Welche Asteroidengröße wird benötigt, um die Sonne zu bewegen?

tl;dr: Das geht nicht.

Meteore und all ihre verschiedenen Klassifikationen (Meteoriten, Meteoroiden) sind klein. Die Sonne ist groß. Noch wichtiger ist, dass die Sonne heiß ist. Wenn ein Meteor auf die Sonne zusteuert, würde er nicht nur fast nichts tun, wenn er auftrifft, sondern lange bevor er auftrifft, verdampfen.

Aber theoretisch:

Nehmen wir an, Sie haben einen Meteor mit einer Masse von 100 Tonnen. Das sind 100.000 kg. Nehmen wir an, es reist ziemlich schnell,$3 \times 10^5 \text{ms}^{-1}$Wir können ausrechnen, wie viel Schwung es hat:

Die Sonne hat eine Masse von$1.989 \times 10^{30} \text{kg}$. Wenn wir also die beiden dividieren, können wir die resultierende Geschwindigkeit der Sonne nach dem Aufprall finden:

Es ist wichtig zu beachten, dass die gleiche Mathematik für einen verdampften Asteroiden gilt, da die Impulserhaltung immer noch gilt; Wenn jedoch ein Teil des verdampften Materials die Sonne passiert , wird es ihr nichts anhaben. Wie in diesem Artikel gezeigt , ist dies jedoch unwahrscheinlich, da die Ausbreitungsbeschleunigung nicht ausreicht, um das Material ausreichend zu verteilen, bevor es die Sonne erreicht.

Selbst ein ziemlich "schwerer" Meteor führt also nur dazu, dass sich die Sonne mit einem Bruchteil eines Meters pro Sekunde bewegt, bei welcher Geschwindigkeit ihre Schwerkraft alle Planeten mit ihr in der Umlaufbahn halten würde.

Schließlich ist es unmöglich, die Sonne zu "zerbrechen", da sie aus Gas besteht und sich einfach um einen Asteroiden herum teilen und neu bilden würde.

Etwas, das die anderen Antworten übersehen zu haben scheinen und auf das ich mich konzentrieren werde, ist:

würde "sie" (die Sonne) weiter durch den Weltraum reisen, nachdem sie aus unserem System geschlagen wurde

Lassen Sie uns die Unpraktikabilität der Bewegung der Sonne ignorieren und uns darauf konzentrieren, was passieren würde, sobald die Sonne beginnt, sich zu bewegen. Die Antwort ist auch, dass nicht viel passieren würde.

Zum einen bewegt sich unsere Sonne zusammen mit dem Rest unseres Sonnensystems bereits mit 230 km/s um den "Galactic Central Point". Dieser "Galactic Central Point" ist der Massenschwerpunkt der Galaxie, genau wie die Monde des Jupiters oder die Planeten unserer Sonne umkreisen alle Sterne unserer Galaxie diesen Massenschwerpunkt.

Wenn wir also davon sprechen, die Sonne zu bewegen, meinen wir damit in Wirklichkeit eine signifikante Änderung ihrer Umlaufgeschwindigkeit. Dies würde unseren Weg um die Galaxie verändern, aber die Folgen davon werden möglicherweise erst seit Millionen von Jahren sichtbar und sind daher schwer vorherzusagen. Aber auch aufgrund der riesigen Leere des interstellaren Raums besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass nichts passieren würde.

Das heißt, wenn Sie die Auswirkungen von etwas ignorieren, das groß genug ist, um den Kurs der Sonne überhaupt zu ändern. Wie bereits in anderen Antworten darauf hingewiesen wurde, benötigen Sie etwas Massives, um die Sonne zu beeinflussen.

Jupiter ist das zweitgrößte Objekt in unserem Sonnensystem, seine Masse allein ist 2,5-mal größer als der Rest unseres Sonnensystems zusammen. Es ist so massiv, dass es den Schwerpunkt unseres Sonnensystems aus der Sonne herausdrängt, wenn auch nur geringfügig (unser Mond hat eine ähnliche, aber viel geringere Wirkung auf uns). Aber so massiv Jupiter auch ist, wenn man ihn gegen die Sonne knallt, wird seine Umlaufgeschwindigkeit kaum beeinflusst (wie bereits erwähnt).

Wir brauchen also etwas, das größer ist als der größte Planet im Sonnensystem, und hier stoßen wir auf handfeste Probleme für die Erde. Wie ich bereits betont habe, ist Jupiter so groß, dass er das Zentrum des Sonnensystems verschiebt. Alles, was so groß in das innere Sonnensystem eindringt, auf direktem Kollisionskurs mit der Sonne, wird mit viel größerer Wahrscheinlichkeit unsere Umlaufbahn stören, bevor es die Sonne stört Sonne.

Diese neue Gravitationsquelle könnte unseren Weg verändern, uns aus der bewohnbaren Zone bringen und den Planeten vielleicht zu heiß oder zu kalt machen, um das Leben viel länger zu unterstützen. Es könnte sogar unsere Umlaufbahn genug verlängern, um unseren höchsten Punkt in den Asteroidengürtel zu bringen, wo die Planetenoberfläche von Asteroiden bombardiert würde. Im schlimmsten Fall könnte die Erde sogar aus dem Sonnensystem beschleunigt werden.

Kurz gesagt, wenn etwas, das groß genug ist, um die Sonne zu beeinflussen, der Sonne jemals so nahe kommt, sind wir wahrscheinlich bereits tot. Wohin die Sonne geht, folgt der Rest des Sonnensystems, es sei denn, eine andere Kraft stört die Umlaufbahnen der Planeten.

Technisch gesehen würde alles dazu führen, dass sich die Sonne bewegt, ob wir die Fähigkeit haben, ihre Auswirkungen zu messen oder zu sehen, ist etwas anderes.

Jedes Objekt im Sonnensystem verursacht aufgrund seiner Schwerkraft und Masse eine Anziehungskraft. Die Sonne würde sich etwas weniger auf den Planeten zubewegen, da ihre Masse größer ist, aber sie wird angezogen und bewegt sich leicht auf die Planeten zu. Dies nennt man das Wackeln der Sterne.

Dieses Prinzip wurde ursprünglich verwendet, als wir anfingen, wirklich nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu suchen.

Wenn wir die Definition von Asteroiden weit über das Vernünftige hinaus ausdehnen.

Jupiter hat eine Umlaufenergie von$1.544×10^{35} J$. Wolfram Alpha

Wenn wir also Jupiter in einer unelastischen Kollision gegen die Sonne stoßen (durch Magie deorbitieren), werden wir eine Geschwindigkeit von 8,6 m / s übertragen. Wolfram Alpha

Dies entspricht einer Änderung der Erdumlaufgeschwindigkeit von 0,029 %. Wolfram Alpha

Ich habe keine Ahnung, wie auffällig das wäre. Die Auswirkungen des plötzlichen Jupitermangels wären definitiv spürbarer.

Es wird nicht passieren, egal wie groß ein Meteorit ist.

Nun ein paar Daten:

Ein Meteorit ist ein Stein, der aus dem Weltraum auf die Erde gefallen ist, also kann er die Sonne überhaupt nicht beeinflussen. Meteore sind die Spuren fallender Sterne am Himmel. Also werde ich für den Rest der Antwort über Meteoroiden sprechen.

(Siehe Meteoroid bei Wikipedia )

Die Masse der Sonne ist$(1.98855±0.00025)×10^{30} \text{ kg}$, während Meteoroiden per Definition kleiner als 1 m sind. Solch ein kleiner Stein wird nicht einmal von Sun bemerkt.

BEARBEITEN

Jetzt wo die Frage nach Asteroiden fragt...

Größter Asteroid im Sonnensystem ist Ceres , der derzeit wie Pluto als Zwergplanet eingestuft wird. Die Masse von Ceres ist$(9.43±0.07)×10^{20} \text{ kg}$(zehn Größenordnungen weniger als die der Sonne). Allein Eris , der größte Zwergplanet (größer als Pluto), hat eine Masse von$(1.67±0.02)×10^{22} \text{ kg}$, 8 Größenordnungen weniger als die Masse der Sonne (das ist hundertmillionenmal kleiner).

Es wird die Sonne einfach überhaupt nicht bewegen.

Die Antwort ist nicht Aufprall, sondern Anziehungskraft.

Die Sonne ist ein riesiger Gasball .

Wenn Sie einen Meteoriten aus einem "magischen" Material starten, das stark genug ist, um sein Inneres zu überleben, und mit Geschwindigkeit / Aerodynamik genug, dass er nicht durch Reibung gebremst wird (eine andere Sache, die angesichts seiner Größe leichter gesagt als getan ist), einen solchen Meteoriten auf der gegenüberliegenden Seite auftauchen würde (obwohl wahrscheinlich mit einer gewissen Abweichung).

Wenn Sie die Sonne bewegen möchten, möchten Sie etwas Massives in ihre Nähe ziehen und es die Sonne anziehen lassen. Natürlich würde ein so massives Objekt auch die Umlaufbahnen der Planeten selbst beeinflussen, daher glaube ich nicht, dass Sie die Sonne dazu bringen würden, sich von den Planeten zu entfernen (höchstwahrscheinlich werden die Planeten in dem neuen Objekt zusammenbrechen).

Das erinnerte mich an ein xkcd-Was-wäre-wenn.

https://what-if.xkcd.com/20/

Viele Leute hier sagen, dass es unmöglich ist, aber das ist nicht ganz richtig, ein Asteroid, der nahe genug an die Lichtgeschwindigkeit herankommt, könnte der Sonne durchaus etwas anhaben.

Es muss vielleicht mit 99,9999999 % der Lichtgeschwindigkeit laufen [füge weiter 9 hinzu, bis du genug hast] % der Lichtgeschwindigkeit, aber irgendwann erreichst du einen Punkt, an dem die Energie, mit der es auf die Sonne trifft, ausreicht, um etwas Katastrophales zu verursachen ...

Leider müssten die beteiligten Geschwindigkeiten / Energien so wahnsinnig groß sein, dass es fast unmöglich wäre, etwas auch nur annähernd Plausibles zu finden, das den Asteroiden schnell genug bewegen könnte.

Um die Sonne zu bewegen, haben wir zwei Grundvoraussetzungen:

1. Geben Sie der Sonne genug Schwung, um sie zu bewegen. Ich beginne mit genug, um es in Bewegung zu bringen$1~\text{km}/\text{s}$. Nicht sehr schnell, aber mal sehen, was passiert. Der Schwung ist einfach$p=mv=2.0\times 10^{33}~\text{kg}\cdot\text{m}/\text{s}$
2. Liefern Sie wenig genug Energie an die Sonne, damit sie nicht zerstört wird. Als absolute Oberschätzung verwende ich die Gravitationsbindungsenergie , die für die Sonne etwa ist$T=2.3\times 10^{41}~\text{J}$(ca. 20 Millionen Jahre Solarleistung).

Wir haben nur$p=mv$und$T=\frac 12mv^2$. Durch einfaches Dividieren dieser Gleichungen erhalten wir:

Ok, ich sehe wirklich hohe Geschwindigkeiten, was bedeutet, dass wir die Relativitätstheorie berücksichtigen müssen. Wenn wir mit den richtigen Gleichungen herumspielen, erhalten wir:

Für eine vernünftigere Sonnengeschwindigkeit von$100~\text{km}/\text{s}$die Mindestmasse geht bis zu:

(Denken Sie daran, dass dies eine absolut erforderliche Mindestmasse darstellt. Sie müssen etwas Schwereres (und daher Langsameres) verwenden, um nicht direkt durch die Sonne zu schlagen.)

Sie betrachten also keinen Asteroiden, sondern schießen eher einen Zwergstern mit einer Geschwindigkeit von$2000~\text{km}/\text{s}$. Viel Glück damit!

Erbsengroß.

So groß kann ein Asteroid die Sonne bewegen, aber nicht so, wie Sie es erwarten.

Zunächst impliziert ein Asteroid jedoch etwas, das derzeit auf typische Weise durch den Weltraum reist. Was würde ein typisches Objekt tun, wenn es in die Sonne prallt?

Erstens wird es die Sonne bewegen, lange bevor sie „einschlägt“. Durch Gravitationseffekte werden beide Objekte aufeinander zu beschleunigt. Aufgrund seiner Masse wird die Beschleunigung der Sonne deutlich geringer sein als die des Asteroiden, aber er wird sich bewegen. Die Frage ist wirklich, ob die aufprallende Kraft (in die entgegengesetzte Richtung) mehr oder weniger ist als die kumulative Wirkung der Kraft, die vor dem Aufprall in die entgegengesetzte Richtung ausgeübt wurde.

Das hängt weitgehend von der Geschwindigkeit des Objekts ab, bevor es in die Gravitationsgrenze der Sonne eindringt (wo die Anziehungskraft der Sonne stärker ist als die Anziehungskraft des restlichen Universums).

Das bedeutet wiederum, dass sich der Asteroid auf Kollisionskurs befindet, lange bevor er in die kosmografische Grenze eintritt, die sich auf der anderen Seite der Oortschen Wolke befindet – 50.000 bis 100.000 oder mehr astronomische Einheiten entfernt. (Pluto ist bis zu 50 AE von der Sonne entfernt).

Etwas, das durch seine Schwerkraft in die Sonne 'gezogen' wird, wird niemals schnell genug sein, damit die Aufprallkräfte die Kräfte überwiegen, die vor dem Aufprall ausgeübt wurden.

Beachten Sie, dass dies regelmäßig geschieht. Tatsächlich ist die Sonne so entstanden. Außerdem treffen Kometen regelmäßig auf die Sonne. Sie haben keinen messbaren Einfluss auf die Position der Sonne (obwohl sie spektakuläre Sonneneruptionen erzeugen können).

Etwas, das in die Sonne 'geschossen' wird, kann. Aber auch etwas, das in die Sonne geschossen wird, würde es einfach passieren, es sei denn, es verbrennt vorher.

Etwas Größeres als die Sonne? (oder annähernd gleich groß)

Nun, das ist interessant, denn dann kehrt sich die Logik um, und Sie sollten wirklich davon sprechen, dass unsere Sonne hineingeschossen wird, nicht umgekehrt.

Die Quintessenz ist, dass es für ein Objekt keine Möglichkeit gibt, einen signifikanten Einfluss auf die Sonne zu haben, ohne so groß zu sein, dass es alle Planeten verdrängt, bevor es die Sonne erreicht, oder es wird in die Sonne „eingeschossen“. von außerhalb des Sonnensystems (es wäre unmöglich, so etwas von innerhalb des Systems abzufeuern)