Welche Prozesse erzeugen ein Objekt mit interstellarer Geschwindigkeit?

Die Antwort auf die Frage „Wie kann es mit genügend Energie hereinstürmen, um es wieder zu verlassen“ ist, dass es, wenn es außerhalb des Sonnensystems gestartet wäre, ungewöhnlich gewesen wäre, es NICHT wieder zu verlassen, da es in Richtung Sonne beschleunigt und dann verlangsamt hätte beim Abflug noch einmal um genau den gleichen Betrag und mit der gleichen Geschwindigkeit wie beim Start wieder abgefahren, möglicherweise in eine andere Richtung.

Der Schlüssel hier sind Schwerkrafthilfen , die ziemlich deutliche Veränderungen in den Umlaufbahnen kleinerer Körper bewirken können, die auf Gasriesen treffen, entweder Kollisionen verursachen oder sie wegtreiben. Dies wird häufig in der frühen Systembildung passieren, wenn Gasriesen ihre Umlaufbahnen verlassen . Ein jüngeres Beispiel ist die Art und Weise, wie die Voyager- und Pioneer-Fahrzeuge an sich nicht genug Schub hatten, um dem Sonnensystem zu entkommen, sondern indem sie von den Gasriesen unterstützt wurden, Energie aus dem Sonnensystem „gestohlen“ haben, um abzureisen.

Während die Austrittsgeschwindigkeit aus dem Muttersystem gering sein wird, werden die zukünftigen Begegnungen tendenziell mit Sternen stattfinden, die deutlich unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten um den galaktischen Kern haben, so dass es unwahrscheinlich ist, dass der Prozess umgekehrt abläuft. Dies bedeutet, dass die Anzahl der Objekte (und die Wahrscheinlichkeit, dass eines unser Sonnensystem durchquert) mit der Zeit tendenziell zunehmen würde.

Die Bestimmung der tatsächlichen Quelle von 'Oumuamua ist durch die verfügbaren Informationen eingeschränkt, aber eine mögliche Antwort ist, dass ein langer Komet eine Begegnung mit einem Jupiter-Äquivalent hatte und durch die Schwerkraft über die Fluchtgeschwindigkeit des übergeordneten Sonnensystems hinaus unterstützt wurde.

Dies ist eine sehr allgemeine Antwort: Ein gravitativ gebundenes System hat die Tendenz, kompakter zu werden. Wenn dies geschieht, wird die potenzielle Energie der Gravitation negativer. Die verlorene Energie endet hauptsächlich als Wärme, die durch Stöße und Reibung verursacht wird. Es geht jedoch auch Energie verloren, weil kleine Körper dazu neigen, Fluchtgeschwindigkeit zu erreichen und aus dem System geschleudert werden.

Eine nicht katastrophale Gravitationswechselwirkung zwischen zwei Festkörpern neigt dazu, ihre kinetischen Energien nach der Wechselwirkung ähnlicher zu machen als zuvor (Gleichverteilungssatz). Das Objekt mit geringerer Masse endet also normalerweise mit einer höheren Geschwindigkeit. Aufgrund der natürlichen Geschwindigkeitsverteilung können viele kleine Objekte Fluchtgeschwindigkeit erreichen und verlassen ihr ursprüngliches System.

Angenommen, 'Oumuamua wurde sanft aus der Umgebung ausgestoßen, in der es sich gebildet hat. Wie kommt es dann, dass es mit 26,33 km/s in das Sonnensystem eindrang?

Das wird eigentlich erwartet. Die Geschwindigkeitsstreuung von Sternen in der Sonnenumgebung beträgt 10 Kilometer pro Sekunde. Die Geschwindigkeit von 'Oumuamua relativ zum Sonnensystem ist also typisch für das Zeug, das in unserem Teil der Galaxie herumfliegt. Selbst wenn seine ursprüngliche Geschwindigkeit relativ zu seinem Muttersystem gering war, bewegte sich dieses System wahrscheinlich ziemlich schnell relativ zur Sonne, und daher war es auch 'Oumuamua.

Schauen Sie sich an, was in unserem Sonnensystem passiert ist:

5 6 Objekte, von denen wir wissen, hatten Gravitationsschleudern, die sie auf eine höhere Fluchtgeschwindigkeit als das System beschleunigten, und sie sind jetzt Wanderer zwischen den Sternen.

5 dieser Auswürfe wurden von der NASA sorgfältig konstruiert, aber Jupiter hat die Kraft, sich selbst auszustoßen, und es wurde einmal beobachtet, dass er dies tat.

Verwaiste Planeten sind häufiger als bisher angenommen:

Sterne und sogar Schwarze Löcher beherbergen wahrscheinlich "Schurken" oder "Nomaden", Planeten, die aus den Sternensystemen geworfen wurden, in denen sie geboren wurden, deuten neue Simulationen an. Gleichzeitig legt eine separate Studie nahe, dass Nomadenplaneten viel häufiger sind als angenommen.

https://www.nationalgeographic.com/culture/article/120224-rogue-nomad-planets-stars-black-holes-space-science

Versuchen Sie, Ihren eigenen "entkommenen Planeten" zu erstellen:

https://academo.org/demos/orbit-simulator/

Wenn Sie die Masse des Planeten verringern, während Sie sich der Sonne nähern (z. B. wenn der Körper durch die Schwerkraft in Teile geteilt wird), werden die Teile weggeschleudert.