Warum kreisen Planeten nur zweidimensional um unsere Sonne?

10 Antworten

Wenn eine kugelförmige Wolke sich um sich selbst zu drehen beginnt, dann gibt es genau wie ja auch bei der Erde, die sich um sich selbst dreht, eine Drehachse und zwei Pole, an denen diese Achse jeweils gedacht aus der sich drehenden Kugel herausragt.

Durch die Zentrifugalkraft, wird die Kugel dann am Äquator immer breiter, während die beiden Pole sich mehr und mehr aufeinander zubewegen. Darum ist auch die Erde keine wirkliche Kugel, sondern an beiden Polen leicht abgeflacht.

Bei einer Gaswolke ist dieser Effekt schließlich so stark, dass aus der ehemaligen Kugelform durch die Rotation eine diskusähnliche Scheibenform wird. und alle Teilchen, aus denen sich 'kurz' danach die Planeten bilden, rotieren eben nur noch innerhalb dieser Scheibe. Diese Scheibe ist später dann die Ebene, in welcher die Planeten ihren Stern umlaufen.

Dass die Planeten annähernd in einer Ebene rotieren, liegt daran, dass schon die Staubwolke, aus der das Sonnensystem entstanden ist, in einer Ebene rotiert hat.

Die ungeordneten Auf- und Abbewegungen der Staubteilchen wurden durch Kollisionen schließlich zum Stillstand gebracht und die Wolke so zu einer Scheibe, in der dann die Planeten entstanden sind.

https://www.youtube.com/watch?v=tmNXKqeUtJM

Woher ich das weiß: Recherche

Wenn wir von einer etwa kugelförmigen rotierenden Wolke ausgehen, die aus einigermaßen gleichmäßig verteiltem Staub besteht, könnte natürlich (im Prinzip) jedes Staubkorn um den gemeinsamen Schwerpunkt kreisen. Aber nur, wenn es auf seiner Bahn nie mit einem anderen Staubkorn zusammenstößt.

Das ist aber in einer Wolke, in der der Staub nicht sehr regelmäßig verteilt ist, nicht möglich. Deshalb stoßen immer wieder Staubkörner zusammen. Dabei geht immer ein wenig Bewegungsenergie verloren.

Wenn es möglich wäre, würden sich im Laufe der Zeit alle Staubkörner zu einem Klumpen sammeln, der dann wahrscheinlich einen Stern ohne Planeten darstellt. (Andere Möglichkeiten wären ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch, je nach Masse der Staubwolke.)

Weil die Wolke sich aber dreht, geht das nicht, weil der Drehimpuls erhalten bleiben muss. Ein gewisser Anteil der Gesamtmasse muss also um die Achse der ursprünglichen Drehung weiterkreisen.

Bewegungen parallel zur Achse interessieren den Drehimpuls aber nicht, also können die Klumpen aus Staubteilchen in Richtung der "Äquatorscheibe" fallen, und weil sie unterwegs und auch in der Äquatorscheibe immer wieder mit anderen Klumpen zusammenstoßen, nähern sie sich im Laufe der Zeit immer mehr der Äquatorebene an. (Wie gesagt, muss eine Ausdehnung von der Achse weg erhalten bleiben, deshalb kann die Anordnung nicht auch innerhalb der Äquatorebene in sich zusammenfallen.)

Wenn die Klumpen einmal eine bestimmte Größe erreicht haben, können sie auf Bahnen umlaufen, die nur sehr selten von ähnlich großen Objekten gekreuzt werden und deshalb auch auf geneigten Umlaufbahnen umlaufen. Das kann aber auch sekundär passieren, durch Ablenkung durch wesentlich schwerere Objekte, die nicht in genau derselben Ebene umlaufen. (Das könnte bei Plutoiden wie Eris passiert sein: https://de.wikipedia.org/wiki/(136199)_Eris#Bahn .)

In sehr, sehr großer Entfernung vom gemeinsamen Schwerpunkt (wo sich der Zentralstern bildet) können Staubkörner und kleine Klumpen sehr lange unterwegs sein, ohne sich der Äquatorebene wesentlich zu nähern: https://de.wikipedia.org/wiki/Oortsche_Wolke .

Deine Erklärung ist falsch!

Die EINFACHE Erklärung (Standardtheorie) lautet, daß das Sonnensystem aus einer rotierenden Scheibe entstanden ist.

Eine rotierende (Gas-/Staub-)Kugel verformt sich automatisch zur Scheibe, solange nicht ausreichend Masse im Zentrum konzentriert ist. Das sollte ein "Experte" für Physik eigentlich wissen.

Wenn die Klumpen groß genug sind, räumen sie ihre Bahn frei. Das geschieht meist durch das ´Einfangen´ anderer Körper.

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@SchakKlusoh

Die Scheibe würde die Oortsche Wolke nicht erklären können. (Wobei allerdings die Oortsche Wolke auch hypothetisch ist)

Fragt sich noch, wieso eine rotierende Kugel sich zur Scheibe verformen sollte.

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@PWolff

Ein "Physik-Experte", der noch nie etwas von der Fliehkraft (die zu einer Akkretionsscheibe führte) in einem kollabierenden Gas- und Staubnebel gehört hat?!!?!?!

Irgendetwas muß mit dem Algorithmus, den GF zur Ermittlung von Experten anwendet, falsch sein. :-/

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@SchakKlusoh

Der Algorithmus, wie Experten vorgeschlagen (nicht ernannt) werden, ist auf gutefrage.net veröffentlicht.

Wieso sollte eine Wolke freiwillig kollabieren? Wo hat die Energie Gelegenheit, zu dissipieren?

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@PWolff

Etwa 750.000 Jahre vor dem Kollaps gab es eine Supernova. Das konnten wir durch Magnesium-Isotopen feststellen. Ausserdem haben wir reines O16 in den Meteoriten gefunden. Das entsteht nur in einer Supernova.

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@PWolff
Die Scheibe würde die Oortsche Wolke nicht erklären können.

Die Oortsche Wolke entstand nicht durch die protoplanetare Scheibe, sondern höchstwahrscheinlich aus den Partikeln des äußeren Randbereichs der ursprünglichen Staub- und Gaswolke, die so weit entfernt waren, dass sie nicht unmittelbar in den Prozess des sich verdichtendens Zentralbereich der Wolke beteiligt waren, die dadurch in entsprechend schnelle Rotation geriet, dass sich daraus die protoplanetare Scheibe entwickelte.

Darum, und durch die dennoch bestehende gravitative Bindung an das gesamte Sonnensystem ist die Oortsche Wolke auch kugelförmig um das Sonnensystem, aber in einem viel größeren Abstand zum Zentrum, als die gesamten Planeten. Der Durchmesser der Planetenumlaufbahnen beträgt nur einige Lichtstunden, während die Oortsche Wolke einen Durchmesser hat, der schon im Bereich von Lichtjahren gemessen werden kann.

Und zu Deiner Antwort auf die Frage des Fragestellers:
Sie ist zu kompliziert und beschreibt nicht klar die Kernfakten, mit denen die Frage zu beantworten ist. Sichwort "Abflachung der Kugelform der Gaswolke durch Zentrifugalkraft".

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@SchakKlusoh

"Deine Erklärung ist falsch!"

Leider wird nicht wirklich klar, auf welche Antwort sich dies beziehen soll. Sollte die Antwort von PWolf gemeint sein, dann muss ich sagen: NEIN !

PWolff hat den Vorgang sehr gut und physikalisch korrekt beschrieben.

"Eine rotierende (Gas-/Staub-)Kugel verformt sich automatisch zur Scheibe, solange nicht ausreichend Masse im Zentrum konzentriert ist."

PWolff hat eben exakt erläutert, worauf dieser angebliche "Automatismus" beruht, nämlich eben auf den Energieverlusten des mechanischen rotierenden Systems infolge von Kollisionen.

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