Kollisionen von Himmelskörpern

Emily

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Hallo alle,
was passiert eigentlich, wenn folgende Himmelskörper aufeinander zu rasen und am Ende miteinander Kollidieren ?

Zwei Gasriesen, wie Jupiter z.B.

Ein Gasriese wie Jupiter und ein gleichgrosser Gesteinsplanet

Zwei Sterne, wie z.B. unsere Sonne

Ein schönes Wochenende noch allen
 

SFF-TWRiker

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Was meinst Du mit rasen?
Es kommt auf die Geschwindigkeit und den Winkel an.

Bisher wurde noch kein Gesteinsplanet in der Größe oder Masse des Jupiter gefunden.
Schon ab wenigen Erdmassen ziehen Gesteinsplaneten v.a. das Gas ihrer Umgebung an und werden zu Gasplaneten. Die vier Gasplaneten des Sonnensystems haben auch Kerne, die aus schwereren Elementen bestehen.

Dagegen wurden schon einige Gasplaneten entdeckt, die deutlich größere Massen als Jupiter haben.
Dass diese andere Planeten geschluckt haben könnten, dürfte zumindest möglich sein.

Es gibt binäre Sonnensysteme, in denen es einen Masseaustausch zwischen den Sternen gibt.
 

Dgoe

Gesperrt
was passiert eigentlich, wenn folgende Himmelskörper aufeinander zu rasen und am Ende miteinander Kollidieren ?
Dann macht es *SPLASH*!!

(Gute Sonnenbrille nicht vergessen)

In der Regel umkreisen sich massive Himmelskörper erst mal einige schier endlos dauernde Zeit, bis sie langsam anfangen Masse auszutauschen, bevor sie sich irgendwann vereinigen. So echte Draufgänger sind wohl die Ausnahme.

Gruß,
Dgoe
 
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Bernhard

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Hallo Emily,

schau Dir dazu mal das Verhältnis Sonnendurchmesser / (Distanz Sonne - Alpha Centaurie (=nächstgelegener Fixstern)) an. Man sieht daran nämlich, dass der Weltraum im Rahmen Deiner Frage im Wesentlichen aus Leere besteht. Daraus kann man dann folgern, dass Kollisionen sehr selten sind. Das bedeutet aber nicht, dass es solche Ereignisse prinzipiell nicht geben kann. Prominente Beispiele dieser Art wären die großen Meteoriten- und/oder Kometeneinschläge auf der Erde oder das Entstehungsszenario des Mondes aus Erde und Theia. Das zeigt, dass bei Kollisionen einiges "geboten" ist. Warum? Weil die Geschwindigkeiten von kosmischen Körpern sehr häufig im Bereich einiger Kilometer / Sekunde liegen und die beteiligten Massen vergleichsweise groß sind.

Rechne dazu mal die kinetische Energie des Planeten Jupiter aus und vergleiche es mit der bei einer Atombombenexplosion freigesetzten Energie.
 

Bynaus

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Was passiert? Ein riesiges Kawumm! :)

Solche Kollisionen sind zum Glück sehr selten, bzw. sie kommen vor allem in der Frühphase der Planetenbildung vor: wenn zwei Planeten zusammenstossen können, dann tun sie das auch - ziemlich schnell. Wie Bernard schon angetönt hat, vermutet man, dass der Mond durch die Kollision der Proto-Erde (damals etwa mit der Masse der Venus) und einem Theia genannten Planeten von ungefähr einfacher bis doppelter Mars-Masse entstanden ist. Das war mit Sicherheit eine sehr spektakuläre Kollision - so hell, dass man sich sogar darüber Gedanken macht, ob man solche Kollisionen in Sternentstehungsgebieten beobachten könnte (Fazit: man kann vermutlich, aber es ist schwierig zu belegen, dass eine Kollision wirklich auf eine Planetenkollision zurückzuführen ist). Zu Gasriesenkollisionen hat man sich bisher noch nicht sehr ausführliche Gedanken gemacht (soweit ich weiss), aber auch das dürfte spektakulär - und selten - sein.

Wie erwähnt geschehen die meisten solchen Kollisionen sehr früh in der Geschichte eines Sternsystems. Ausnahmen sind Situationen, wo sich die Dynamik eines Planetensystems zu einem späteren Zeitpunkt plötzlich verändert. Im Sonnensystem war das möglicherweise* vor 3.8 Mrd Jahren der Fall, als Jupiter und Saturn, deren Bahnen durch das Rauswerfen der verbliebenen Trümmer im Sonnensystem sehr langsam wanderten, plötzlich in eine Resonanz zueinander gerieten (so dass Saturn exakt einen Umlauf um die Sonne machte während Jupiter sie zwei Mal umkreiste). Dies führte dazu, dass die Bahnen der beiden exzentrischer (ovaler) wurden, und Neptun und Uranus, die damals noch sehr viel näher an der Sonne (gleich hinter Jupiter/Saturn) um die Sonne kreisten, wurden auf grössere Entfernungen katapultiert. Es ist sogar möglich, dass Neptun und Uranus dabei die Plätze tauschten, und dass Uranus seine starke Achsenneigung von entweder einem nahen Vorbeiflug an Saturn, oder dann durch eine Kollision mit einem mehrere Erdmassen grossen Objekt bekommen hat - vermutlich zu jener Zeit. 3.8 Milliarden Jahre her sind zwar nicht "gestern", aber doch 700 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems. Auch für die Zukunft ist nicht völlig ausgeschlossen, dass sich die Bahnen der Planeten (insbesondere der terrestrischen Planeten) so aufschaukeln könnten, dass es zu weiteren Kollisionen kommt - auch wenn die Chance dafür sehr klein ist. Merkur's Bahn ist am instabilsten im gegenwärtigen Sonnensystem. Es ist möglich, dass er irgendwann - in Milliarden Jahren - mit der Venus oder der Sonne zusammenstosssen könnte (Chance ca. 1%) - es könnte sogar vorkommen, dass das innere Planetensystem destabilisiert wird, und Kollisionen zwischen Merkur und der Venus, der Erde oder dem Mars und der Erde möglich werden (Chance <0.1%). Das sind jedoch Prozesse, die viele Jahrmillionen brauchen, also nichts, worüber man sich Sorgen machen müsste (und man wüsste es entsprechend auch Jahrhunderttausende im Voraus, bevor es passiert). Die wahrscheinlichste Entwicklung ist jedoch, dass die vier terrestrischen Bahnen weiterhin ihre Bahnen um die Sonne ziehen werden, bis diese dann irgendwann zum Roten Riesen wird und mindestens Merkur, höchstens auch Venus und Erde verschluckt.

*Man nennt dies das "Nizza-Modell", es ist populär und kann viele der ansonsten rätselhaften Beobachtungen im Sonnensystem erklären - aber es ist und bleibt ein Modell, eine Möglichkeit.
 

Emily

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Danke erstmal allen. Es ist schon klar, dass sowas wohl selten passiert oder auch gar nicht, selbst bei der Kollision unserer Galaxie mit Andromeda wird es wohl selten zu einer Kollision kommen, aber mich interessiert eben die Theorie dazu :confused:
Das mit den Doppel- oder Dreifachsternsystemen kenne ich, wenn ein Stern vom anderen Materie abzieht (und Kollision von 2 Gesteinsplaneten ist ja auch klar).
Aber ich meinte mit Kollision, wenn eben 2 dieser Körper mit grossser Geschwindigkeit voll in der Mitte zusammen knallen:

verschmelzen dann zwei Sterne miteinander, fliegen die in Fetzen auseinander oder was tut sich dann, so ein Stern wird ja vereinfacht gesagt vom Zusammenspiel von Gravitation und Innendruck zusammengehalten und wenn das System massiv gestört wird wird es wohl kollabieren denke ich mal mal.

verpufft der Gasriese bei der Kollision mit einem fiktiven Riesenplaneten, bis zu einer gewissen Grösse wird der Planet wohl einfach verschluckt

verschmelzen 2 Gasriesen dann miteinander oder fliegen die auseinander

Noch eine Frage: Seid ihr hier alle eigentlich gelernte Astronomen oder aus dem Fachbereich ?
 
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Bynaus

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Wie du schon sagst, wenn zwei Sterne frontal aufeinander prallen sollten, dürfte deren Gleichgewicht zwischen Gravitation und Strahlung ziemlich empfindlich gestört werden.. Man muss sich bewusst sein, dass bei einem Stern die meiste Masse im Kern sitzt, er ist also mitten drin sehr viel dichter als weiter aussen. Der Ablauf einer solchen Kollision (die man in der Forschung mit einer Methode, die man "smoothed particle hydrodynamics" nennt rechnet - dabei teilt man den Stern in kleine Stücke auf und schaut, was mit diesen passiert, und mittelt die Ergebnisse quasi wieder zwischen benachbarten Stücken) hängt also wohl sehr stark davon ab, wie genau die zwei Sterne (bzw. ihre superdichten Kerne) aufeinanderprallen. Treffen sie sich nicht exakt, dürfte es zu einer Verschmelzung kommen. Es wird sicher etwas Masse verloren gehen, wobei das natürlich auch von den jeweiligen Geschwindigkeiten und Massen abhängt. Ähnlich gilt das für Gasriesen. "Verpuffen" dürfte für derart massive Objekte nicht drin liegen. Selbst wenn die Kollisionsgeschwindigkeiten sehr hoch sind, die zu erreichenden Temperaturen dürften wohl nicht ausreichend hoch sein, dass ein grosser Teil der Atome in den Gasriesen auf Fluchtgeschwindigkeit beschleunigt wird - demanch wird sich alles nach einer ersten Störung wieder zusammenfinden. Simulationen wie diese hier: http://journals.cambridge.org/actio...e=online&aid=1864476&fileId=S1743921308016682 zeigen dass man mit solchen Kollisionen z.B. Gasriesen mit sehr grossen Gesteinskernen machen kann, wie man sie auch schon beobachtet hat. Ein Teil des Gases verschwindet also, aber das meiste bleibt - zusammen mit dem Gesteinskern - zurück und sammelt sich zu einem neuen, grösseren Gasriesen. An der Universität von Lund in Schweden hat zudem jemand eine Masterarbeit zum Thema geschrieben: http://lup.lub.lu.se/luur/download?func=downloadFile&recordOId=2517816&fileOId=2517841

Ich hab Erdwissenschaften studiert und arbeite in der Forschung (Planetologie).
 
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Bynaus

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Ich würde sagen, es spielt keine Rolle - nur die tatsächliche Qualität der Antworten zählt! Ich würde sagen, Emily's Frage können "gelernte Astronomen" und begeisterte Laien genau gleich gut beantworten.
 

Bernhard

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mit schweren 'Gerät'
Hallo Dgoe,

den ganzen Luxus-Kram habe ich vor ca. einem Jahr (o.ä.) tatsächlich schon wieder verkauft. Auf-, Abbau, Vor- und Nachbereitung der zugehörigen Beobachtungsnächte waren derart aufwändig, dass sich das für mich einfach nicht mehr gelohnt hat. Das Teleskop hat nun zum Glück einen äußerst würdigen Nachfolger gefunden und "lebt" jetzt vermutlich schon auf einer festen Montierung.
MfG
 

ralfkannenberg

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Ich habe mit der Physik reichlich wenig am Hut und habe 3 Kreuze gemacht, als ich dieses damals noch Pflicht-Nebenfach nach dem Vordiplom abwählen konnte, obgleich es ja eigentlich noch sehr interessant ist. Astronomie betreibe ich rein populärwissenschaftlich; in der Schule habe ich mal meinen KlassenkameradInnen ein Fernrohr gezeigt, mit dem ich selber auch zum ersten Mal gearbeitet habe, ich kenne aber den Sternhimmel ziemlich gut, was sich Astronomen normalerweise nicht antun.

Insgesamt bevorzuge ich Beobachtungen von blossem Auge, manchmal nehme ich einen 7x25 Feldstecher oder einen 10x50 Feldstecher zu Hilfe.

In zahlreichen Diskussionen kann man Ergebnisse aber sehr einfach plausibilisieren und wenn es dann krass daneben liegt, dann gibt es einen der von Dgoe so innig geliebten Aaaaarggghhh-Kommentare von mir.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Kosmo

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Auch wenn mich vermutlich niemand für einen Astronomen hält :D : studiert habe ich Informationswirtschaft und Informationswissenschaft. Tätig bin ich in der klinischen Forschung.
 

Herr Senf

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Astronomie wäre schön gewesen, aber zu "meiner Zeit" wurden alle 5 Jahre 5 Stück gebraucht - ein Nischenbedarf.
Frage war, wann sind die 5 Jahre rum und wie übersteht man das Auswahlverfahren? - also bodenständig Physik gewählt,
in die erste selbstgebaute Röhre geguckt und entspannt als Hobby die Entwicklung der Astrophysik und Raumfahrt verfolgt.
Habe keinen Kometen entdeckt, aber für den Thread eine neue Simulation zur Theia-Kollision http://arxiv.org/abs/1410.7444
Grüße Senf
 
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