Wo endet das Sonnensystem?

Laut der Webseite der Case Western Reserve University The Edge of the Solar System (2006) ist dies eine wichtige Überlegung

Das ganze Konzept einer „Kante“ ist in Bezug auf das Sonnensystem etwas ungenau, da es keine physische Grenze gibt – es gibt keine Wand, hinter der ein Schild steht, auf dem steht: „Solar System Ends Here“. Es gibt jedoch bestimmte Regionen des Weltraums, die entferntere Mitglieder unseres Sonnensystems umfassen, und eine Region, jenseits derer die Sonne keinen Einfluss mehr ausüben kann.

Der letzte Teil dieser Definition scheint eine brauchbare Definition des Randes des Sonnensystems zu sein. Speziell,

gültiger Grenzbereich für den "Rand" des Sonnensystems ist die Heliopause. Dies ist die Region des Weltraums, in der der Sonnenwind der Sonne auf den anderer Sterne trifft. Es ist eine schwankende Grenze, die schätzungsweise etwa 17,6 Milliarden Meilen (120 AE) entfernt ist. Beachten Sie, dass sich dies in der Oortschen Wolke befindet.

Obwohl der obige Artikel etwas veraltet ist, war der Begriff der Heliopause für Wissenschaftler immer noch von Interesse, insbesondere wie weit sie entfernt ist - daher das Interesse an den fortgesetzten Voyager-Missionen , die auf der Website angeben, dass sie drei Phasen haben :

• Kündigungsschock

Die Passage durch den Terminationsschock beendete die Terminationsschockphase und begann mit der Helioseath-Explorationsphase. Voyager 1 überquerte den Terminationsschock bei 94 AE im Dezember 2004 und Voyager 2 bei 84 AU im August 2007.

(AU = Astronomische Einheit = mittlere Entfernung Erde-Sonne = 150.000.000 km)

• Helioseath

Das Raumschiff hat in der Helioseath-Umgebung operiert, die immer noch vom Magnetfeld der Sonne und den im Sonnenwind enthaltenen Partikeln dominiert wird.

Im September 2013 befand sich Voyager 1 in einer Entfernung von 18,7 Milliarden Kilometern (125,3 AE) von der Sonne und Voyager 2 in einer Entfernung von 15,3 Milliarden Kilometern (102,6 AE).

Eine sehr wichtige Sache, die auf der Voyager-Seite zu beachten ist, ist dies

Die Dicke der Helioseath ist ungewiss und könnte mehrere zehn AE dick sein und mehrere Jahre zum Durchqueren benötigen.

• Interstellarer Raum, wie er auf der Voyager-Seite der NASA definiert wurde

Der Durchgang durch die Heliopause beginnt die interstellare Erkundungsphase, wobei das Raumfahrzeug in einer vom interstellaren Wind dominierten Umgebung operiert.

Die Voyager-Missionsseite bietet das folgende Diagramm der oben aufgeführten Parameter

Es ist ein bisschen kompliziert, da wir nicht das volle Ausmaß der Dynamik da draußen kennen, eine kürzlich im Artikel Eine große Überraschung vom Rand des Sonnensystems berichtete Beobachtung zeigt, dass der Rand möglicherweise verwischt ist

ein fremdes Reich aus schaumigen Magnetblasen,

Was in dem Artikel vorgeschlagen wird, könnte eine Mischung aus solaren und interstellaren Winden und Magnetfeldern sein, die besagt:

Einerseits scheinen die Blasen ein sehr poröser Schild zu sein, der viele kosmische Strahlen durch die Lücken lässt. Andererseits könnten kosmische Strahlen in den Blasen eingeschlossen werden, was den Schaum tatsächlich zu einem sehr guten Schutzschild machen würde.

Hier ist meine Antwort. Ich werde versuchen, es so umfassend wie möglich zu machen.

Es ist ziemlich schwierig, den Rand des Sonnensystems zu definieren . Die meisten Menschen würden es wahrscheinlich so definieren, dass Objekte nicht mehr gravitativ an die Sonne gebunden sind. Das verschiebt die Frage nur ein wenig: Wo ist diese Trennlinie? Um dies zu beantworten, werde ich die Regionen des Sonnensystems durchgehen.

Die erste Region ist die Domäne der inneren Planeten – im Grunde alles vom Asteroidengürtel nach innen. Es besteht aus Mars, Erde, Venus, Merkur, ihren Monden und all den kleineren Objekten, die sie umgeben. Das innere Sonnensystem ist sehr felsig, wie man sich vorstellen kann. Die terrestrischen Planeten bestehen hauptsächlich aus Gestein, ebenso wie die Asteroiden und die Monde der inneren Planeten.

Die zweite Region ist die Domäne der Gasriesen . Es besteht aus Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, ihren Monden, Ringsystemen und verschiedenen kleineren Körpern wie trojanischen Asteroiden. Die Gasriesen hatten einen großen Einfluss auf das Sonnensystem, als es zum ersten Mal entstand, indem sie Felsbrocken einzogen, Monde packten und möglicherweise Umlaufbahnen stabilisierten oder destabilisierten. Einige sind möglicherweise nach außen gewandert (gemäß dem Modell von Nizza ), aber ihre Umlaufbahnen sind derzeit stabil. Die Gasriesen bestehen größtenteils aus Gasen, aber es wird angenommen, dass sie feste oder geschmolzene Kerne haben. Die Zusammensetzung ihrer Monde ist vertraut - eher wie Objekte im inneren Sonnensystem.

Als nächstes steht der Kuipergürtel an . Es wird manchmal als Cousin des Asteroidengürtels eingeführt, aber das ist nicht korrekt. Die Körper, aus denen der Kuipergürtel besteht, sind Fels- und Eisbrocken. Bemerkenswerte Beispiele für Kuipergürtelkörper und/oder transneptunische Objekte sind die Zwergplaneten Pluto, Sedna, Makemake und Haumea. Es gibt auch viele kleinere Objekte, darunter einige kurzperiodische Kometen (obwohl diese eher Teil der weniger bekannten "verstreuten Scheibe" sind). Obwohl es seit Jahren Theorien über einen anderen Planeten da draußen gibt, wird dies nicht als wahrscheinlich angesehen. Der Gürtel erstreckt sich von 30 bis 50 AU.

Noch weiter draußen liegt die nach Jan Oort benannte Oortsche Wolke . Beobachtungen von Objekten in der Oortschen Wolke sind äußerst schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, sodass ihre Existenz noch nicht verifiziert wurde. Es wird von langperiodischen Kometen und kleineren Objekten bevölkert. Auch diese bestehen aus Fels und Eis. Die Oortsche Wolke soll sich bis zu unglaublichen 50.000 AE erstrecken. Während die anderen bisher erwähnten Regionen ungefähr in Ebenen liegen, ist die Oortsche Wolke kugelförmig.

Einige halten die Oortsche Wolke am äußersten Rand für den Rand des Sonnensystems, weil sich der Großteil der Masse des Sonnensystems darin befindet, aber die Grenze zwischen dem Sonnensystem und dem interstellaren Raum wird tatsächlich als innerhalb seiner inneren Reichweite betrachtet: die Heliopause. Dies wird allgemein als Grenze des Sonnensystems akzeptiert, da dort der Sonnenwind auf das interstellare Medium trifft. Dies wird oft bei 121 AE platziert – dort, wo Voyager 1 im Jahr 2013 vorbeiflog. Die Heliopause ist die äußerste Grenze der Heliosphäre , jenseits derer das interstellare Medium die Kontrolle übernimmt. Innere "Schichten" werden durch den Terminationsschock und die Helioseath begrenzt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Sonnensystem zwar aus vielen Regionen besteht, die Heliopause jedoch als seine äußere Grenze betrachtet wird.

Noch einmal, ich freue mich über jeden Beitrag zu dieser Frage und Antwort.

Wann immer ich diese Frage diskutiert sehe, scheint es, dass die Heliopause oder eine Variation davon als Antwort gegeben wird – und dann wird erwähnt, dass sich die Oortsche Wolke darüber hinaus erstreckt.

Eine korrektere Antwort sollte daher sein, dass es in der Entfernung endet, in der Objekte praktisch nicht mehr an das Baryzentrum des Sonnensystems gebunden sind. Dies wird normalerweise durch die Hill Sphere definiert , die sich dem Einflussbereich der Gravitation annähert.

Eine einfache Ansicht der Ausdehnung des Sonnensystems ist die Hügelkugel der Sonne in Bezug auf lokale Sterne und den galaktischen Kern.(1)

Dies erstreckt sich auf zweihundertdreißigtausend AE, etwa 3,6 Lichtjahre. Wieder keine Wand. Nach (1) Cherbatov (1965) lassen sich die Radien der Gravitationskugeln der Sonne unterteilen in:

• Anziehungssphäre bis 4500 AU (Anziehungskraft der Sonne > Anziehungskraft des galaktischen Zentrums),

• Aktionsradius 60.000 AE (bequemer, Sonne als zentralen Körper und galaktische Mitte als störenden Körper in Orbitalberechnungen zu verwenden) und schließlich

• Hügelkugel 230.000 AE (Objekt muss innerhalb dieser Grenze umkreisen, um von der Sonne gehalten zu werden).

Ich glaube, die NASA sagt, dass sich nicht nur der Sonnenwind, sondern auch die Anziehungskraft verschiebt ... Das heißt nicht, dass die Sonne keine Anziehungskraft oder keinen Sonnenwind hat, aber dass der Einfluss der Sonne jetzt geringer ist als der der Umgebung. Einfach gesagt, wenn die Sonne das Tauziehen nicht mehr gewinnt.

Ich betrachte den Rand eines jeden Sonnensystems als die Entfernung, über die hinaus der oder die Zentralsterne nicht genügend Licht liefern, um einen vernünftigen "Tag" auf der dem Stern zugewandten Seite zu erzeugen. Mit anderen Worten, wenn Sie sich auf einem Himmelskörper befinden, der auf allen Seiten Nacht hat (z. B. auf einem Oortschen Wolkenobjekt), denken Sie möglicherweise nicht mehr daran, sich in diesem Sonnensystem zu befinden, Sie befinden sich nur auf einem Körper, der durch die Schwerkraft angezogen wird / von einem bestimmten Stern beeinflusst. Diese Grenze würde bei einer scheinbaren Helligkeit von minus 12 liegen, die durch den Zentralstern verursacht wird.

Bei diesem System würde der Rand etwa 1000 AE von der Sonne entfernt sein, hier habe ich seine Grenze festgelegt, die direkt hinter dem Aphel des äußersten Planeten Sedna liegt. Jenseits von 1000 AE ist es der interstellare Raum.