Klimawandel durch kosmische Strahlung / Galaktische Rotation

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StarWolf

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Diese 30 Millionen Jahre sind in der Tat die Zeit, die die Sonne jeweils über und unter der galaktischen Scheibe verbringt. Die Mitte der Scheibe (wo wir uns jetzt mehr oder weniger befinden) ist aber nur geringfügig dichter als die Zonen darüber und darunter, deshalb sollte das auch hier keinen grossen Unterschied machen.

Bei Florian hatte ich das mal gelesen:
Florian Freistetter schrieb:
Die Sonne durchquert die Ebene der Milchstrasse etwa alle 30 bis 45 Millionen Jahre. Im Moment befindet sie sich über der Ebene und entfernt sich weiter von ihr. Sie hat die Ebene nämlich erst vor 1,5 Millionen Jahren durchquert und befindet sich jetzt 65 Lichtjahre von der Ebene entfernt.
Quelle:Astrodicticum Simplex

Grüße - StarWolf
 

mac

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Hallo Bynaus,

Ich kann mich erinnern, mal gelesen zu haben, dass der stärkste Einfluss auf die Oortsche Wolke in den letzten paar Millionen Jahren der Vorbeizug des Algol-Sternsystems vor etwa 8 Mio Jahren war - in 10 Lichtjahren Entfernung!
Wenn man das mit den Angaben aus Wiki nachrechnet, waren es höchstens 6 Millionen Jahre und der Einfluß des Alpha-Centaurisystems ist zur Zeit fast doppelt so stark, wie es bei Algol 1,2 und 3 bei 10 Lichtjahren Abstand war und Alpha Centauri nähert sich uns (nicht in direkter Linie) mit rund der vier bis fünf fachen Geschwindigkeit, mit der sich Algol entfernt. Wie nahe sich unsere beiden Systeme kommen werden, hab' ich jetzt auf die Schnelle nicht gefunden.

EDIT: Doch gefunden! Im Wikiartikel zu Alpha Centauri weiter unten graphisch dargestellt, bis auf rund 3 Lichtjahre.

Herzliche Grüße

MAC
 
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Imagination

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Gelegentlich ist gut...in einer Zeitspanne von 4.5 Mrd. Jahren bedeutet "gelegentlich" eigentlich ziemlich viele "Gelegenheiten". Passieren wir in einem Galaktischen Jahr im Schnitt zweimal einen Spiralarm (was eine Periode von 110 Mio Jahren entsprechen würde), wären das erdgeschichtlich betrachtet schon 45 Ereignisse dieser Art. Es ist davon auszugehen, das wir in dieser mögllichen Zeitspanne trotzdem keinen "Kontakt" mit anderen Sternensystemen hatten, die gravitativ unser Planetensystem verändern würden. Nun gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder wir hatten verdammt viel Glück oder es passiert einfach nicht, das wir durch einen Spiralarm wandern. Ich tendiere zu zweiter Variante.

Wäre es nicht denkbar das unser Sonnensystem einfach das "Glück" hat einer Umlaufbahn zu folgen in der wir mit keinen anderen Sternensystemen kollidieren ? Klar wäre das wie du sagtest "verdammt viel Glück", aber im Umkehrschluss könnte man auch sagen das wir gar nicht hier wären hätten wir nicht eine so "kollisionsfreie" Umlaufbahn und somit wäre es kein Glück sondern eine weitere vorraussetzung für höheres Leben.
 

zoot

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Guten Abend,

@ Bynaus: Danke für deine ausführliche Antwort, du hast mir sehr weitergeholfen neues zu erfahren.


Wäre es nicht denkbar das unser Sonnensystem einfach das "Glück" hat einer Umlaufbahn zu folgen in der wir mit keinen anderen Sternensystemen kollidieren ? Klar wäre das wie du sagtest "verdammt viel Glück", aber im Umkehrschluss könnte man auch sagen das wir gar nicht hier wären hätten wir nicht eine so "kollisionsfreie" Umlaufbahn und somit wäre es kein Glück sondern eine weitere vorraussetzung für höheres Leben.

Vielleicht ist einfach der Grund, dass unser Zentralgestirn lange genug "lebt" um aus seinem Entstehungsgebiet zu wandern um in einer "ruhigen" Gegend seine Kreise zu ziehen. Im gegenteil dazu, leben massereiche Sterne nicht lang genug um das Selbige zu tun und enden ihr Dasein meistens in der Nähe ihrer Entstehung. Ich glaube aber auch, dass unser Plantensystem anfangs ganz anders aus sah, mit deutlich mehr Planeten oder Protoplaneten, für eine Veränderung zum heutigen Bild werden auch andere Sterne zum Anfang eine große Rolle gespielt haben, die sich mit der Sonne in einem Gebiet gebildet haben.

Liebe Grüße zoot
 

Bynaus

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Hallo Bynaus,

Wenn man das mit den Angaben aus Wiki nachrechnet, waren es höchstens 6 Millionen Jahre und der Einfluß des Alpha-Centaurisystems ist zur Zeit fast doppelt so stark, wie es bei Algol 1,2 und 3 bei 10 Lichtjahren Abstand war und Alpha Centauri nähert sich uns (nicht in direkter Linie) mit rund der vier bis fünf fachen Geschwindigkeit, mit der sich Algol entfernt. Wie nahe sich unsere beiden Systeme kommen werden, hab' ich jetzt auf die Schnelle nicht gefunden.

EDIT: Doch gefunden! Im Wikiartikel zu Alpha Centauri weiter unten graphisch dargestellt, bis auf rund 3 Lichtjahre.

Herzliche Grüße

MAC

Hallo mac,
Ja, das mit der Erinnerung ist so eine Sache... Du hast recht, es war vor 6.8 Mio Jahren, und die Stärke der Störung war nur die drittstärkste im zuletzt verlinkten Paper, nach SAO 128711 vor 1.25 Mio Jahren und weniger als 1 LJ Abstand (wie gemein! Da fliegt schon mal ein Stern weniger als ein Lichtjahr an der Sonne vorbei, und verpasst die Zivilisation um nur gerade eine Million Jahre... Vielleicht würden wir uns mittlerweile schon ersthafte Gedanken machen, wie wir eine robotische Sonde in dieses System entsenden, wenn es immer noch so nahe wäre...), Gliese 710 in 1.3 Mio Jahren und etwas mehr als 1 LJ Abstand, gefolgt von Algol.

Die nächste Annäherung von Proxima + Alpha Centauri in 28000 Jahren (und 200'000 AU = 3.2 LJ) hat nur eine relative Stärke von 14 (wobei SAO 128711 = 100 ist), immer noch weniger als Algol mit 41.

@Imagination:

Wäre es nicht denkbar das unser Sonnensystem einfach das "Glück" hat einer Umlaufbahn zu folgen in der wir mit keinen anderen Sternensystemen kollidieren ? Klar wäre das wie du sagtest "verdammt viel Glück", aber im Umkehrschluss könnte man auch sagen das wir gar nicht hier wären hätten wir nicht eine so "kollisionsfreie" Umlaufbahn und somit wäre es kein Glück sondern eine weitere vorraussetzung für höheres Leben.

Dann müsste man aber vermuten, dass Planetensysteme, die nicht beobachtet werden, selten sind. Dem ist aber nicht so. Es gibt unzählige Planetensysteme, und trotz der Schwierigkeit, solche Planeten zu entdecken, kennen wir auch schon einige Planeten in grossen Entfernungen zu ihrem Stern. Diese können nicht durch einen anthropischen Auswahleffekt beobachtet werden, man kann sich deshalb nicht mehr auf das "Glück" berufen.

Wie gesagt, schaut euch mal den Link an, den ich vor ein paar Posts eingestellt hatte: Die Chance, dass in der Geschichte des Sonnensystems ein Stern der Sonne auf 1000 AU nahe kommt, beträgt gerade mal 40%. Und bei 1000 AU ist es alles andere als sicher, dass das System destabilisiert würde.

@zoot:

Im gegenteil dazu, leben massereiche Sterne nicht lang genug um das Selbige zu tun und enden ihr Dasein meistens in der Nähe ihrer Entstehung.

Ein Sternhaufen fällt über etwa einen halben Umlauf um die Galaxis auseinander, dh, etwa 125 Mio Jahre. Die Lebensdauer von Sternen berechnet sich etwa zu:

11 Mrd Jahre * M^-2.5

Daraus folgt, dass nur Sterne mit weniger als 6 Sonnenmassen das Auseinanderfallen ihres Haufens deutlich überleben.

Ich glaube aber auch, dass unser Plantensystem anfangs ganz anders aus sah, mit deutlich mehr Planeten oder Protoplaneten, für eine Veränderung zum heutigen Bild werden auch andere Sterne zum Anfang eine große Rolle gespielt haben, die sich mit der Sonne in einem Gebiet gebildet haben.

Ersteres ja (v.a. im Bereich der terrestrischen Planeten), aber zweiteres nein: Wenn Sterne eine Rolle gespielt hätten, wäre das ganze System destabilisiert worden. Es sei denn, du meinst Planeten, die irgendwann in die Oortsche Wolke geschleudert wurden. Diese könnten später durch Sternbegegnungen abgestreift werden.
 

mac

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Hallo Bynaus,

im zuletzt verlinkten Paper
welches Paper, welchen Link meinst Du hier?


(wie gemein! Da fliegt schon mal ein Stern weniger als ein Lichtjahr an der Sonne vorbei, und verpasst die Zivilisation um nur gerade eine Million Jahre... Vielleicht würden wir uns mittlerweile schon ersthafte Gedanken machen, wie wir eine robotische Sonde in dieses System entsenden, wenn es immer noch so nahe wäre...),
ja, vielleicht. Signaltechnisch wäre das ein Unterschied um fast einen Faktor 20 (zu Alpha Centauri) und die, die diese Sonde losschicken, würden mehrheitlich wohl auch erleben daß sie sendet. Aber was soll's, die Welt ist, meisten zu unserem Glück, so wie sie ist.



Die nächste Annäherung von Proxima + Alpha Centauri in 28000 Jahren (und 200'000 AU = 3.2 LJ) hat nur eine relative Stärke von 14 (wobei SAO 128711 = 100 ist), immer noch weniger als Algol mit 41.
das hab' ich nicht verstanden. War Algol denn soviel näher als die 10 Lichtjahre aus Deiner Erinnerung?

Herzliche Grüße

MAC
 
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Sissy

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Hi Imagination,

wilkommen im Forum :)

Kurz zusammengefasst:
Svensmark glaubt einen Zusammenhang zwischen kosmischer Strahlung und Wolkenbildung gefunden zu haben (v.a. tiefere Wolken die maßgeblich für die Reflektion von Sonnenstrahlen verantwortlich sind).

es ist möglich, daß es einen prinzipiellen Zusammenhang gibt. Unsere momentane Datenlage ist jedoch noch nicht sicher genug, um da jetzt schon wirklich konkrete Aussagen zu machen.

Er kann damit die historischen Klimawandel / Eiszeiten in der Vergangenheit erklären die in recht regelmäßigen Abständen immer wieder auftraten (und meines Wissens auch noch nie schlüssig geklärt wurde warum diese so regelmäßig sind).

Das Klima unseres Planeten hängt von verschiedenen Faktoren ab:

a) Zusammensetzung unserer Atmosphäre (Aerosole, Wasserdampf, CO2 Anteil, menschgemachte "Treibhausgase", Vulkanausbrüche ala Dekkan Trap über mehrere Millionen Jahre hinweg)
b) Albedo (Meeresoberfläche, Vergletscherte Zonen, Vegetationsgürtel, helle oder dunkle Wüsten, Wolkengürtel)
c) Kometen/Asteroideneinschläge
d) Luft- und Meeresströmungen und Hindernisse darin
d1)Süßwassereinträge ins Meer, stabile Wirbel
d2)Plattentektonik (Auffalten hoher Gebirge, Zusammenstoß von Landmassen, Auseinanderbrechen von Landmassen)
e) Umlaufbahnänderungen der Erde von kreisförmig zu elyptisch
f) Veränderung der Strahlung unserer Sonne
g) Veränderungen im solaren Magnetfeld (Größe der Heliopause)
h) Durchquehrung der Galaktischen Scheibe (Oszillationen in der Umlaufbahn der Sonne um das galaktische Zentrum) mit Veränderungen der Staub- und Gasdichte des interstellaren Mediums (-> Extinktion von Sonnenstrahlung) + veränderter Dichte des galaktischen Magnetfeldes
i) Supernovaexplosion in der "näheren" Umgebung

selbst wenn a) und b) gleich bleiben (innerhalb z.B. 5 Millionen Jahren) kann in dieser Zeit eine Meeresströmung durch die Plattentektonik (Wanderung der Landmassen) unterbrochen oder erst in Gang gesetzt werden. Ein gut verstandenes Ereignis ist z.B. der Mittelamerikanische Istmus. Als vor etwa 4,2 Millionen Jahren Nord- und Südamerika zu einer Landmasse verschmolzen, entstand der Golfstrom, der seither sehr viel Wärme in den Nordatlantik pumpt und quasie die "Zentralheizung" für Europa darstellt. :)

a), b) und c) können innerhalb weniger 100 Jahren stark schwanken, d1) Süßwassereintrag durch Brechen eines Eisschildes zwischen Meer und einem Gletschersee wie dem Agassizsee dauert sogar nur Wochen bis Monate, kann aber eine Meeresströmung genau wie ein großer Wirbel extrem ausbremsen.
d2) dauert Hunderttausende bis Millionen von Jahren, ebenso wie die anderen genannten Faktoren.

i) wäre eine Katastrophe binnen weniger Stunden/Tagen, da bräuchten wir uns um unser Klima keine Gedanken mehr zu machen...

Über die meisten dieser Faktoren können wir heute noch nicht genug sagen, um eine korrekte Modellierung des Klimageschehens auch in die Zukunft (die nächsten 5 Millionen Jahre) zu machen. Das ist schlicht Kaffesatzleserei. ;)

Sissy
 

Erizo_Erizado

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So lange die Sternentstehungsgebiete <<1/45 des Spiralarms ausmachen, ist das kein Problem. Schau dir z.B. dieses Bild von M100 an: http://en.wikipedia.org/wiki/File:M100.jpg
In erster Näherung sind die Roten Punkte Sternentstehungsgebiete. Sie kommen inner- und ausserhalb der Spiralarme vor, in den Spiralarmen sind sie nur eher aufgereiht und etwas häufiger.

Ein Sternentstehungsgebiet hat einen Durchmesser von höchstens ein paar Lichtjahren, mit Abständen von ein paar 100 bis ein paar 1000 Lichtjahren dazwischen. Der Faktor ist mit Sicherheit viel kleiner als 1/45, das ganze also kein Problem.

Ein paar Lichtjahre groß sind eigentlich nur die Ultrakompakten HII-Regionen mit ca. 1 Million Teilchen pro cm^3. Die großen Regionen sind mehrere hundert Lichtjahre groß und haben Teilchendichten unter 100 pro cm^3. Diese Regionen besitzen zudem Temperaturen um die 10.000 Kelvin. http://de.wikipedia.org/wiki/HII-Region. Wie würde sich diese Temperatur denn auf das Sonnensystem auswirken, wenn es diese Region passieren würde??? Ich würde vermuten, ziemlich verheerend.




Quantifizieren wir das mal:
1) Wie nahe muss ein Stern dem Sonnensystem kommen, um die Planetenbahnen zu destabilisieren?
2) Wie häufig geschieht das...
2a) ausserhalb der Spiralarme?
2b) innerhalb der Spiralarme?

Ich kann dazu diese Seite beisteuern: http://orbitsimulator.com/formulas/cse.html (siehe auch das verlinkte Paper)

1) Laut Paper ca. 100.000 AU, also ca. 1,5 Lj. Da es in unserem Fall aber nicht um Kometenschauer geht, die bei der Passage ins Innere des Sonnensystems geschleudert werden sondern um die merkliche Störung mindestens der Neptunbahn, würde ich das auf 10.000 AU runterschrauben.

2a) Nach dem Paper somit nie außerhalb eines Spiralarms, zumindest auf die Zeitskala von 4 Mio. Jahren gesehen.

2b) Sehr gute Frage. Nach obiger Beschreibung der HII-Regionen würde ich denken, das eine Störung der Planetenbahnen in einer Passage realistisch sein könnte. Entsprechend würde ich VERMUTEN, das uns nach der Entstehung der Sonne eine Passage erspart geblieben ist.
 

mac

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Hallo Erizo_Erizado,

Ein paar Lichtjahre groß sind eigentlich nur die Ultrakompakten HII-Regionen mit ca. 1 Million Teilchen pro cm^3. Die großen Regionen sind mehrere hundert Lichtjahre groß und haben Teilchendichten unter 100 pro cm^3. Diese Regionen besitzen zudem Temperaturen um die 10.000 Kelvin. http://de.wikipedia.org/wiki/HII-Region. Wie würde sich diese Temperatur denn auf das Sonnensystem auswirken, wenn es diese Region passieren würde??? Ich würde vermuten, ziemlich verheerend.




2b) Sehr gute Frage. Nach obiger Beschreibung der HII-Regionen würde ich denken, das eine Störung der Planetenbahnen in einer Passage realistisch sein könnte. Entsprechend würde ich VERMUTEN, das uns nach der Entstehung der Sonne eine Passage erspart geblieben ist.
Die Auswirkung solcher Temperaturen ist nicht so dramatisch, wie Du hier glaubst.
Die Dichte des Sonnenwindes beträgt zwar ‚nur‘ 6 (0,1 – 100) cm^-3 (meistens Protonen), aber die Temperatur liegt mit 10^5 K (3500-5 *10^5 K) um mehr als eine Größenordnung darüber.

Quelle dazu:
http://books.google.de/books?id=i9j...pfqTtjSN4XrOaS_mKII&ved=0CDoQ6AEwBA#v=onepage
Seite 290 Tabelle 6.1

Der Grund warum solche Temperaturen so relativ harmlos sind, ist im Prinzip derselbe, warum man 20°C Wassertemperatur als kalt empfindet, während die gleiche Lufttemperatur für uns angenehm ist. Ein solch dünnes Gas kann, trotz hoher Temperatur, nur sehr wenig Energie übertragen.



1) Laut Paper ca. 100.000 AU, also ca. 1,5 Lj. Da es in unserem Fall aber nicht um Kometenschauer geht, die bei der Passage ins Innere des Sonnensystems geschleudert werden sondern um die merkliche Störung mindestens der Neptunbahn, würde ich das auf 10.000 AU runterschrauben.
wie begründest Du das quantitativ?

Herzliche Grüße

MAC
 

mac

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Hallo Bynaus

Ich nehme die Angaben aus der letzten Graphik
Algol 550E3 AU
Alpha Centauri 200E3 AU
Das bringt für Alpha Centauri einen Abstandsvorteil von rund 7,5
Alpha Centauri A und B haben dagegen rund 1/3 der Masse der drei Algolsterne

Damit müßte Alpha Centauri mehr Einfluß haben, oder wurde hier die Passagezeit mit einbezogen?

Herzliche Grüße

MAC
 

Bynaus

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Ein paar Lichtjahre groß sind eigentlich nur die Ultrakompakten HII-Regionen mit ca. 1 Million Teilchen pro cm^3. Die großen Regionen sind mehrere hundert Lichtjahre groß und haben Teilchendichten unter 100 pro cm^3. Diese Regionen besitzen zudem Temperaturen um die 10.000 Kelvin. http://de.wikipedia.org/wiki/HII-Region. Wie würde sich diese Temperatur denn auf das Sonnensystem auswirken, wenn es diese Region passieren würde??? Ich würde vermuten, ziemlich verheerend.

Auf die Temperatur ist mac schon eingegangen. Das ist also ebenfalls kein Problem - aber wir sprachen hier ursprünglich von der Zerstörung des Planetensystems durch vorbeiziehende Sterne, insbesondere von Sternentstehungsregionen. Die extremen Sterndichten treten eben nur im Zentrum von Sternregionen auf.

1) Laut Paper ca. 100.000 AU, also ca. 1,5 Lj. Da es in unserem Fall aber nicht um Kometenschauer geht, die bei der Passage ins Innere des Sonnensystems geschleudert werden sondern um die merkliche Störung mindestens der Neptunbahn, würde ich das auf 10.000 AU runterschrauben.

Das ist viel zu weit draussen - es ist, wie gesagt, ein weiter Weg von einer Störung von ein paar Kometenorbits bis zur Störung einer Planetenumlaufbahn. Planeten sind nicht nur um viele Grössenordnungen massiver, sie bewegen sich auch um Grössenordnungen schneller als die Kometen der Oortschen Wolke. Ein Faktor 10 macht da praktisch nichts aus. Ich hab diesen älteren Artikel über eine wissenschaftliche Arbeit gefunden, wo die Entstehung von Sedna - durch den nahen Vorbeiflug eines anderen Sterns - studiert wurde. Dort heisst es (fett von mir):

Kenyon and Bromley suggest that the near-collision occurred when our Sun was at least 30 million years old, and probably no more than 200 million years old. A fly-by distance of 150-200 A.U. would be close enough to disrupt the outer Kuiper Belt without affecting the inner planets.

Die Chance, dass irgend ein Stern der Sonne nochmals deutlich näher als 150 - 200 AU kommt, ist selbst innerhalb einer dichten Sternregion praktisch Null. Die Planeten sind - zumindest in den hier involvierten Zeiträumen von Milliarden Jahren und mit hoher a priori Wahrscheinlichkeit - völlig sicher.
Hier noch die Webseite von einem der Forscher: https://www.cfa.harvard.edu/~kenyon/pf/sedna/index.html

2a) Nach dem Paper somit nie außerhalb eines Spiralarms, zumindest auf die Zeitskala von 4 Mio. Jahren gesehen.

2b) Sehr gute Frage. Nach obiger Beschreibung der HII-Regionen würde ich denken, das eine Störung der Planetenbahnen in einer Passage realistisch sein könnte. Entsprechend würde ich VERMUTEN, das uns nach der Entstehung der Sonne eine Passage erspart geblieben ist.

Ich nehme an, du meinst 4 Mia. Jahren? Aber wie gesagt: die Sterndichten in Spiralarmen sind im Allgemeinen nicht viel höher als dazwischen - nur die Sternentstehungsregionen sind etwas häufiger (und etwas schöner aufgereiht). Die Wahrscheinlichkeit, einem anderen Stern zu begegnen, ist in Spiralarmen somit höchstens marginal grösser, und die Annäherung müsste extrem sein (offenbar <150-200 AU), um die Planetenbahnen zu stören.

@mac:

Ich nehme die Angaben aus der letzten Graphik
Algol 550E3 AU
Alpha Centauri 200E3 AU
Das bringt für Alpha Centauri einen Abstandsvorteil von rund 7,5
Alpha Centauri A und B haben dagegen rund 1/3 der Masse der drei Algolsterne

Damit müßte Alpha Centauri mehr Einfluß haben, oder wurde hier die Passagezeit mit einbezogen?

In der Fussnote der Tabelle (4) steht, dass die relative Magnitude der Störung proportional sei zu: M*rV^-1D^-2, wobei M* die Masse des störenden Sterns, r die Distanz des abzulenkenden Kometen, V die totale Geschwindigkeit des stärenden Sterns und D die "miss distance" (Entfernung zur Sonne bei grösster Annäherung) ist.
 

Kosmo

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Die Wahrscheinlichkeit, einem anderen Stern zu begegnen, ist in Spiralarmen somit höchstens marginal grösser, und die Annäherung müsste extrem sein (offenbar <150-200 AU), um die Planetenbahnen zu stören.
Ich weiß nicht, ob das gut wäre, wenn ein Hyperriese in 300 AU an uns vorbeifliegt. :-D
 

Bynaus

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Ich weiß nicht, ob das gut wäre, wenn ein Hyperriese in 300 AU an uns vorbeifliegt. :-D

Ja-haa, Scherzkeks. :)

Nein, im Ernst: die allerwenigsten Sterne sind Hyperriesen. Die wahrscheinlichste Begegnung, egal ob in 300000 AU oder 300 AU, ist jene mit einem Roten Zwerg. Auch in einem Spiralarm, wobei auch hier gilt, dass die Chance, einem Hyperriesen zu begegnen, nur marginal grösser ist.
 

Kosmo

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Nein, im Ernst: die allerwenigsten Sterne sind Hyperriesen. Die wahrscheinlichste Begegnung, egal ob in 300000 AU oder 300 AU, ist jene mit einem Roten Zwerg. Auch in einem Spiralarm, wobei auch hier gilt, dass die Chance, einem Hyperriesen zu begegnen, nur marginal grösser ist.
War in der Tat ein kleiner Scherz. Wenn der nahe Vorbeizug eines roten Zwergs unwahrscheinlich ist, dann ist der nahe Vorbeizug eines Hyperriesen superunwahrscheinlich.
 
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