Florian Freistetter
    2. August 2019

    @Captain: “Es ist allerdings ein reiner Zufall, dass der Erwartungswert ein interstellares Objekt in fünf Jahren ist und zugleich fünf Jahre nach Inbetriebnahme ein derartiges Objekt entdeckt wurde.”

    Warum?

  3. #3 Leser
    2. August 2019

    Kann man die Bahndaten bezüglich der Sonne und bezüglich der Erde irgendwo im Internet einsehen oder bekommen ?

  4. #4 Karl-Heinz
    2. August 2019

    @Florian Freistetter

    Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass uns mal ein Planet aus einem anderen Sonnensystem besucht. Dieser Besuch würde dann wohl das Ende für uns bedeuten, oder?

  5. #5 Captain E.
    2. August 2019

    @Florian Freistetter:

    Warum?

    Im Ernst? Diese Frage? Von dir?

    Oder anders ausgedrückt: Wer bist du und was hast du mit Florian Freistetter gemacht?

    Aber gut, ich lüfte den Zipfel des Geheimnisses ein klein wenig: Mathematik!

    Genauer gesagt: Stochastik.

  6. #6 Florian Freistetter
    2. August 2019

    @CaptainE: Meine Güte, mir ist schon klar wie Statistik funktioniert! Aber wenn man damit rechnen kann, ein Objket alle 5 Jahre zu entdecken; sich dann auf die Suche macht und innerhalb von 5 Jahren ein Objekt entdeckt, dann ist das kein “reiner” Zufall. Zufall spielt ne Rolle. Aber Erwartungswerte und Resultate denkt man sich ja nicht aus Spaß an der Freude aus…

  7. #8 Captain E.
    2. August 2019

    @Florian Freistetter:

    Meine Güte, mir ist schon klar wie Statistik funktioniert! Aber wenn man damit rechnen kann, ein Objket alle 5 Jahre zu entdecken; sich dann auf die Suche macht und innerhalb von 5 Jahren ein Objekt entdeckt, dann ist das kein “reiner” Zufall. Zufall spielt ne Rolle. Aber Erwartungswerte und Resultate denkt man sich ja nicht aus Spaß an der Freude aus…

    Davon war ich eigentlich ausgegangen, dass du dich mit Statistik auskennst. Nur gehört zur Stochastik ja auch noch Wahrscheinlichkeitstheorie, und da hast du den klassischen Denkfehler begangen. Das wäre so, als ob du mit einem Würfel die Augenzahlen 1, 2, 3, 4 und 5 gewürfelt hättest und jetzt fest davon ausgingest, das nächste Würfelergebnis könne gar nichts anderes als eine 6 sein. Genau so funktioniert das aber nicht!

    PANSTARRS hat jetzt gerade einmal einen Datenpunkt bestimmt. Der errechnete Erwartungswert von einem Ereignis alle fünf Jahre mag völlig korrekt sein, aber durch Beobachtungen bestätigt ist er definitiv nicht. Wenn PANSTARRS und seine Nachfolger in 100 Jahren Beobachtungszeit 20 außerirdische Objekte gefunden haben sollten, dann kann man so langsam davon ausgehen, dass der Erwartungswert tatsächlich stimmt. Und in diesem Beobachtungszeitraum könnte es genauso ein Jahr mit zwei Sichtungen geben wie zwei geschlagene Dekaden ohne eine einzige.

    Und im Grunde weißt du das ja alles auch. Die von dir vermutete Korrelation “Ein Objekt in fünf Jahren” und “Eine Sichtung nach fünf Jahren Beobachtung” ist damit einfach nur schierer Zufall.

  8. #9 Florian Freistetter
    2. August 2019

    @Captain: “Und im Grunde weißt du das ja alles auch. Die von dir vermutete Korrelation “Ein Objekt in fünf Jahren” und “Eine Sichtung nach fünf Jahren Beobachtung” ist damit einfach nur schierer Zufall.”

    Wenn du meinst. Ich fang da jetzt nicht an mit dir zu diskutieren. Wenn du unbedingt bei “reinem” und “schieren” Zufall bleiben willst, werd ich dich nicht davon abbringen können.

    “aber durch Beobachtungen bestätigt ist er definitiv nicht. “

    Hab ich übrigens nirgendwo behauptet. Ich hab nur widersprochen, dass es sich um völligen Zufall handelt.

  9. #10 UMa
    2. August 2019

    @Leser:
    Hier kann man die Bahndaten für alle bekannten Objekte des Sonnensystems, auch ‘Oumuamua, von verschiedenen Beobachtungspositionen bekommen.
    https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi#top

  10. #11 PDP10
    2. August 2019

    @UMa, Leser:

    Das von dir verlinkte sind aber Ephemeriden, also die Bahnen am Himmel von irgendeinem Punkt der Erde aus gesehen.

    Ich glaube, @Leser sucht eher das hier:

    https://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi#top

    (Nettes Spielzeug übrigens. Da kann man sich sogar die bekannten Bahnen im Sonnensystem anzeigen lassen …)

  11. #12 Kika
    2. August 2019

    Der Florian würfelt als nächstes eine sechs.
    Keine Diskussion jetzt!!!

  12. #13 Leser
    3. August 2019

    @ UMa

    Danke für den Hinweis ! Die Seite vom JPL ist sehr interessant und hat viele Einstellmöglichkeiten. Man kann z.B. das Sonnenzentrum oder das Baryzentrum des Sonnensystems (Schwerpunkt) als Bezugspunkt einstellen. Und Oumuamua kennt das System auch, allerdings nur unter dem Namen A/2017 U1.

    Ich bin noch beim Testen

  13. #14 Leser
    3. August 2019

    @ UMa

    Für mich ergibt sich doch noch eine Frage dazu : Was ist das, was ich da erhalte ? Das Ergebnis einer sehr genauen Modellrechnung ? Für die Auffindbarkeit von der Erde aus reicht das völlig aus. Aber wo kann man die Differenzen zur realen Bahn des Objektes erhalten ? Falls du etwas dazu weißt, bitte schreibe mir !

  14. #15 Captain E.
    4. August 2019

    @Florian Freistetter:

    Wenn du meinst. Ich fang da jetzt nicht an mit dir zu diskutieren. Wenn du unbedingt bei “reinem” und “schieren” Zufall bleiben willst, werd ich dich nicht davon abbringen können.

    Zu spät, denn damit hast du schon längst angefangen.

    Was ich mit “Zufall” meine, egal mit welchem Adjektiv, ist folgendes: Der Zeitraum zwischen Inbetriebnahme von PANSTARRS und der ersten Sichtung eines interstellaren Objekts hat mit dem Erwartungswert nichts zu tun. Ebenso gut hätte diese Sichtung nach einem, vier oder zehn Jahren erfolgen können.

    Hab ich übrigens nirgendwo behauptet. Ich hab nur widersprochen, dass es sich um völligen Zufall handelt.

    Du hast es aber angedeutet, weil es eben so gut passt. Nur tut es das nicht.

    So, und weiter werde ich dazu nun auch nichts mehr sagen.

  15. #16 Karl-Heinz
    5. August 2019

    @Captain E.

    Aber FF könnte doch wie folgt argumentieren. 😉

    Martingale modellieren ein faires Spiel. Hat man zu einem Zeitpunkt bereits einen gewissen Betrag gewonnen, so ist der Erwartungswert für künftige Gewinne genau dieser bereits gewonnene Betrag.

  16. #17 Captain E.
    5. August 2019

    Vom Zufall einmal abgesehen, interessiert mich viel mehr die Frage nach einer möglichen Mission, denn das erscheint wirklich schwierig zu sein.

    Der hier erwähnte Asteroid 1I/Oumuamua kam auf einer merkwürdigen Bahn ziemlich schnell herein, wurde also auch erst spät entdeckt, erfuhr dann eine Ablenkung durch die Sonne und verschwand wieder.

    Um eine Sonde hinzuschicken, muss man einen zukünftigen Asteroiden erst einmal rechtzeitig sehen und seine Bahn hinreichend genau berechnen. Das ist gar nicht so leicht, und bei einer großen Schwankungsbreite ist die Berechnung der Bahn nach dem sonnennächsten Punkt noch einmal etwas ungenauer. Angesichts der Geschwindigkeiten erscheint mir höchstens eine Vorbeiflugsonde machbar, aber soll diese ihm entgegen fliegen oder sich von ihm überholen lassen? Das Problem ist doch, so ein Ding überhaupt rechtzeitig zu starten. Eine Sonde könnte man für eine gewisse Zeit einlagern, aber dann müsste man sie startklar machen, was nicht mal eben in ein paar Minuten funktioniert. Außerdem braucht es eine passende Trägerrakete, und die sind über Jahre hinaus verplant.

    Was die beiden von mir erwähnten grundsätzlichen Missionsprofile angeht, so bedeutete das Entgegenfliegen eine niedrigere Reaktionszeit und eine höhere Relativgeschwindigkeit. Soll sich dagegen die Sonde überholen lassen, hat man zwar ein wenig mehr Zeit, um den Start durchzuführen und auch für die eigentliche Beobachtung, muss dafür aber die Bahn aus dem Sonnensystem noch genauer berechnen. Fliegt nämlich die Sonde auf dem falschen Kurs, wird es bei fortschreitender Missionsdauer immer schwieriger, den Kurs noch anzupassen. Oder sehe ich das falsch?

    Für mich sieht das Ganze aus wie ein “Funktioniert, ist aber teuer!”. Zu teuer, um die nötigen Gelder zu bekommen?

  17. #18 Till
    5. August 2019

    Ist das nur bei mir oder kommt bei 10:40 dieser Satz zweimal vor:

    “Denn diesen letzten Namen hat das Objekt am 6. November 2017 als offiziellen Eigennamen verliehen bekommen.”

  18. #19 UMa
    5. August 2019

    @Leser:
    ‘Oumuamua, mit dem Anstrich, kennt er auch.

    Die reale Bahn ist, wie bei allen Himmelskörpern, nicht bekannt, auch nicht die Differenzen dazu.
    Das was dort angezeigt wird, ist das Ergebnis einer genauen Bahnberechnung, an die Beobachtungspositionen gefittet wurde. Es ist davon auszugehen, dass diese Bahn deutlich näher an der unbekannten realen Bahn liegt, als die einzelnen Beobachtungen.

    Unter “Table Settings” lassen sich noch mehr Werte (insgesamt 43), unter anderem auch die Unsicherheiten in der berechneten Bahn, die Werte 36 bis 40, auswählen und ausgeben lassen.

  19. #20 UMa
    5. August 2019

    @Captain E.:
    Man hat ja schon Erfahrungen mit schnellen Vorbeiflugsonden gemacht, beispielsweise am Kometen Halley 1985/1986. Allerdings waren damals Zeitpunkt und Bahn schon im voraus bekannt.

    Möglich wäre es vielleicht einige kleinere, billigere Vorbeiflugsonden in Kleinserie, vielleicht so Zehn bis Zwölf Stück, zu bauen und sie etwa einmal pro Jahr zu einem bekannten Kometen oder Asteroiden im Inneren des Sonnensystem zu starten. Dann kann man eine Menge Kleinkörper untersuchen, was die Hauptmission ist.

    Kommt dann aber ein neuer unbekannter Komet aus der Oortschen Wolke, oder gar ein interstellarer Asteroid oder Komet, kann man die nächste Sonde zu diesem starten lassen. Vorausgesetzt natürlich, man entdeckt ihn rechtzeitig.

    Dann hat man die Zeit für Entwicklung, Bau der Sonde und Planung des Starts usw. gespart. Und selbst wenn es kein solches Objekt in der Zeit gibt, hat man einige Objekte des Sonnensystem untersucht.

  20. #21 Till
    5. August 2019

    @Captain: “Es ist allerdings ein reiner Zufall, dass der Erwartungswert ein interstellares Objekt in fünf Jahren ist und zugleich fünf Jahre nach Inbetriebnahme ein derartiges Objekt entdeckt wurde.”

    Das war auch mein erster Gedanke beim Lesen.

    Ich gehe davon aus das Florian das weiß, aber für Leser die nicht so firm in Stochastik sind finde ich wichtig das zu erklären. Stochastik kommt in der Schule meines Erachtens viel zu kurz (sonst wüde niemand die Stochastiksteuer an LOTTO bezahlen).

    Was @Captain E mit Zufall meint ist folgendes:
    Ein Erwartungswert von 5 Jahren bedeutet, dass man im Durchschnitt erwartet alle 5 Jahre ein Objekt zu finden dabei ist aber im ersten wie im fünften Jahr die Wahrscheinlichkeit mit 20% genau gleich groß. D.h. das Objekt im Fünften Jahr nach Beginn der Beobachtungskampagne zu finden ist genauso wahrscheinlich wie es im ersten Jahr zu finden.

    Was @Florian damit meint dass es kein reiner Zufall ist:
    Wenn der Erwartungswert 10 Jahre wäre, dann wäre die Wahrscheinlichkeit im 5. Jahr ein Objekt zu finden nur 10% und damit nicht genauso hoch wie bei einem Erwartungswert von 5 Jahren.

    Man kann sich das so vorstellen, dass jedes Jahr gewürfelt wird und bei einer 1 wird ein Objekt gefunden. Der Erwartungswert gibt an wie viele Seiten der Würfel hat. Bei einem Erwartungswert von 5 Jahren hat der Würfel 5 Seiten (ja ich weiß das ist geometrisch unmöglich) und bei einem Erwartungswert von 10 Jahren hat der Würfel 10 Seiten. D.h. je höher der Erwarungswert desto geringer die Wahrscheinlichkeit in einem bestimmten Jahr ein Objekt zu finden.

  21. #22 Till
    5. August 2019

    @Uma

    Man hat ja schon Erfahrungen mit schnellen Vorbeiflugsonden gemacht, beispielsweise am Kometen Halley 1985/1986

    Ich hatte eher an New Horizons gedacht. Die ist neuer, für einen Start mit hoher Geschwindigkeit und für Bilder im schnellen Vorbeiflug ausgelegt. Das hat ja auch bei einem relativ kleinen Objekt wie Ultima Thule ziemlich gut funktioniert.
    Was die Geschwindigkeit des Vorbeifluges angeht ist prinzipiell vermutlich so ziemlich alles möglich, je nachdem wie früh man den interstellaren Asteroiden entdeckt, wie viel Geld man in die Hand nimmt und wie lange man warten will um dort anzukommen.

    Was ich mich schon immer gefragt habe: hat man eigentlich von solchen Sonden noch eine zweite Reserve/Testversion (zumindest von den wichtigen Teilen wie Computer und Sensorik) falls der Start schief geht und um z.B. Softwareupdates vor dem Einspielen zu testen?

  22. #23 UMa
    5. August 2019

    @Florian, Captain E., Till:
    Nein, es ist kein Zufall, dass der Erwartungswert ein interstellares Objekt in fünf Jahren ist und zugleich fünf Jahre nach Inbetriebnahme ein derartiges Objekt entdeckt wurde.

    Denn der Erwartungswert für ein interstellares Objekt in fünf Jahren ist ein a posterior Wert, d.h. nach der Entdeckung von ‘Oumuamua, unter Berücksichtigung dieser Entdeckung ermittelt.

    Vorher war die Häufigkeit um viele Größenordnungen unsicher, siehe z.B. Fig. 7 hier:
    https://arxiv.org/abs/1702.02237

    Bisher können wir noch nicht genau sagen, wie häufig interstellare Objekte sind. Vielleicht hätten wir schon längst fünf von ihnen entdecken müssen, oder aber der Flug von ‘Oumuamua durch das innere Sonnensystem war ein Ereignis, dass nur alle paar tausend Jahre auftritt.

    Genaueres werden wir erst wissen, wenn wir mehrere interstellare Objekte entdeckt haben. Wenn sie nicht zu selten sind, sollte spätestens das LSST Erfolg haben.

    Ein seltenes Ereignis war z.B. das die Neutronensternkollision, die Gravitationswelle GW170817 auslöste nur 40 Mpc entfernt war. So eine nahe Neutronensternkollision passiert offenbar nicht in jedem Jahrzehnt. Und die nächste entdeckte Neutronensternkollision vom 25. April diesen Jahres war dann auch schon 156 Mpc entfernt.

  23. #24 Captain E.
    5. August 2019

    @Till:

    […]

    Der Erwartungswert gibt an wie viele Seiten der Würfel hat. Bei einem Erwartungswert von 5 Jahren hat der Würfel 5 Seiten (ja ich weiß das ist geometrisch unmöglich) und bei einem Erwartungswert von 10 Jahren hat der Würfel 10 Seiten.

    […]

    Hm, da muss ich wohl doch noch etwas loswerden:

    Das mit dem Erwartungswert ist eigentlich etwas anders gelagert. Nehmen wir den bekannten Spielwürfel, wie er etwa im Mensch-ärgere-dich-nicht zur Anwendung gelangt. Das ist ein echter Würfel, mathematisch auch Hexaeder genannt, mit sechs Seiten, zwölf Kanten und 8 Ecken. Und natürlich besteht die Standardbeschriftung aus en Zahlen eins bis sechs, üblicherweise (aber nicht immer!) in Form von “Augen” dargestellt, mithin also Punkten.

    Der Erwartungswert beträgt in diesem klassischen Fall schlicht: 3,5. Natürlich kann kein einzelner Wurf diesen Erwartungswert jemals treffen, aber wenn man tausendmal wirft und die Würfe addiert, wird das Gesamtergebnis nahe bei 3500 liegen. Bei einem einzigen Wurf ist aber nun einmal jedes Ergebnis zwischen eins und sechs gleichwahrscheinlich.

    So, in einer Vielzahl von Spielen braucht es andere Spielwürfel. Das kann schon damit losgehen, dass auf einem Hexaeder die Augenzahlen anders aussehen wie etwa 3-8 oder 1-3 jeweils doppelt. Außer dem Hexaeder gibt es mit dem Tetraeder (W4), dem Oktaeder (W8), dem Dodekaeder (W12) und dem Ikosaeder (W20) vier weitere platonische Körper, die als Spielwürfel verwendet werden. Ebenfalls sehr beliebt ist der W10, der ein pentagonales Trapezoeder ist.

    Aber auch exotischere Spielwürfel existieren, so wie eben der W5, der als Fünfecksprisma gefertigt wird.

    Prismen als Spielwürfel

  24. #25 UMa
    5. August 2019

    @Till:
    Ich vermute, wenn die Sonde bei der Entdeckung nicht bereits fertig ist, hat man keine Chance mehr, weil man vermutlich nur einige Monate Zeit von der Entdeckung bis zum letztmöglichen Vorbeiflug hat.

    Einlagern und warten ist vermutlich nicht besonders sinnvoll, denn was sollen die beteiligten Personen in der Zeit bis zu Entdeckung eines interstellaren Objekts machen?

    Bei New Horizons waren doch die Anforderungen anders. Pluto lief nicht weg, man benötigte RTGs, hatte nur sehr wenig Licht da draußen, eine eher geringe Vorbeifluggeschwindigkeit, und eine Datenübertragung über eine große Entfernung.

    Wenn man einem interstalleren Objekt nicht hinterherjagen, sondern ihm noch im inneren Sonnensystem, wenn auch mit großer Relativgeschwindigkeit, begegnen will, braucht man das alles nicht. Man muss nur schnell und flexibel starten können.

  25. #26 Captain E.
    5. August 2019

    @UMa:

    Ich vermute, wenn die Sonde bei der Entdeckung nicht bereits fertig ist, hat man keine Chance mehr, weil man vermutlich nur einige Monate Zeit von der Entdeckung bis zum letztmöglichen Vorbeiflug hat.

    Genau das ist das Problem. Selbst eine fertig entwickelte Sonde mit Bauteilen aus dem Regal wird man zwischen Entdeckung des Objekts und dem Zeitpunkt, an dem sie im All sein muss, nicht mehr bauen können.

    Einlagern und warten ist vermutlich nicht besonders sinnvoll, denn was sollen die beteiligten Personen in der Zeit bis zu Entdeckung eines interstellaren Objekts machen?

    Etwas anderes? Mit vergleichbaren Sonden und Objekten innerhalb dieses Systems? Mit Ressourcenverlagerungen und ein paar zusätzlichen Überstunden bekommt man diese kurzfristige Mission dann vermutlich gestemmt.

    Bei New Horizons waren doch die Anforderungen anders. Pluto lief nicht weg, man benötigte RTGs, hatte nur sehr wenig Licht da draußen, eine eher geringe Vorbeifluggeschwindigkeit, und eine Datenübertragung über eine große Entfernung.

    Alles richtig, und auch wenn New Horizon selber recht schnell unterwegs ist, so müsste etwas wie 1I/Oumuamua noch einmal ein ganzes Stück schneller sein.

    Wenn man einem interstalleren Objekt nicht hinterherjagen, sondern ihm noch im inneren Sonnensystem, wenn auch mit großer Relativgeschwindigkeit, begegnen will, braucht man das alles nicht. Man muss nur schnell und flexibel starten können.

    Nur wie soll das gehen? Die Sonde muss innerhalb weniger Wochen startbereit gemacht werden, aber ebenso die Trägerrakete, und da kann man auch nicht die kleinste nehmen, da es vermutlich einiges an Schub braucht für diese Art Mission. Wo soll diese Rakete also herkommen?

    Am besten fragte man vermutlich US-Regierungbehörden, vor allem die NRO (National Reconnaissance Office). Die NRO muss regelmäßig schwere Satelliten starten, so dass die Trägerraketen vermutlich genügend Leistung haben sollten für so ein Abfangmanöver im All. Die Sonde selbst wäre ja eher ein Leichtgewicht und könnte daher auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden. Den fehlenden Satellitenstart könnte man dann im Laufe der nächsten paar Jahren durch den Kauf einer zusätzlichen Trägerrakete ausgleichen, ähnlich wie man es nach einem Fehlstart tun müsste.

    Dazu braucht es aber genügend politischen Willen, um die nötigen Gelder bereit zustellen und sich auch freiwillig ein wenig einzuschränken in einer “Frage der nationalen Sicherheit”. Zu sehen vermag ich den aber leider nicht.

  26. #28 Captain E.
    5. August 2019

    @Alderamin:

    So geht es natürlich auch, aber da stellen sich die nächsten Fragen (die womöglich im Artikel beantwortet werden, aber ich habe gerade keinen Nerv, mich durch den englischen Text zu wühlen):

    Wo genau soll diese Sonde lauern? Wie lange kann sie das tun? Woher bekommt sie die nötige Beschleunigung (Stichwort: Lagerfähige Treibstoffe)? Kann sie für alle möglichen Anflugvektoren ein Abfangmanöver durchführen?

  27. #29 Till
    5. August 2019

    @Captain E #24
    danke für den Link zu den Prismenwürfeln so etwas kannte ich noch nicht. Im Wikipedia Artikel stand aber auch, dass es schwierig ist diese so zu konstruieren, dass sie wirklich gleichverteilt würfeln.

    Danke auch für Deine Ergänzung. Das mit den Würfeln war etwas missverständlich von mir. Ich meinte das strikt im Kontext meines Beispiels bei dem man mit Hilfe eines Würfels erwürfelt ob dieses Jahr ein interstellarer Asteroid vorbeikommt (man stelle sich ein Astronomierollenspiel vor). Für dieses Beispiel ist mein Text aber mE korrekt.

  28. #30 Till
    5. August 2019

    So einen interstellaren Asteroiden einzuholen wäre doch einmal ein gutes (test-) Projekt für die Leute von Breakthrough starshot deren Lasergetriebene Minisonden sollten auf jeden Fall schnell genug werden und könnten dann auch gleich beweisen, dass sie bei einem schnellen Vorbeiflug sinnvolle Bilder zur Erde funken können.

  29. #31 Karl-Heinz
    5. August 2019

    @Captain E.

    Wo genau soll diese Sonde lauern?

    Steht im Link von Alderamin und nennt sich L2. 😉

    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Datei:Lagrangian_points_equipotential.jpg

  30. #32 Captain E.
    6. August 2019

    @Karl-Heinz:

    Steht im Link von Alderamin und nennt sich L2.

    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Datei:Lagrangian_points_equipotential.jpg

    Schön, aber wie ich schon gesagt hatte, hatte ich keinen Nerv, mich durch diesen Link zu kämpfen.

    Fragen bleiben noch genug: Welcher L2 wäre das denn? Meine Vermutung wäre der von Sonne und Erde. Worin besteht in einem Orbit um L2 aber der Vorteil? Wäre es übrigens Halo oder Lissajous? Und L2 ist nun einmal nicht stabil, so dass eine dort geparkte Sonde regelmäßig ihre Lageregelungstriebwerke (ggf. als Ionentriebwerke) anwerfen muss, um auf ihrem Orbit zu bleiben. Wie lange könnte eine Sonde also dort sein und noch ein erfolgreiches Rendezvousmanöver durchführen?

  31. #33 Captain E.
    6. August 2019

    @Till:

    danke für den Link zu den Prismenwürfeln so etwas kannte ich noch nicht. Im Wikipedia Artikel stand aber auch, dass es schwierig ist diese so zu konstruieren, dass sie wirklich gleichverteilt würfeln.

    Klar, aber für die meisten Zwecke dürfte es schon ausreichen. Übrigens: Lange nicht gespielt, weil irgendwie verschollen, ist mein Schweinewürfelspiel. Die Schweinchen (stehen auch im Artikel) sind geradezu ein Paradebeispiel für einen nicht gleichverteilten Spielwürfel.

    Danke auch für Deine Ergänzung. Das mit den Würfeln war etwas missverständlich von mir. Ich meinte das strikt im Kontext meines Beispiels bei dem man mit Hilfe eines Würfels erwürfelt ob dieses Jahr ein interstellarer Asteroid vorbeikommt (man stelle sich ein Astronomierollenspiel vor). Für dieses Beispiel ist mein Text aber mE korrekt.

    Coole Vorstellung, so ein Astronomie(rollen)spiel. Als Brettspiel wäre das natürlich auch denkbar. Wenn man da aber den Erwartungswert 5 für das Auftauchen eines interstellaren Objekt einbauen möchte, wäre auch ein W9 oder 2W4 denkbar. Aber klar, da es dabei nicht ums Aufsummieren geht, dürfte ein W5 (bzw. W10) den Zweck erfüllen, wenn man sagt, dass ein Ergebnis (bzw. zwei für den W10) bedeutet, dass in diesem Spieljahr ein Asteroid kommt und alle anderen, dass keiner kommt. Das bedeutet dann übrigens, dass die Wahrscheinlichkeit, das im ersten Jahr (und in jedem Jahr!) kein interstellarer Asteroid eintrifft, 80% beträgt. Über einen Zeitraum von mehreren Jahren betrachtet, sinkt allerdings die Wahrscheinlichkeit dafür, dass keiner kommt, auf 64%, 51,2%, 40,96%, 32,768% und 26,2144%. Mit anderen Worten: Über sechs Jahre hinweg kommt so ein Asteroid mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 73%! Aber Wahrscheinlichkeiten sind tückisch: Wenn fünf Jahre lang nichts geschehen ist, beträgt die Wahrscheinlichkeit im sechsten Jahr trotzdem wieder nur noch 20%. Würfel haben kein Gedächtnis…

  32. #34 becker
    7. August 2019

    1I/’Oumuamua kommt aus dem interstellaren Raum mit einer hohen Geschwindigkeit (87,3 Kilometer pro Sekunde) angebraust und entfernt sich wieder mit hoher Geschwindigkeit. Angenommen es gäbe keinen Strahlungsdruck der Sonne, keinen Materieverlust bei 1I/’Oumuamua und auch keine weitere Ablenkung durch Planeten oder stellarer Materie. Das bringt mich zu folgenden Fragen:
    1. Wie hoch musste die Geschwindigkeit von 1I/’Oumuamua sein, damit er nur um 45° (90°) abgelenkt wird? Dabei gehe ich davon aus, dass die im Artikel erwähnten 87,3 Kilometer pro Sekunde die Geschwindigkeit war, mit der er in den nennenswerten gravitativen Einflussbereich der Sonne gekommen ist.
    2. Das gesamte Sonnensystem bewegt sich. Damit gibt es doch wohl auch einen SwingBy-Effekt. Traf das auch auf 1I/’Oumuamua zu?
    Oder sind meine Überlegungen zu laienhaft und meine Fragen somit nicht beantwortbar?

  33. #35 UMa
    11. September 2019

    @Florian:
    Falls sich die Bahnbestimmungen bestätigen, zweites interstellares Objekt (nach ‘Omuamua) entdeckt!
    Siehe:
    https://www.astronews.com/forum/showthread.php?9430-A-2017-U1-Besuch-von-jenseits-des-Sonnensystems&p=131478#post131478
    https://en.wikipedia.org/wiki/Gb00234