Wie kommt es, dass sich alle Planeten (und Monde) in unserem Sonnensystem in Gleichgewichtsbahnen befinden?

Früher wurde mir gesagt, dass, damit sich irgendwelche Körper über einen langen Zeitraum hinweg umkreisen können, Umlaufzeit, Entfernung und Masse genau aufeinander abgestimmt sein müssen, damit die Körper nicht schließlich kollidieren und größere Körper oder Wesen bilden aus der Umlaufbahn geschwungen.

Wie kommt es dann, dass alle 8 Planeten (und unzählige Zwergplaneten) und ihre Monde und die Sonne über Tausende von Jahren (wenn nicht Millionen) in einem solchen Gleichgewicht sind? Könnte es möglich sein, dass das, was wir heute sehen, das ist, was übrig geblieben ist, dh unzählige Planeten oder Monde wurden aus dem Sonnensystem herausgeschwungen und kollidiert, bis ein stabiles (relativ gesehen) System erreicht ist, wie wir es heute beobachten?

Ich denke, die allgemeine Antwort auf Ihre Frage ist ja. Alle relativ großen Objekte, die sich im frühen Sonnensystem gebildet haben und kollisionswahrscheinliche oder schwerkraftunterstützte Umlaufbahnen hatten, sind wahrscheinlich bereits kollidiert oder durch Schwerkraft in eine andere Umlaufbahn gebracht worden. Aus diesem Grund befinden sich die meisten der verbleibenden einigermaßen großen Objekte in hochstabilen Umlaufbahnen, da das Material, das nicht stabil war, sozusagen bereits "ausgeschüttelt" wurde. Angesichts der Tatsache, dass unser Sonnensystem seit mehr als 4 Milliarden Jahren existiert, ist dies sinnvoll. Aber da dieser Abzug und kein Beweis ist, belasse ich es als Kommentar.
@userLTK Phobos wird spät erschüttert und stürzt in nur ~50 Millionen Jahren, nur 1% des Alters seit seiner Entstehung, auf den Mars (nachdem er von Gezeitenkräften in ein temporäres Ringsystem zerquetscht wurde). Aber ich nehme an, dass man erwarten sollte, dass 1 von 100 Monden in einer Hinsicht eine Eigenschaft mit 1% Wahrscheinlichkeit (Rundung der Zahlen) hat. Und ich frage mich, ob Epimetheus und Janus bei Saturn in einem langfristigen Gleichgewicht umeinander tanzen werden. Sieht mir gefährlich aus. Vielleicht werden zukünftige Erdlinge eines Nachts einen schwachen Blitz am Himmel sehen, wenn das Paar die Ringe hinzufügt.
Das stimmt, aber Phobos ist auch ein eingefangener Asteroid, und ich hasse es fast, es über einen möglicherweise sehr großartigen Absturz zu sagen, aber er ist fast zu klein, um diese Frage wirklich zu erfüllen. Wenn wir Objekte mit einem Durchmesser von 20 km betrachten, gibt es wahrscheinlich Dutzende, vielleicht Hunderte im Sonnensystem, die derzeit von Destabilisierung bedroht sind. Aber ein Stein dieser Größe, der alle 50 Millionen Jahre einen der Planeten trifft – das klingt im Bereich des Richtigen.
und ich liebe das Beispiel von Epimetheus und Janus. Die beiden hatte ich vergessen. Aber ich habe nachgesehen und jeder von ihnen ist zu klein, um den anderen wirklich aus der Umlaufbahn zu werfen, also glaube ich nicht, dass einem oder beiden in absehbarer Zeit etwas passieren wird. Sie sind alle viel größer als Phoebos, also könnte das interessant sein, wenn dort jemals etwas passiert.
@JavaPhobic, vielleicht findest du das interessant. Es ist eine teilweise Erklärung dafür, warum es so viel Stabilität und so wenige Einschläge gibt, selbst bei kleineren Objekten wie denen im Asteroidengürtel. Viele kleinere Objekte neigen dazu, mit größeren in Resonanz zu geraten. en.wikipedia.org/wiki/Orbital_resonance

Antworten (1)

Ich denke, in unserem gegenwärtigen Stadium der Evolution des Sonnensystems, aufgrund der Tatsache, dass wir in der Lage waren, uns zu unserem gegenwärtigen Entwicklungsniveau zu entwickeln, könnte es als sehr stabil und in einer sehr ruhigen Phase seiner Evolutionsgeschichte betrachtet werden. Instabile Objekte werden normalerweise sehr früh bei der Bildung eines solchen Systems herausgeschleudert, weshalb wir sie heute nicht sehen. Schauen Sie sich jedoch nur die Evolutionsgeschichte Erde-Mond an. Es wird vermutet, dass unser aktueller Mond aufgrund einer Kollision zwischen der Erde und vielleicht einem Marsobjekt (oder einem Objekt ähnlicher Größe) eingefangen wurde. Das ist alles andere als stabil.

Der Grund dafür hängt natürlich mit der Schwerkraft zusammen. Oder besser gesagt, das Gravitationspotential des Systems. Alle Systeme wollen thermalisieren (so wie ein Raum aus Luftmolekülen ein thermisches Gleichgewicht erreichen möchte). Obwohl unser Sonnensystem alles andere als thermalisiert ist, arbeitet es ständig daran, dies zu erreichen. Daher scheinen wir bei unserem gegenwärtigen Entwicklungsstand des Sonnensystems in einem ziemlich ruhigen Zustand zu sein. In diesem Zustand können wir, um mehr in die Tiefe zu gehen, den Satz von Bertrand anwenden, der uns sagt, dass für ein zentrales Potential mit an r − 1 Abhängig vom radialen Abstand sind die Umlaufbahnen stabil. Die Stabilität von Umlaufbahnen in drei räumlichen Dimensionen beruht darauf, dass das Gravitationspotential mit der Entfernung abnimmt r als r − 1 .

Wie kommt es, dass sich alle Planeten (und Monde) in unserem Sonnensystem in Gleichgewichtsbahnen befinden?
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