Hat die Abnahme der Sonnenmasse Einfluß auf die Umlaufbahn der Planeten um die Sonne?

6 Antworten

Hallo FrageaufReisen!

Wenn man sich näher mit der Massenverlustrate im Kern der Sonne aufgrund von Fusionsprozessen beschäftigt, wird einem schnell klar wo in der Sache der Haken liegt. Dein Denkansatz ist an sich gar nicht schlecht! Tatsächlich hätte eine Abnahme der Sonnenmasse bei gleich bleibender Entfernung eines Planeten zu ihr die Konsequenz, dass sich Fliehkraft und Gravitation nicht mehr exakt ausgleichten. Die Fliehkraft übernähme die Oberhand, was wahrscheinlich zu einer Erweiterung des Abstandes des Planeten zur Sonne führte.

Aus der folgenden Formel lässt sich ganz einfach errechnen, wie viel Masse die Sonne alleine aufgrund ihrer Kernfusion verliert bzw. in Energie umwandelt:

Mverlust = L / c²

wobei L die Leuchtkraft und c die Lichtgeschwindigkeit ist. Für eine Sonnenleuchtkraft von 3,846*10^26 W/m² erhält man für die tägliche Massenverlustrate durch Kernfusion einen Wert von 4 280 000 Tonnen pro Sekunde! Auf den ersten Blick scheint dies sehr viel zu sein, in astronomischen und hier vornehmlich solaren Dimensionen ist es jedoch nur ein sehr geringer Teil.

Halten wir fest: Die Sonne wandelt gegenwärtig pro Sekunde 4 280 000 Tonnen Materie in Energie um. Gemittelt auf die solaren Dimensionen entspricht das jedoch keinem allzu hohen Wert. Massenverlust durch Fusion alleine kann unmöglich reichen um selbst nach Milliarden von Jahren einen signifikanten Einfluss auf die Planetendynamik zu nehmen.

Aber man hat hier noch etwas zu berücksichtigen! Der Sonnenwind ist ein Strom aus geladenen Teilchen von denen einige völlig natürlich aus dem Gravitationsfeld der Sonne entweichen können. Die Sonne verliert neben der einsteinschen Äquivalenz zwischen Masse und Energie (E = mc²) also zusätzlich noch Plasma durch das Abstrahlen von Teilchen. Aber selbst wenn man Massendefekt und Sonnenwind zusammen addiert, der Wert reicht lange nicht aus um einen messbaren Einfluss auf die Planetenbahnen zu nehmen.

Sterne die sich bereits im fortgeschrittenen Entwicklungsstadium befinden (Rote Riesen bzw. Überriesen) verhalten sich beim Massendefekt und dem vom Stern ausgehenden Plasmawind signifikant aufälliger als Sterne, die sich wie die Sonne auf der Hauptreihe befinden.

Man hat heute gut untersucht wie stark der von den Roten Überriesen ausgehende Sternwind ist. Da Rote Überriesen außerordentlich leuchtkräftige Sterne sind, ist bereits hier der Wert für Mverlust deutlich höher als bei der Sonne. Zusätzlich neigen Sterne im fortgeschrittenen Entwicklungsstadium auch zu starken Instabilitäten die mit einem sehr starken vom Stern ausgehenden Wind korreliert sind. Kurz und knapp: Je leuchtkräftiger der Stern, umso höher sind die Werte die eine zeitliche Massenverlustrate beschreiben können.

Für die Beantwortung deiner Frage dürften also besonders massereiche Sterne interessant sein, da bei möglichen extrasolaren Planeten in derartigen Systemen noch eher etwas gespürt werden könnte als bei der Sonne. Alles in allem, hat die Verlustrate aber auch bei den massereichsten Sternen keinen so großen Einfluss auf die Planetenbahnen, dass es tatsächlich zu messbaren langfristigen Änderungen kommen könnte. (Die WR-Sterne seien hier ausgenommen!)

LG Pflanzengott! :)

Hallo! Oft wird vergessen wie unfassbar groß die Masse unserer Sonne ist. Wiki :

Die Sonne übertrifft 700fach die Masse aller Planeten zusammen und 330.000fach die der Erde, die im Durchmesser 109-mal hineinpasst. <

Ca. 99,8 % des Sonnensystems macht alleine die Masse der Sonne aus - da kann man ruhig etwas verlieren...

Ich wünsche Dir alles Gute.

Nur in ausgesprochen riesigen Zeiträumen

Alle folgenden Zahlenwerte sind grob.

Die Sonne fusioniert pro Sekunde ca. 564 Millionen Tonnen Wasserstoff zu ca. 560 Millionen Tonnen Helium.

(Anmerkung: Oft ist liest man in diversen Quellen daher, dass die Sonne grob 600 Millionen Tonnen pro Sekunde an Masse verliert. Das ist so nicht korrekt, da ja Wasserstoff in Helium umgewandelt wird und das Helium ja nicht "verschwindet".)

Grob 4 Millionen Tonnen an Masse pro Sekunde wird also in Energie umgewandelt.

Verluste durch Sonnenwind kommen auch noch dazu. Das macht ein zehn Billionenstel ihrer Masse pro Jahr aus (in ihrer jetzigen Phase der Hauptreihe. Später wird das etwas mehr.)

Gemessen an der Masse unserer Sonne von knapp 1,98 mal 10 hoch 30 kg (1980000000000000000000000000000 kg. In Worten: eine Quintillion neunhundertachtzig Quadrilliarden kg) ist dieser Massenverlust für die Bahnen der Planeten über Millionen Jahre hinweg kaum von Relevanz.

LG

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