Kollision mit unbekannten Planeten?

Der Astronom Erik Asphaug meint, das Quaoar vielleicht irgendwann mit einem noch größeren Objekt zusammengestoßen ist; einem kleinen Planeten, etwa so groß wie der Mars. Bei dieser Kollision könnte Quaoar zusammengestaucht und viel dichter geworden sein.

Das wäre natürlich eine coole Sache! Denn das würde bedeuten, dass dort draußen im Kuipergürtel tatsächlich noch größere Objekte rumschwirren. Bis jetzt ist Eris das größte bekannte Objekt dort, der Asteroid/Zwergplanet hat einen Durchmesser von 2500 km; dicht gefolgt von Pluto mit einem Durchmesser von 2250 km.

Aber prinzipiell spricht nichts dagegen, dass es in den äußersten Bereichen des Sonnensystem auch noch größere Objekte gibt. Vielleicht nicht im Kuipergürtel selbst – dort hätten wir sie wohl schon gefunden. Aber eventuell in der sg. “scattered disk” (“gestreuten Scheibe”) – dem Übergangsbereich zwischen dem Kuipergürtel und der gigantischen Oortschen Wolke, die das Sonnensystem kugelförmig umgibt.

In der Frühzeit des Sonnensystems, als die Planeten entstanden, sind sicherlich jede Menge größere und kleinere Protoplaneten durch die gravitativen Interaktionen aus dem Sonnensystem geflogen. Irgendwo müssen die ja geblieben sein… Wenn sie in der weit entfernten Oortschen Wolke gelandet sind, dann werden wir sie wohl so schnell nicht endecken. Aber falls ein paar näher an der Sonne geblieben sind, dann finden wir sie vielleicht.

Aus theoretischen Untersuchungen wissen wir, dass innerhalb von 250 Astronomischen Einheiten (eine Astronomische Einheit entspricht dem Abstand zwischen Erde und Sonne) keine Planeten größer als der Mars zu erwarten sind. Der Kuipergürtel erstreckt sich in etwa zwischen 30 und 50 Astronomischen Einheiten – so ein zusätzlicher Planet müsste sich dann in der außerhalb des Kuipergürtels liegenden scattered disk befinden.

Wir kennen sogar ein Objekt, dass sich in der gestreuten Scheibe befindet! Der Asteroid Sedna befindet sich an seinem entferntesten Punkt 500 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt! Und Sedna ist auch nicht gerade klein; mit einem Durchmesser von 1700 km ist der Asteroid größer als Quaoar.

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Sednas Bahn (unten rechts) in Relation zum inneren Sonnensystem und zur Oortschen Wolke (Bild: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech))

Gut möglich also, dass sich in den noch unbekannten äußersten Bereichen des Sonnensystems weitere Planeten befinden. Und es ist ebenso möglich, dass Quaoar irgendwann mal einem dieser Planeten in die Quere gekommen ist und durch die Kollision seine heutige Dichte und Bahn bekommen hat.

Das nachzuweisen wird allerdings schwer bis unmöglich sein. Aber egal was mit Quaoar passiert ist – um eine Chance zu haben, das herauszufinden, brauchen wir mehr Daten! Ich bin schon gespannt, was die Astronomen bei ihren zukünftigen Beobachtungen des Kuipergürtels herausfinden werden!

Die wissenschaftlichen Ergebnisse zu Quaoar, die ich hier beschrieben habe, wurden auf der kürzlich stattgefundenen DPS-Konferenz von Wesley Fraser präsentiert.

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Kommentare (29)

  1. #1 Ireneusz Cwirko
    15. Oktober 2009

    Der Kuipergürtel gibt den Astronomen immer wieder neue Rätsel auf aber von dem größten haben die noch keine Ahnung,
    Schon bald werden sie feststellen müssen, dass genauso wie bei den Galaxien, so auch an der Peripherie des Sonnensystems das Gravitationsgesetz nicht gültig ist, mindestens für die Asteroiden die Kreisähnlichen Bahnen aufweisen. Sobald sich ein Körper auf einem annähernd Kreisförmigen Bahn befindet und so weit von der Sonne entfernt ist, dass die gravitative Wirkung der Sonne und der benachbarten Körper kleiner ist als die Wirkung des GH, muss die Umlaufgeschwindigkeit des Körpers von seiner Masse abhängig sein und auf keinen Fall von der Entfernung zu der Sonne. So erwartete ich dass die transneptuner Körper sich nach Masse differenzieren und bei besonders weit von der Sonne entfernten eine Zunahme der Umlaufgeschwindigkeit zu erwarten ist. Mit einer an Gewissheit grenzenden Wahrscheinlichkeit kann man die Bahnen der transneptuner Körper nicht auf der Grundlage der Keplergesetze berechnen, die sind in dieser Entfernung zu der Sonne nämlich falsch. Die einzig richtige Vorgehensweise ist die Entfernung durch die Parallaxemessung und die Umlaufgeschwindigkeit aus der Winkelgeschwindigkeit der Asteroiden zu errechnen.

    Mehr ist auf meiner Internetseite zu erfahren:

    http://www.cwirko.de

  2. #2 Thomas J
    15. Oktober 2009

    @Ireneusz

    “Der Kuipergürtel gibt den Astronomen immer wieder neue Rätsel auf aber von dem größten haben die noch keine Ahnung,
    Schon bald werden sie feststellen müssen, dass genauso wie bei den Galaxien, so auch an der Peripherie des Sonnensystems das Gravitationsgesetz nicht gültig ist,…”

    1. Aussage von Ihnen:
    Astronomen sind dumm und ich weiss es besser!

    Was soll das?

    2. Aussage:

    Das “Gravitationsgesetz” ist an der Peripherie der Galaxien nicht gültig.
    Ist das so? Wer sagt das?

  3. #3 schlappohr
    15. Oktober 2009

    Warum umschließt die Oort’sche Wolke das Sonnensystem eigentlich kugelförmig? Die Objekte, die senkrecht über/unter der Ekliptik stehen, müssten doch längst durch den Gravitationseinfluss (hauptsächlich) der Sonne aus ihrer Position gezogen worden sein. Woher erhalten diese Objekte ihre Stabilität?

  4. #4 Thomas J
    15. Oktober 2009

    @Florian

    Gibt es eigentlich eine klar definierte Grenze des Sonnensystems?

    Ein Artikel über andere Sternsysteme würde mich sehr freuen.

  5. #5 Florian Freistetter
    15. Oktober 2009

    @Schlappohr: Also ursprünglich waren die Objekte ebenfalls in ner Scheibe angeordnet. Aber im Laufe der Zeit hat die Gravitation der vorbeiziehenden Sterne die Objekte gestört und ihre Bahnneigung erhöht. Und heute haben wir ne Kugel. Bzw. gehen wir davon aus – da wir die Wolke noch nicht wirklich beobachtet haben, wissen wirs nicht genau.

    @Thomas J.: Ne, klare Grenze gibt es nicht. Aber die Oortsche Wolke reicht vermutlich bis zur Hälfte des Weges zu Alpha Centauri, dem nächsten Stern…

  6. #6 Ireneusz. Cwirko
    16. Oktober 2009

    @Thomas J
    „1. Aussage von Ihnen:
    Astronomen sind dumm und ich weiss es besser!
    Was soll das?“

    Ich mache den Astronomen keine Vorwurfe. Umgekehrt die leisten eine hervorragende Arbeit. Die sind aber, wenn ich mich so ausdrücken darf, „arme Schweine“ völlig in den Wiedersprüchen der geltenden physikalischen Modellen des Universums gefangen. Auf dieser Grundlage kann man einfach sich solche Vermutungen nicht stellen. Es sind die Denkmuster die seit Generationen gepflegt sind.
    Weil ich nicht zu dem Zunft angehöre ist es mir gelungen sich von diesen Zwängen zu befreien und über das Nachzudenken was „nicht geben kann“ und „nicht geben darf“
    Mein Ziel ist die Physiker dazu zu bewegen diese Denktabus zu überwinden. Manchmal schieße ich über den Ziel hinaus weil es mir zu Schade die Zeit ist, die man bei der sinnlosen Diskussionen über nicht existierende Dunkle Materie verliert.

  7. #7 Thomas J
    16. Oktober 2009

    @Ireneusz

    “Weil ich nicht zu dem Zunft angehöre ist es mir gelungen sich von diesen Zwängen zu befreien und über das Nachzudenken was „nicht geben kann“ und „nicht geben darf“”

    Diese Argumentationsweise erinnert zu stark an… naja, Sie wissen schon.

  8. #8 Florian Freistetter
    16. Oktober 2009

    @Ireneusz: Schreiben sie ihre “Theorie” auf, schicken sie sie an eine wissenschaftliche Zeitschrift und lassen sie sie überprüfen. Wenn sie mal veröffentlicht ist, sehen wir weiter.

  9. #9 Proisel
    16. Oktober 2009

    klasse eintrag, florian. aber ich kann mir es immernoch net vorstellen, warum alle planeten wie auf einer scheibe um die sonne kreisen.
    um ein vergleich zu bringen: elektronen tun es ja auch nicht, sondern haben ihre orbitale.
    auch mit der enstehung kann ich mir das nicht erklären. wenn die sonne diesen materialhaufen eingefangen hat, aus dem die planeten standen (die materialien sind denn nur zufall), warum ist es in 4,5 milliarden jahren immernoch so, das alle einsam ihren weg folgen.
    gibt es da eine kraft, die drinne hält? zusammenstöße und wechselwirkung hätten doch die planeten in unterschidliche bahnen in die dritte raumdimension schieben müssen.

  10. #10 Proisel
    16. Oktober 2009

    verdammt, zu früh abgeschickt.
    ich wollte das nicht in den kommentaren diskutieren, wollte nurmal anstoßen, ob du davon nicht auch ein eintrag hast oder vllt in zukunst schreiben magst 😉

    gruß

  11. #11 radicchio
    16. Oktober 2009

    proisel, planeten bilden sich aus der protoplanetaren scheibe

    https://de.wikipedia.org/wiki/Protoplanetare_Scheibe

  12. #12 Florian Freistetter
    16. Oktober 2009

    @Proisel: Ludmila hat da mal was dazu geschrieben, vielleicht hilft dir das weiter? https://www.scienceblogs.de/planeten/2008/08/eine-kurze-geschichte-der-planetenentstehung.php

  13. #13 Gluecypher
    16. Oktober 2009

    Noch was nettes dazu auf “Starts with a Bang” von Ethan Siegel:

    https://scienceblogs.com/startswithabang/2009/10/q_a_the_shape_of_things.php

  14. #14 H.M.Voynich
    22. Oktober 2009

    @Florian:
    “Also ursprünglich waren die Objekte ebenfalls in ner Scheibe angeordnet. Aber im Laufe der Zeit hat die Gravitation der vorbeiziehenden Sterne die Objekte gestört und ihre Bahnneigung erhöht.”
    Ich hatte erst angenommen, die Objekte wären vielleicht eingefangen, und da sie aus jeder beliebigen Richtung gekommen sein können, können sie dann auch beliebige Bahnneigungen haben. Kann das auch zur Kugelform beitragen?

  15. #15 Bullet
    30. Oktober 2009

    Schon bald werden sie feststellen müssen, dass genauso wie bei den Galaxien, so auch an der Peripherie des Sonnensystems das Gravitationsgesetz nicht gültig ist[…]. Sobald sich ein Körper auf einem annähernd Kreisförmigen Bahn befindet und so weit von der Sonne entfernt ist, dass die gravitative Wirkung der Sonne und der benachbarten Körper kleiner ist als die Wirkung des GH, muss die Umlaufgeschwindigkeit des Körpers von seiner Masse abhängig sein und auf keinen Fall von der Entfernung zu der Sonne. So erwartete ich dass [bei den] transneptuner Körper […] eine Zunahme der Umlaufgeschwindigkeit zu erwarten ist. Mit einer an Gewissheit grenzenden Wahrscheinlichkeit kann man die Bahnen der transneptuner Körper nicht auf der Grundlage der Keplergesetze berechnen, die sind in dieser Entfernung zu der Sonne nämlich falsch.

    Weh Teh Eff???
    Ich … also … Moment. Hapüüüh. “schon bald werdet ihr sehen, daß da draußen alles anders ist, nämlich so, wie ich es sage. Noch nie hat dort jemand hingeblickt, aber ich weiß es schon vorher. Und wenn ihr endlich eure lächerlichen Instrumente dahingebracht habt, dann werdet ihr sehen, daß ich recht hatte, ohne messen zu müssen.”
    DAS soll ich einfach so hinnehmen?? – Weiter:
    “Wenn die Anziehungskraft der Sonne [aufgrund der größeren Entfernung der Planeten zur Sonne] schwindet, dann werden sich Planeten schneller um eben jene Sonne drehen.” Flooooriaaaaaaaaaan … wo fängt man da an? *haarerauf*
    Ach ja, und “die Keplergesetze sind [dort] nämlich falsch.”
    Cool. Zitiern Sie doch bitte mal die Keplergesetze. Dann widerlegen Sie sie bitte. Natürlich nebst Erklärung des Mechanismus, der diese Revolution verursacht.
    Und drittens hätte ich dann eine Erklärung dafür, daß sich ein ziemlich intensiv beobachteter Haufen Sterne in der Nähe von Sgr A* perfekt nach eben jenen Gesetzen richtet. (Ich schließe das aus der Tatsache, daß der Bericht über die Sterne, die Sgr A* umwirbeln, ab-so-lut nichts über Anomalien in Bezug auf Umlaufparameter jener Sterne erwähnt – obwohl das DIE Sensation des Berichtes gewesen wäre.)

  16. #16 Ireneusz Cwirko
    30. Oktober 2009

    “Und drittens hätte ich dann eine Erklärung dafür, daß sich ein ziemlich intensiv beobachteter Haufen Sterne in der Nähe von Sgr A* perfekt nach eben jenen Gesetzen richtet. (Ich schließe das aus der Tatsache, daß der Bericht über die Sterne, die Sgr A* umwirbeln, ab-so-lut nichts über Anomalien in Bezug auf Umlaufparameter jener Sterne erwähnt – obwohl das DIE Sensation des Berichtes gewesen wäre.)2

    @Bullet Die Rechnerei egal ob beim oben genannten Beispiel oder bei Asteroiden des Kuipers ist doch eine mathematische Fatamorgana. Nach dem Prinzip Mist rein, Mist raus. Klar das es passen muss. Das die Wirklichkeit anders ist interessiert doch keinem Hauptsache niemand merkt den Betrug.

  17. #17 Thomas J
    30. Oktober 2009

    @Ireneusz

    Also anscheinend kennen Sie wenigstens die Mahematik als objektive Sprache an, odeR?

    Dann können Sie doch ganz klar uns aufschreiben, wo Bullet “Mist” in die Formeln eingefügt hat, oder?

  18. #18 achdugrüneneune
    3. Dezember 2009

    Ich bin auch der Meinung das wir von vorne bis hinten verarscht werden weil man sich keine eigene Meinung bilden kann ohne das man fachchinesisch kritisiert wird, alles was viel lesen muss hat sowieso nix in der birne…könnte ich genauso schreiben.

    Es gibt duchaus Menschen die die Astronomen in den schatten stellen und zwar mit reiner logig und nicht mit formeln.
    Leben wir noch in der steinzeit?
    Sind wir stehen geblieben?
    Haben wir uns nicht weiter entwickelt?
    Unser wissen mit deren fähigkeiten wird über generationen weitergegeben und zwar nicht mit büchern man weiss es halt einfach, und die die das wissen nicht besitzen, gehen halt zur schule -.- selbst das is logisch….

    ich kenn z.b schon den kommi der unter mir irgendwann mal auftaucht ich bin kein hellseher od so, ich weis es einfach 😛

  19. #19 Bullet
    3. Dezember 2009

    Es gibt duchaus Menschen die die Astronomen in den schatten stellen und zwar mit reiner logig und nicht mit formeln.

    Na, da bin ich ja mal gespannt. Vor allem deswegen, weil ich gern mal eine unlogische Formel sehen möchte.

  20. #20 Christian A.
    3. Dezember 2009

    Ich auch.Vor allem möchte ich mal sehen, wie jemand der “Logig” schreibt beurteilen möchte, dass jemand mit “Logig”(tm) einen Astronom in den Schatten stellt.

    Aber achdugrüneneune sei verziehen, er/sie ist ja schließlich noch ein kleines Kind.

  21. #21 Tom
    4. Dezember 2009

    Hallo miteinander,

    eine Laienfrage hätte ich da einmal. Wenn man nicht in der Lage ist die Felsbrocken, die sich dort draußen in der Oortschen Wolke herumtreiben, zu beobachten, wäre es dann nicht vielleicht denkbar das so ziemlich überall im interstellaren Raum solche Himmelskörper durch die Gegend treiben?

    Hmmm. erklärt das vielleicht die dunkle Materie, die sich ja auch durch Gravitation bemerkbar macht? Kann man für diese Idee den Nobelpreis bekommen? 😉

    Danke im Voraus.

    P.S. Tolle Seite übrigens, gefällt mir sehr gut. Vor allem die aufklärerischen Aspekte des Ganzen. Scharlatane zu entlarven finde ich sympatisch.

  22. #22 Florian Freistetter
    4. Dezember 2009

    @Tom: Gute Idee 😉 Aber die Gesamtmasse der Oortschen Wolke wäre viel zu gering. Das sind ein paar Erdmassen, was das insgesamt rumfliegt. Wenn man die dunkle Materie durch Asteroiden erklären will, müsste man das Universum quasi vollstopfen mit den Dingern 😉

  23. #23 Tom
    4. Dezember 2009

    Genau das war doch meine fixe Idee, eine Art Universums- Oort- Wolke.

    Okay, ich gebs zu, ich hab’s mit nem Schmunzeln geschrieben. Wenn es Sie auch dazu gebracht hat bin ich’s zufrieden.

    Hauptsächlich wollte ich mein Lob hinsichtlich dieser Seite zum Ausdruck bringen. Nun möchte ich noch hinzufügen dass ich es toll finde mit welcher Geduld Sie z.T. immer wiederkehrende Fragen von Kommentatoren beantworten und das Gestammel der Trolle ertragen.

    Respekt!

  24. #24 Norbert Nickles
    10. November 2010

    Die Ursprungsmaterie aus der sich die Sonne und die Planeten gebildet haben, hatte eine Kugelform! Nur dort, wo sich die Materie sehr schnell gedreht hat (nämlich in der Mitte) hat sich diese Kugel zu einer Scheibe abgeplattet, aus der sich Sonne und Planeten entwickelt haben, die sich in der Ekliptik bewegen. In der Bereichen der Orrtschen Wolke ist der Drehimpuls viel zu niedirg, deswegen ist da die Ursprungs-Kugelform noch erhalten. Die Kugelform ist doch nicht nachträglich entstanden durch vorbeiziehende Sterne!

  25. #25 Florian Freistetter
    10. November 2010

    @Norbert Nickles:“Die Ursprungsmaterie aus der sich die Sonne und die Planeten gebildet haben, hatte eine Kugelform!”

    Und du hast sicher auch Quellen für diese außergewöhnliche Behauptung?

  26. #26 Norbert Nickles
    16. Dezember 2010

    Eine Gaswolke, die sich unter einem gravitativen Einfluss zusammen zu ziehen beginnt, hat IMMER eine Kugelform!! (Siehe z.B. Sonne oder im Weltraum wo Flüssigkeiten sich zu Kugeln bilden). Das Urspungssonnensystem kann genauso wenig eine Scheibe gewesen sein wie es z.B. ein Dreieck gewesen sein könnte! Nur durch schnelle Rotation kann eine Scheibe entstehen. Wenn sich die Aussenbezirke des Sonnensystems schnell gedreht hätten oder drehen würden, dann wären alle Objekte durch die Fliehkraft weg geschleudert worden. Welche Kraft sollte denn Objekte auf eine Scheibe zwingen?

    Es gibt ja auch die Analogie, dass unsere Milchstrasse eine Scheibe ist und sich die ganzen Kugelsternhaufen um unsere Galaxie wie ein Halo kugelförmig herum gruppieren…also genau wie beim Sonnensystem und der Oortschen Wolke…. weil auch die Galaxie aus einer kugeligen Gaswolke hervorgegangen ist. Die Kugelsternhaufen sind ja auch nicht durch vorbeiziehende massereiche Objekte aus der Galaxie herausgesaugt worden ….

  27. #27 Bullet
    16. Dezember 2010

    @NN:

    Nur durch schnelle Rotation kann eine Scheibe entstehen.

    Wie schnell?

  28. #28 Florian Freistetter
    16. Dezember 2010

    @NN: “Nur durch schnelle Rotation kann eine Scheibe entstehen”

    Genau – und da das Gas ja auch rotiert sind die Planeten aus einer protoplanetaren Scheibe entstanden.

  29. #29 Norbert Nickles
    22. Dezember 2010

    “Wie schnell?”

    Während sich die Gaskugel zusammenzieht immer schneller und immer schneller, bis Flieh- und Anziehungskraft ein Gleichgewicht erreicht haben….