Fragen Sie Ethan: Können zwei Planeten in derselben Umlaufbahn existieren?
Trotz der Gefahren, die ein zufälliger Asteroid oder Komet darstellen kann, ist unser Sonnensystem ein erstaunlich stabiler Ort, an dem alle acht Planeten während des gesamten Lebens der Sonne in ihren Umlaufbahnen bleiben. Aber sind alle Sonnensysteme wie unsere? Nachdem ich mir die Fragen für die wöchentliche Kolumne angesehen hatte, wählte ich diese wunderbare Frage von Dee Hurley aus:Könnte es ein Sonnensystem geben, in dem sich zwei Planeten in derselben Umlaufbahn befinden?
Dies ist eine sehr gute Frage, und es gibt mehrere Schlüssel, um sie in unserem Sonnensystem zu beantworten.
Laut der International Union of Astronomers (IAU) benötigt ein umlaufender Körper drei Dinge, um den Planetenstatus zu erhalten:1. Im hydrostatischen Gleichgewicht zu sein, dh die Schwerkraft reicht aus, um eine Kugelform zu erreichen (angesichts der Rotation, die diese Form verzerrt).2. Bewegen Sie sich im Orbit um die Sonne und nicht um einen anderen Körper.3. Befreien Sie Ihre Umlaufbahn von Planetesimalen und Konkurrenten.Genau genommen schließt der dritte Absatz die Möglichkeit aus, zwei Planeten im Orbit zu finden.
Aber kümmern wir uns nicht um klare Definitionen. Es ist besser zu überlegen, ob sich zwei erdähnliche Planeten in derselben Umlaufbahn um ihren Stern befinden können. Das Hauptproblem wird die Schwerkraft sein, die eine Doppelbahn auf zwei Arten zerstören kann: Entweder trifft die Gravitationswechselwirkung sehr stark auf einen der Planeten, der infolgedessen in die Sonne fällt oder aus dem System herausfliegt, oder die gegenseitige Anziehung führt dazu, dass sich die Planeten zu einer beeindruckenden Kollision vereinigen.
Die letzte Option geschah gerade auf der Erde, als das Sonnensystem nur wenige zehn Millionen Jahre alt war. Aufgrund der Kollision erschien der Mond und höchstwahrscheinlich veränderte sich die Erdoberfläche.Es ist nicht sehr praktisch, wenn sich zwei Planeten in derselben Umlaufbahn befinden, da in solchen Fällen keine echte Stabilität vorliegt. Man kann auf eine quasi stabile Umlaufbahn hoffen, die Milliarden von Jahren bestehen kann, bevor einer von zwei Vorfällen eintritt. Um dies zu beschreiben, möchte ich das Konzept der Lagrange-Punkte vorstellen.
Wenn wir nur zwei Massen betrachten - die Sonne und einen Planeten - gibt es fünf Punkte, die als Lagrange-Punkte bekannt sind, um die sich die Gravitationseffekte der Sonne und des Planeten gegenseitig vernichten, und der Körper mit kleiner Masse in ihnen kann sich immer mit den ersten beiden im Orbit bewegen. Leider sind nur die Punkte L4 und L5 stabil; Alles, was von den Punkten L1, L2 oder L3 ausgeht, kollidiert entweder mit einem Planeten oder wird aus dem System geworfen.Aber um die Punkte L4 und L5 sammeln sich Asteroiden an. Es gibt Tausende von Gasriesen, aber die Erde hat auch einen: den Asteroiden 3753 Cruithne , der sich jetzt in einer quasi stabilen Umlaufbahn mit unserer Welt befindet!Und obwohl dieser Asteroid auf einer Zeitskala von Milliarden von Jahren instabil ist, können auf diese Weise zwei Planeten in einer Umlaufbahn existieren. Ein binärer Planet ist ebenfalls möglich, so etwas wie das Erd / Mond- (oder Pluto / Charon-) System, bei dem es keine klare Trennung zwischen Planet und Mond gibt. Wenn zwei Planeten im System vergleichbare Massen und Größen haben und durch einen kleinen Abstand voneinander getrennt sind, kann dieses System als binär oder doppelt planetarisch bezeichnet werden. Neuere Forschungen legen die Existenz solcher Systeme nahe .Aber es gibt noch einen anderen Weg, der Ihnen instabil erscheint: zwei Planeten in unterschiedlichen Umlaufbahnen, eine in der anderen, die sich regelmäßig ändern. Sie mögen entscheiden, dass dies Wahnsinn ist, aber im Sonnensystem gibt es ein Beispiel für einen solchen Fall: die beiden Monde Saturn, Epimetheus und Janus .Alle vier Jahre erobert der Mond, der näher am Saturn liegt, den äußeren, und ihre Anziehungskraft bewirkt, dass der innere Mond in die äußere und der äußere in die innere Umlaufbahn gelangt.
In den letzten 25 Jahren haben wir ihren Tanz viele Male beobachtet, und soweit wir das beurteilen können, ist diese Konfiguration während der Existenz des Sonnensystems stabil. Das heißt, irgendwo in unserer Galaxie gibt es möglicherweise ein Planetensystem, in dem sich zwei Planeten, nicht Monde, einfach so verhalten!
Die schlechte Nachricht ist, dass wir von den Tausenden von Planeten, die wir entdeckt haben, noch kein einziges Binärsystem kennen. Die Nachricht von der Eröffnung eines solchen Systems, das vor einigen Jahren überflogen wurde, wurde zurückgerufen . Natürlich ist unsere Technologie immer noch nicht gut genug, um die Monde um Exoplaneten zu öffnen, und wir erwarten, dass sie dort sind.Tatsächlich sollten solche Fälle der gemeinsamen Nutzung von Umlaufbahnen selten sein, aber nicht so selten, dass wir ihnen niemals begegnen. Geben Sie uns ein Teleskop, um nach besseren Planeten, einer Million Sternen und zehn Jahren zu suchen, und ich wette, wir werden Beispiele für alle drei Fälle der Existenz von zwei Planeten in einer Umlaufbahn finden. Die Gesetze der Schwerkraft und unsere Simulationen argumentieren, dass solche Fälle realisiert werden sollten. Es bleibt nur, sie zu finden. Source: https://habr.com/ru/post/de400411/
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