Bewegung von Schurkenplaneten

Auf die Zahlen

Es wird angenommen, dass Schurkenplaneten in der Milchstraße häufiger vorkommen als Sterne, und je nachdem, wo Sie die Grenze ziehen, wird zum Beispiel erwartet, dass Schurken-Zwergplaneten die Anzahl der Sterne enorm übertreffen. älterer Artikel, der die MOA-Umfrage zitiert .

Dieser Artikel - OGLE-Umfrage oder Portland's Optical Gravitational Lensing Experiment schätzt:

Basierend auf einer statistischen Analyse von mehr als 2.600 Mikrolinsenereignissen, die aus sechs Jahren Beobachtungen an etwa 50 Millionen Sternen stammen, schätzt das OGLE-Team, dass es vielleicht einen Schurkenplaneten mit Jupitermasse auf vier Sterne in der Galaxie gibt.

Es ist kein Experiment, sondern eine Umfrage, aber ich schätze, sie konnten dem Namen OGLE nicht widerstehen, also haben sie sich dafür entschieden, also Stützen auf den Namen, aber ich schweife ab.

Es gibt immer noch einige Meinungsverschiedenheiten zwischen MOA und OGLE, obwohl ich denke, dass der Konsens darin besteht, dass OGLE eine etwas bessere Schätzung von 1 Schurken mit Jupitermasse pro 4 Sterne angibt.

Aufgrund der natürlichen Entstehung des Sonnensystems erwarten wir, dass eine Reihe von Planeten in der frühen Phase ausgestoßen werden und größere Objekte in der Umlaufbahn kleinere gut ausstoßen können, wenn sie zu nahe kommen, aber es ist fast unmöglich, dass kleinere Objekte ausgestoßen werden eine größere. Wir gehen davon aus, dass die Zahl kleinerer Schurkenplaneten deutlich, vielleicht sogar exponentiell zunehmen wird. Aber die OGLE-Durchmusterung hatte Schwierigkeiten, kleinere Planeten mit 1-10 Erdmassen zu lokalisieren. Das kann daran liegen, dass sie schwieriger zu sehen sind, oder sie sind weniger häufig als erwartet.

Doppelsternsysteme zum Beispiel mit zwei oder mehr viel massiveren Objekten als Jupiter könnten größere Objekte wie Planeten mit Jupitermasse ziemlich leicht ausstoßen, so dass es erhebliche Unbekannte über die Anzahl kleinerer Schurkenplaneten als Jupiter gibt. Schätzungen sind hoch, Beobachtungen sind gering. Das WFIRST der NASA könnte leistungsfähig genug sein, um dieses Problem nach seinem Start im Jahr 2020 zu lösen.

Dieser Artikel , eine Studie des Kavli-Instituts, schlägt eine aggressive Schätzung von 100.000 Schurkenplaneten (oder Nomadenplaneten) für jeden Stern in der Milchstraße vor, basierend auf der MOA-Schätzung von 2011 von zwei Jupiter-Masse-Objekten für jeden Stern und Extrapolation darüber, wie häufig Objekte in Pluto-Größe im Verhältnis zu Jupiter-Größe stehen (etwa 50.000 zu 1). Wenn wir 1 zu 4 anstelle von 2 zu 1 anpassen, reduziert sich diese Schätzung auf etwa 12.000 Pluto- oder größere Schurkenplaneten pro Stern.

Was auch immer die wirklichen Zahlen sind, wenn wir bis zur Zwergplanetengröße herunterzählen, sollten Schurkenplaneten die Zahl der Sterne deutlich übertreffen, und eine Schätzung von 3-4 Größenordnungen ist nicht unvernünftig. Für Planetengrößen, sagen wir Merkur zu Neptun, würden bessere Beobachtungen bei dieser Schätzung sehr hilfreich sein, aber eine schlechte Schätzung von Merkur und mehr Schurkenplaneten, die Sterne zahlenmäßig 10 oder 20 zu 1 übertreffen, ist nicht verrückt.

Ich mache mir große Sorgen um die Zahlen, weil es relevant ist, wie viele das Sonnensystem passieren. Verwenden Sie diese Frage/AntwortAls Annäherung und weil die Fluchtgeschwindigkeit aus einem Sonnensystem im Vergleich zur Fluchtgeschwindigkeit aus einer Galaxie oder der Umlaufgeschwindigkeit um die Galaxie normalerweise winzig ist, sollten Schurkenplaneten im Allgemeinen sternähnliche Umlaufbahnen um die Milchstraße haben. Wenn ein Stern ungefähr alle eine Million Jahre innerhalb eines Lichtjahres an unserer Sonne vorbeizieht, selbst wenn Sie eine relativ hohe Schätzung von 100.000 Schurkenplaneten (Pluto-Größe und höher) ansetzen, ist das immer noch einer alle 10 Jahre, und das innerhalb von 1 Lichtjahr . Wenn Sie innerhalb des Kuipergürtels schätzen möchten, wo wir erwarten könnten, einen plutogroßen Schurkenplaneten zu beobachten, der durchzieht. Das Zielgebiet des Kuipergürtels ist etwa eine Million Mal kleiner als der 1-Lichtjahr-Radius, also ein Schurkenplanet, der den Kuipergürtel passiert - nach dieser Rechnung alle 10 Millionen Jahre einmal.

Der Grund, warum es nie beobachtet wurde, ist, dass sie normalerweise sehr weit entfernt und zu klein sind, um bemerkt zu werden. Selbst mit der besten Ausrüstung von heute ist es fast unmöglich, einen Pluto-großen Schurkenplaneten zu sehen, der ein Lichtjahr oder ein halbes Lichtjahr entfernt vorbeizieht, und wenn sie nur alle 10 oder 100 oder mehr Jahre vorbeiziehen, nun, deshalb haben wir noch nie einen gesehen .

Es ist möglich, dass jemand zu unseren Lebzeiten einen oder zwei Schurkenplaneten innerhalb von 1 Lichtjahr von uns oder in der Oortschen Wolke kurz nach 1 Lichtjahr vorbeiziehen sieht, aber wir werden mit ziemlicher Sicherheit zuerst ein Upgrade der Teleskope benötigen.

bei Gefangennahme

In einem Zwei-Körper-System ist ein Einfangen durch Gravitation unmöglich, und ein Schurkenplanet für unser Sonnensystem ist einem Zwei-Körper-System sehr ähnlich. Das Problem ist, dass das Schurkenobjekt auf das größere Objekt (den Stern) zu beschleunigt und die Geschwindigkeit erhöht. Diese zusätzliche Geschwindigkeit bedeutet, dass es genauso schnell wegfliegt. In einem Zweikörpersystem befinden sich Objekte entweder bereits im Orbit oder sie fliegen vorbei.

Im losen Sinne bilden alle Sterne in der Galaxie ein N-Körper-System, in dem ein Einfangen möglich wird, aber das Problem ist, dass die Sterne so weit voneinander entfernt sind, dass alle sekundären Körpergravitationseffekte von anderen Sternen nahezu vernachlässigbar sind. Die Wahrscheinlichkeit, dass Alpha Centauri (zum Beispiel) ein Objekt verlangsamt, damit unsere Sonne es einfangen kann, liegt nahe bei Null. Wenn es überhaupt passierte, wäre es eine sehr entfernte und sehr schwache Gefangennahme. Das heißt nicht, dass es nie passiert. Über 4 Milliarden Jahre unseres Sonnensystems ist es möglicherweise mehrmals zu Einfang gekommen, aber ich wollte darauf hinweisen, warum Einfang schwierig und wahrscheinlich selten ist. Die meisten Schurkenplaneten, die nah genug herankamen, würden wahrscheinlich einfach passieren.

Die Erfassung wird statistisch wahrscheinlicher, wenn ein massiver dritter Körper in der Nähe ist.

Wenn ein Pluto-großer Schurkenplanet nahe genug an einem unserer 4 großen Planeten oder dem theoretischen Planeten X vorbeifliegt, dann könnten seine Richtung und Geschwindigkeit erheblich geändert werden und die Wahrscheinlichkeit einer Eroberung stark steigen. Unnötig zu sagen, dass diese 4 Planeten und der theoretische „Planet Neun“ sehr kleine Ziele in den Weiten des Weltraums sind, aber das ist eine Möglichkeit, wie die Erfassung geschehen könnte, und in den mehr als 4 Milliarden Jahren, in denen das Sonnensystem existiert, ist die Erfassung wahrscheinlich von Zeit zu Zeit erfolgt zur Zeit. Der Trick besteht darin, entfernte Objekte in der Umlaufbahn genau genug zu betrachten, um zu sehen, ob ihre Chemie darauf hindeutet, dass sie nicht aus unserem Sonnensystem stammen.

Zusätzlich zur Erfassung von Rogue-Planeten kommt es wahrscheinlich auch vor, dass zwei Sterne Oort-Wolkenobjekte austauschen, wenn zwei Sterne nahe genug aneinander vorbeiziehen, und dies könnte die üblichere Methode des Objektaustauschs sein. Oortsche Wolkenobjekte haben bereits eine relativ langsame Umlaufgeschwindigkeit um ihren Stern, was es etwas wahrscheinlicher macht, dass sie sich von einem Stern entfernen und von einem anderen eingefangen werden. Es würde auch von der relativen Geschwindigkeit der beiden Sterne abhängen und davon, wie nahe sie vorbeikamen. Aber diese Methode der Exo-Objekterfassung ist möglicherweise etwas häufiger als die Erfassung von Rogue-Objekten.

Wenn ein Objekt wie Sedna schließlich als nicht aus unserem Sonnensystem stammend identifiziert wird, wäre es schwer zu wissen, ob es ein Schurkenplanet oder ein vor langer Zeit "gestohlenes" Objekt aus dem Oort- oder Kuipergürtel von einem nahe vorbeiziehenden Stern war .

1) Diese Frage hat keine wirkliche Antwort, da sie vom verwendeten Referenzrahmen abhängt. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass sie außer in ihrem eigenen Bezugssystem stationär sind.

umformuliert 1) Theoretisch können ihre Bahnen genau berechnet werden, wenn man ihre Geschwindigkeit und die Positionen und Bewegungen aller anderen Körper (auch Gas- und Staubwolken) kennt, die ihre Bewegung beeinflussen könnten. In der Praxis werden Sie dieses Wissen nicht haben, da die meisten nicht-stellaren Körper, denen der Schurkenplanet begegnen könnte, sehr schwach sind und Sie sie nicht entdecken können. Andererseits ist der Weltraum größtenteils leer, sodass Sie vernünftigerweise davon ausgehen können, dass ihre Pfade (innerhalb eines begrenzten Zeitrahmens) ziemlich vorhersehbar sind. Sie befinden sich wahrscheinlich in einer Umlaufbahn (entweder auf einer elliptischen, parabolischen oder hyperbolischen) um das Zentrum der Milchstraße.

2) Ja, sie werden wahrscheinlich noch etwas Drehimpuls von dort haben, wo sie sich gebildet haben.

Der Weltraum ist sehr groß, daher ist es nicht sehr wahrscheinlich, dass einer in unserem Sonnensystem zu unseren Lebzeiten erscheint. Und natürlich wissen wir nicht, ob sich jemals einer durch das Sonnensystem bewegt hat.

Relativ zur Erde, basierend auf der Bewegung des Sonnensystems durch den Weltraum und der Rotation der Milchstraße selbst, sind 60 km/s oder mehr wahrscheinlich eine gute Grenze. Obwohl es wahrscheinlich näher an 45 km / s liegt, spielt es keine Rolle. Da einer angekommen ist, besteht eine "astronomisch geringe" Chance, dass ein anderer es könnte. (Wortspiel beabsichtigt)

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