Unsere Sonne befindet sich grob 10 kpc vom Zentrum entfernt. Ihre Hillsphäre reicht 300000 Astronomische Einheiten in die x-Richtung, 200000 AE in die y-Richtung und 150000 in die z-Richtung. Das ist ungefähr die Gegend, in der sich auch die Oortsche Wolke befindet, also die Region aus der die Kometen stammen. Dort befinden sich ein paar Billionen Kleinkörper und es ist durchaus möglich, dass die galaktischen Gezeiten ihre Bahn beeinflussen und ab und zu die Bahn der Kometen so verändern, dass sie ins innere Sonnensystem gelangen können.

Ansonsten haben die galaktischen Gezeiten aber kaum Einfluss auf unser Sonnensystem. Veras und Evans geben eine simple Faustregel an, mit der sich berechnen lässt, auf welchen Zeitskalen sich der Einfluss der galaktischen Gezeiten abspielt. Die Periode P der Störungen, die durch die galaktischen Gezeiten ausgelöst werden ist ungefähr gleich dem Verhältnis von Pext² und Ppl. Pext ist die Umlaufzeit des Sterns um das Zentrum der Galaxie und Ppl die Umlaufzeit des Planeten um den Stern. Für Jupiter ergibt sich hier zum Beispiel eine Periode für die galaktischen Gezeiten von mehreren Billionen Jahren! Das ist deutlich länger als das Universum überhaupt existiert und man getrost sagen, dass der Einfluss der Gezeiten zu vernachlässigen ist.

Ist der Planet aber näher am galaktischen Zentrum oder befindet er sich weiter entfernt von seinem Stern, dann kann das anders aussehen. Beobachtungen, die in den letzten Jahren gemacht worden sind, zeigen, dass es auch näher am Zentrum Planeten gibt. Und auch wenn bisher noch kaum Planeten beobachtet worden sind, die sich sehr weit (einige 1000 AE) von ihrem Stern entfernt befinden (das liegt an den derzeit verwendeten Beobachtungsmethoden) ist es durchaus möglich, dass viele davon existieren. Während der turbulenten Phase der Planetenentstehung können Planeten aus den inneren Bereichen eines Planetensystems weit hinaus in die äußeren Regionen geschleudert werden.

Veras und Evans haben deshalb auch ausgerechnet, wie die galaktischen Gezeiten solche Planeten beeinflussen würden. So sehen die Ergebnisse aus:

Das Bild zeigt die Veränderung der Bahnexzentrizität (d.h. die Abweichung der Bahn von der Kreisform) im Lauf der Zeit. Der betrachtete Planet befindet sich immer 1000 AE von seinem Stern entfernt. Die verschiedenen Kurven beschreiben Planetensysteme, die sich verschieden weit vom galaktischen Zentrum entfernt befinden. Planetensysteme die sich in den äußeren Regionen einer Galaxie befinden, zeigen fast gar keine Störungen. Erst wenn man sich dem Zentrum nähert, sind die Effekte spürbar und die Bahnen werden immer weniger kreisförmig und damit auch immer instabiler (je ovaler eine Bahn ist, desto größer wird die Chance, dass der Planet die Bahn eines anderen Planeten kreuzt und beide kollidieren).

Natürlich hängt viel von der Ausgangssituation ab. Ich habe oben erwähnt, dass die Neigung des Planetensystems in Bezug auf die galaktische Ebene eine Rolle spielt. Es gibt keinen prinzipiellen Grund, warum sich Planetensysteme entlang einer bestimmten Ebene orientieren sollen. Die vielen extrasolaren Systeme sind daher vermutlich alle irgendwie geneigt; die Inklination ist zufällig verteilt. Unsere Sonnensystem ist immerhin 60 Grad gegenüber der galaktischen Ebene geneigt und das ist auch der Wert, den Veras und Evans bei ihrer Rechnung verwendet haben. Aber auch anderer Parameter (die exakte Orientierung der Bahn im Raum) können die Wirkung der Gezeiten beeinflussen.

Das Bild oben zeigt den Einfluss der galaktischen Gezeiten in den äußeren Bereichen der Galaxie. Im Zentrum, im Bulge also, sieht das alles nochmal ganz anders aus. Das nächste Bild zeigt die Ergebnisse von identischen Berechnungen wie oben. Aber diesmal befindet sich der Planet nur zwischen 0,05 und 2 Kiloparsec vom galaktischen Zentrum entfernt:

Je näher der Planet sich am galaktischen Zentrum befindet, desto kürzer ist die Periode der Störung. Die schwarze Kurve entspricht einem Planeten, dessen Stern sich nur 50 Parsec vom Zentrum entfernt entspricht!

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Kommentare (25)

  1. #1 REALM
    Wels
    26. Dezember 2012

    Wie immer sehr begeisternd. Sag mal wäre es möglich dass du im Ars-Electronica Center in Linz einen Vortrag über Astromie hältst?
    Das würde mich ausserordentlich freuen.

  2. #2 Florian Freistetter
    26. Dezember 2012

    @REALM: Wenn mich jemand einlädt, komme ich überall hin. Musst halt die Leut vom Ars-Electronica Center überzeugen, dass sie mich für nen Vortrag einladen 😉 Ich kenn dort leider niemanden.

  3. #3 Fermat
    26. Dezember 2012

    “Unsere Milchstraßen-Galaxie besteht aus ungefähr 200 Millionen Sternen.”
    Es sind doch 200 Milliarden Sterne.

  4. #4 Florian Freistetter
    26. Dezember 2012

    @Fermat: Danke!

  5. #5
    26. Dezember 2012

    Wie sind denn die erwähnten x-, y- und z-Achsen gewählt? Ich vermute mal, dass die z-Achse die Rotationsachse der Galaxie darstellt oder? Und warum gibt es da Unterschiede zwischen x- und y- Richtung?

  6. #6 karmel
    26. Dezember 2012

    nur eine kleinigkeit bei der ersten Abb.: “(links ist die Einheit 100000 Astronomische Einheiten, rechts sind es parsec)”

    wenn ich nicht irre, ist es umgekehrt 😉

    sehr interessanter artikel!

  7. #7 Kallewirsch
    26. Dezember 2012

    Und warum gibt es da Unterschiede zwischen x- und y- Richtung?

    Ich schätze mal, das eine ist radial(x) und das andere tangential (y).
    In radialer Richtung hast du also noch einen Gravitationsgradienten in Richtung Zentrum mit dabei.

  8. #8 Florian Freistetter
    26. Dezember 2012

    @Kallewirsch: So ist es. X ist die Verbindungslinie Richtung Zentrum.

  9. #9 Irische Seemöwe
    26. Dezember 2012

    Interessant, wenn ich mich auch erstmal mehr einlesen muss…merke, das ich gerade erst anfange mich dafür zu interessieren also habt ein bisschen Geduld mit mir, wenn ich hier die ein oder andere Frage stelle:-)danke

  10. #10 Irische Seemöwe
    26. Dezember 2012

    Florian, würdest Du fürn Vortrag auch nach Köln kommen? Die Schule meines Sohnes wäre da sicher offen und da finden auch oft gute Veranstaltungen statt. Wie z.B. der Vortrag mit Scary Guy. Das ist der nette, tätowierte Typ, der überall unterwegs ist und Toleranz und Nächstenliebe vermittelt. Echt ne tolle Sache..

  11. #11 Florian Freistetter
    26. Dezember 2012

    @Seemöve: Naja, der Artikel hier ist für den Einstieg in die Astronomie auch nicht unbedingt geeignet, als frag ruhig!

  12. #12 Florian Freistetter
    26. Dezember 2012

    @Irische Seemöve: “Florian, würdest Du fürn Vortrag auch nach Köln kommen?”

    Wenn man mich einlädt, komm ich überall hin. Gerne auch in Schulen.

  13. #13 PDP10
    26. Dezember 2012

    Interessanter (für mich neuer) Aspekt. Wieder was gelernt!

    Allerdings verwirrt mich der vorletzte Satz etwas:

    “In ein paar Jahrzehnten werden wir einen vernünftigen Überblick über alle Planeten unseres Planetensystems haben. ”

    Um es mal so auszudrücken: Hä?

  14. #14 Florian Freistetter
    26. Dezember 2012

    @PDP10: Der Satz ist zwar auch nicht falsch; gemeint war aber anders. Danke für den Hinweis!

  15. #15 Irische Seemöwe
    26. Dezember 2012

    Ups,wer war das denn gerade? Bin ich meschugge oder hast Du den blitzartig rauskatapultiert Florian?

  16. #16 Florian Freistetter
    26. Dezember 2012

    @Seemöwe: Hier gibts ein paar Typen die es lustig finden, mich und mein Blog mit immer den gleichen blöden Emails und Kommentaren zu nerven. Die fliegen aber immer schnell wieder raus.

  17. #17 Irische Seemöwe
    26. Dezember 2012

    ..da bin ich aber froh…leg mich jetzt schlafen,gute Nacht…:-)

  18. #18 Stefan
    astroworlds.wordpress.com/
    27. Dezember 2012

    Hallo Florian,

    im Februar beginnt in unserer Schule (Stolberg Rhld. Realschule I) die Projektwoche. Mich würde interessieren ob du bei uns vielleicht vorbei kommen könntest? Kostet das was? Ich habe zwar noch nicht mit meinem Projektleiter gesprochen, würde es aber dann sobald machen.

  19. #19 Florian Freistetter
    27. Dezember 2012

    @Stefan: “Mich würde interessieren ob du bei uns vielleicht vorbei kommen könntest? Kostet das was?”

    Naja, zu Schreiben und Vorträge zu halten ist mein Job. Insofern kann ich das nicht kostenlos machen; ich muss auch von irgendwas leben.

  20. #20 patec
    28. Dezember 2012

    Wenn ich mir das vorstelle und dann das Foto der beiden Galaxien nehme.. wie wirkt sich denn soetwas auf die Planetensysteme aus? Man hat ja “plötzlich” eine enorme Masse, die aus einer ganz anderen Richtung wirkt als der Bulge der eigenen Galaxie.

  21. #21 Florian Freistetter
    28. Dezember 2012

    @patec: Die Planeten sind gravitativ an die Sterne gebunden. Denen passiert bei so ner galaktischen “Kollision” gar nix. Vor allem auch, weil die ein paar Milliarden Jahre dauert. Der Stern selbst wird seine Position verändern; vielleicht sogar aus der Galaxie rausgeworfen. Aber die Planeten stört das wenig.

  22. #22 birne
    29. Dezember 2012

    Könntest du ein wenig darüber sagen,warum die Gezeitenwirkung von der Bahnneigung abhängt?

  23. #23 Florian Freistetter
    29. Dezember 2012

    @birne: Weil sich das Gravitationsfeld der Galaxie ändert. Die Galaxis ist ja keine Sphäre, sondern – abgesehen vom Bulge – scheibenförmig. Deswegen ändert sich die Gezeitenkraft, wenn die Bahn gegenüber der Scheibe geneigt ist.

  24. #24 birne
    29. Dezember 2012

    Danke für die schnelle Antwort, jetzt habe ich zumindest eine leise Ahnung.

  25. #25 Stefan
    Herborn
    1. Januar 2013

    Vielen Dank für den sehr interessanten Artikel und ein gutes neues Jahr!