Sonne nur noch 75% der Masse. Konsequenzen für Planeten?

4 Antworten

Hallo bobgmbh!

Die Sonne ist als Stern auf der Hauptreihe gegenwärtig in einem hydrostatischen Kräftegleichgewicht. Da sie astronomisch als massive Gaskugel definiert ist, die von ihrer eigenen Schwerkraft zusammengehalten und durch den Strahlungs- bzw. Gasdruck stabilisiert wird, ist es wissenschaftlich nahezu unmöglich, dass die Sonne durch plötzliche Verlustraten binnen kurzer Zeiträume einen signifikanten Teil ihrer Masse verliert.

Die Masse eines Sterns, ist in der Astronomie von entscheidender Bedeutung für diverse andere Zustandsgrößen, mit denen er mathematisch beschrieben wird. So kann zb. die Effektivtemperatur an der Photosphäre als Funktion der Sternmasse beschrieben werden. Ähnlich verhält es sich mit dem Radius oder der molaren Masse, die einen Zusammenhang mit der Kerntemperatur verdeutlicht. Ein Massenverlust von 25%, hätte somit nicht nur signifikante Auswirkungen auf die Planetenbahnen und das Sonnensystem als Ganzes, sondern auch auf den Stern selber!

Da es dir in deiner Fragestellung aber um Planetenbahnen zu gehen scheint, soll kurz erklärt werden nach welchem Prinzip die Planeten eine angenäherte Kreisbewegung um die Sonne vollziehen. Im System Sonne-Planet, gibt es zwei relevante Kräfte die miteinander in Wechselwirkung treten.

Zum einen wirkt die Gravitationskraft der Sonne auf die Planeten und beschleunigt sie deshalb gravitativ. Durch diese Gravitationsbeschleunigung einer Geschwindigkeit, üben die Planeten eine der Schwerkraft entgegengerichtete Zentrifugalkraft aus. Im Falle eines stabilen Orbits um die Sonne, ist die nach innen gerichtete Gravitationskraft exakt gleich der Zentripedalbeschleunigung des Planeten.

So lassen sich allgemein gültige Zusammenhänge, zwischen der Geschwindigkeit v eines Planeten im Abstand r, und der Masse des Zentralkörpers finden. Bekanntlich werden die Planeten durch die Gravitationskraft der Sonne in eine Beschleunigung versetzt. Über die newtonschen Gesetze kann man die Kraftwirkung zwischen Sonne und Planet über einen Abstand r realistisch approximieren. Es gilt:

K = GMm / r²

Dabei ist G die Gravitationskonstante, M die Masse des Hauptkörpers, m die Masse des Planeten und r dessen Abstand zum Zentralgestirn. Für die derzeitige Einheit der Sonnenmasse ist M gleich 1,9889E30 Kg. Sollte sich in ferner Zukunft nichts am Abstand r zwischen Sonne und Erde ändern, und sollte die Masse der Erde ebenfalls konstant bleiben, so kann man davon ausgehen, dass ein kleiner werdendes M der Sonnenmasse einen Einluss auf die Gravitationskraft K zwischen beiden Körpern hat, und dadurch eine geringere Gravitationsbeschleunigung auf die Erde wirkt.

Über die erste kosmische Geschwindigkeit kann man sehen, dass eine Veränderung der Sonnenmasse bei konstant bleibender Entfernung r zum Planeten, signifikant auf die Orbitalgeschwindigkeit v rückwirkt. Mit einer Verringerung der Sonnenmasse, werden die Planeten daher geringer beschleunigt, und so müsste man davon ausgehen, dass eine Orbitalveränderung in jedem Falle einsetzen müsste.

Wissenschaftlich ist man sich sicher, dass auch genau das der Fall sein wird! Die Sonne wird sich in ca. 4 Milliarden Jahren zu einem fortgeschrittenen Roten Riesen aufblähen. Da bei der Expansion des Sterns die gleiche Masse auf ein wesentlich größeres Volumen verteilt wird, wird die Gravitationsbeschleunigung g des Sonnenkörpers in etwa 4 Mia. Jahren nur noch 1 m/s² betragen. Heute beträgt sie rund 274 m/s².

Durch die sich aufblähenden Schichten wird die Gravitationskraft die von der Sonne ausgeht, also insgesamt schwächer! Aufgrund dessen glaubt man, dass in den Spätstadien unseres Sonnensystems, die meisten Bahnradien eine Erweiterung von 28% erfahren. Ehe die Sonne über instabile Pulsationsphasen und großräumige Massenverluste dann endgültig in Form eines planetarischen Nebels vergeht.

LG Pflanzengott! :)

Was genau willst Du eigentlich wissen?

Ich gehe mal davon aus, dass Du meinst, dass das schlagartig passiert: Je kleiner die Masse desto kleiner die Gravitation. Die Planetenbahnen haben eine feste Geschwindigkeit und wenn nichts sie bremsen würde und sie die Geschwindigkeit beibehalten würden, schlagartig die anziehende Kraft kleiner würde, würden sie sich von dem Zentralgestirn "Sonne" wegbewegen. Wenn das schlagartig passiert, würden die meisten Planeten dadurch vermutlich stark elliptische Bahnen bekommen, weil die Bahngeschwindigkeit sich ja nicht ändert, also fliegen sie erst einmal mehr geradeaus und weniger entlang er ursprünglichen Bahn. Irgendwann würde aber die Gravitation zu groß und die Planeten zu langsam um die Flucht vor der Sonne zu vollenden. Dann würden sie wieder näher an die Sonne herangezogen und das Ganze würde dann eine Ellipse ergeben. Die Entfernung wäre dabei zumindest zeitweise so groß, dass es auf der Erde zu kalt würde, damit Leben weiter besteht. Die Umrundung würde länger als 1 Jahr benötigen.

Warum es kein Leben mehr gäbe?

Die Erde befindet sich in der sog. habitablen Zone, in der die Bedingungen für Leben günstig sind. Die Venus auch, aber da sind fast 500 grad und 96 % CO2, Schwefelsäurewolken... also kein Leben möglich. Auch der Mars liegt in der habitablen Zone, ist aber zu leicht, sodass er seine Atmosphäre verloren hat, die Wärme speichern könnte... Die Erde liegt an der geeignetsten Stelle für Leben und hat die richtige Größe.

Und da kommen wir zur Überleitung zu der Frage, was wäre, wenn die Masse der Sonne permanent diesen Betrag "schon immer gehabt hätte". Wenn die Anziehungskraft kleiner ist, ist auch die Gegenkraft der Zentrifugalkraft kleiner, also wären die Bahnen weiter, der Radius größer. 75% der Masse bedeutet, dass die Zentrifugalkraft auch nur 75% sein dürfte, was bei gleicher Bahngeschwindigkeit und gleicher Masse der Erde nur noch über die Änderung des Radius möglich wäre. Wenn ich richtig überschlage und den gleichen Drehimpuls der Planetenbahnen annehme, müssten die Bahnen dann ca. 4/3 des aktuellen Radius haben.

Nun auch das würde das Ende des Lebens bedeuten auf der Erde, oder es hätte sich gar nicht erst entwickelt, weil kleinerer Stern bedeutet kältere Oberfläche, also weniger Strahlungsenergie, und dann auch noch der Planet 4/3 seiner jetztigen entfernung. Die Strahlungsenergie nimmt im Quadrat des Abstandes ab, wäre also dann nur 9/16 also gut die Hälfte und das wäre verdammt kalt.

Ohne flüssiges Wasser ist Leben wie wir es kennen nicht möglich.

Die Radien aller Planetenbahnen wären dann um 33% größer.

Wieso fallen Planeten nicht in die Sonne?

Die Sonne bildet ja sozusagen einen "Trichter" aus dem Raum, auf dem sich die Planeten bewegen. Quasi wie eine Murmel die man in einen Trichter wift. Die Murmel dreht sich zwar ein paar Mal im Trichter, aber irgendwann kommt sie in der Mitte an. Ist es also möglich, dass Planeten in entfernter Zeit in die Sonne stürzen bzw. Woher bekommen die Planeten die Energie um es nicht zu tun?

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Warum ist die Mondumlaufbahn um die Erde trotz Sonne stabil?

Gravitationskraft ist ja proportional zur Masse und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung. Angenommen der Mond befindet sich gerade auf seiner Umlaufbahn an dem Punkt zwischen Erde und Sonne. Die Sonne hat ungefähr die 333.000-fache Masse der Erde. Sie ist zwar etwa 400-mal so weit weg vom Mond wie die Erde, aber 400^2 = 160.000 < 333.000. Das heißt, an jenem Punkt ist die Anziehungskraft der Sonne auf den Mond mehr als doppelt so stark wie die der Erde. Müsste der Mond dann nicht von der Erde entrissen werden?

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Neues zur *Sonne Gliese 581* und den Planeten in ihrer Umlaufbahn!

N abend an alle :)

Ich suche schon eine ganze Weile nach neuen Informationen über

Die Sonne Gliese 581 und vor allem über ihre Planeten.

Für die die es nicht kennen.

Gliese 581 ist eine kleine Sonne, ein sogeneannter -Roter Zwerg-

Sie hat nur rund 1/3 der Masse unserer Sonne und strahlt 500 mal schwächer.

Sie befindet sich c.a 20 Lichtjahre von uns entfernt, was in Galaktischen Massen extrem

nah ist. In ihrer Umlaufbahn befinden sich mindestens 5 bestätigte Planeten,

und mindestens 2 Weitere werden vermutet.

Das eigentlich interessante ist, das mindestens 2 ihrer Planeten in der Habitalen

Zone um ihre Sonne kreisen.

Das heist, in einer Entfernung, in der es Erdähnliche Temperaturen gibt, und flüssiges

Wasser möglich ist.

Auf dem Planeten Gliese 581 d wurde bereits wasser festgestellt, also vermutlich eher

ein flüssiges Meer.

Als nächstes haben diese Beiden Planeten genug Masse -Schwerefeld-

um eine Atmosphäre zu halten.

Da gibt es noch Gliese 581 g, dem allen voran nachgesagt wird,

das es wahrscheinlich möglich wäre, auf diesen Planeten zu leben, und wird deshalb

schon jetzt in Fachkreisen, auch wenn es sicher voreillig ist, -Erde 2- genannt

Es fasziniert mich und ich würde gern noch so viel mehr daüber lesen, aber

Es sind eigentlich nur Berichte bis anfang 2011 zu finden.

Etwas aktuelles kann ich nicht finden :(

Kennt sich einer von euch damit aus, und weis vieleicht mehr darüber?

Links zu neuen Themen darüber würde ich dankbar annehmen !!! :)

Mfg Bahlke

Bilder:

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Wie kann man sich das Universum und die Gravitation vorstellen?

Viele versuchen es mit einem Spannbetttuch zu verdeutlichen, wo eine große Kugel und eine kleine Kugel drauf liegen, und erklären so das Prinzip Erde - Mond oder Sonne- Erde.

Aber wenn man sich das Universum so vorstellt dürfte es kein Oben oder Unten geben, alles wäre auf einer Ebene.

Ich habe auch ein Bild gemalt, damit man etwas besser versteht was ich meine...

Wenn die Erde auf der Gravitationsebene ist, müssten die pinken Planeten doch erst auf die Ebene (grün) herunterfallen, damit diese Vorstellung Sinn ergibt.

Sollte diese Eben nicht existieren, wie soll man sich dann schwarze Löcher vorstellen?

PS: Ihr dürft auch Bilder malen :)

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Kann ein Stern auch unter dem Schwarzschildradius mit Hilfe von fremeder Materie zu einem schwarzen Loch werden?

Wenn jetzt z.B unsere Sonne stirbt und wie nachgewiesen nicht genug Masse besitzt trotzdem durch den Einfluss von fremder Materie zu einer Singularität kollabieren ? Evtl. zum Beispiel durch umliegende Planeten oder andere große Objekte die in der Explosions des sterbenden Sterns ? Würde mich sehr über eure Antwort freuen. MFG David ^^

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