DU118 - Wo ist die Tür zum Sonnensystem?

Das Universum

Und: Gibt es interstellare Tunnel?

DU118 - Wo ist die Tür zum Sonnensystem?

Und: Gibt es interstellare Tunnel?

In Folge 118 geht es um den Eingang ins Sonnensystem? Wie könnten Objekte aus dem interstellaren Raum dauerhaft von der Sonne eingefangen werden? Das ist gar nicht so simpel wie es klingt; das geht nur durch gewisse “Türen” und wo die sind, erfahrt ihr in dieser Folge. Außerdem diskutieren wir über die ominösen “interstellaren Tunnel” durch die Milchstraße, die in den Medien aufgetaucht sind und Evi möchte mit der Hörerschaft gerne wissenschaftliche Sci-Fi-Weihnachten feiern.

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Live-Shows in Darmstadt, Siegen, Wr. Neustadt und Bonn

Wir beginnen mit einer wichtigen Ankündigung: “Das Universum” geht auf Tour. Und es gibt auch schon Tickets für die Shows am 19. März 2025 in Bonn und am 18. März 2025 in Siegen. Keine Tickets braucht man für die Show am 6. Dezember 2024 in Wr. Neustadt, denn da ist der Eintritt frei.

Buchtipp

Wir fangen mit ein paar Buchtipps an. Florian empfiehlt [“Around the World in 80 Games: A mathematician unlocks the secrets of the greatest games https://amzn.to/4g0VrzV”] von Marcus du Sautoy und die “Patternist”-Serie von Octavia Butler. Die komplette Serie in einem Buch [gibt es hier] https://amzn.to/3Va4eHX), alle Taschenbücher sind [hier](alle Taschenbücher https://amzn.to/3V7ChjT). (Die Amazon-Links sind affiliate Links). Nach Butler ist außerdem ein Landeplatz auf dem Mars benannt.

Interstellare Tunnel

Diverse Medien behaupten es gäbe “interstellare Tunnel” durch die Raumzeit, die kürzlich entdeckt wurden. Das ist nicht völlig falsch. Aber es ist alles andere als richtig. Es geht um die Forschungsarbeit “The SRG/eROSITA diffuse soft X-ray background I. The local hot bubble in the western Galactic hemisphere” und um die Verteilung der interstellaren Materie.

Die Tür zum Sonnensystem

Wie kann ein Objekt von außerhalb des Sonnensystems so eingefangen werden, so dass es dauerhaft dort bleibt? Diese Frage ist überraschend komplex und hängt entscheidend von der Geschwindigkeit und den gravitativen Wechselwirkungen ab. Es geht dabei nicht um temporäre Phänomene, wie etwa den Besuch des interstellaren Asteroids ‘Oumuamua, der einmal die Sonne umrundete und wieder verschwand, sondern um den dauerhaften Einfang eines Objekts ohne eine direkte Kollision mit der Sonne.

Bisherige Studien zum Thema beschränkten sich meist auf zeitlich begrenzte Szenarien, die zwar lange – oft Milliarden Jahre – andauern können, aber “dauerhaft” ist trotzdem länger. Der gängige Ansatz nutzt Computersimulationen, in denen gravitative Störungen, insbesondere durch Jupiter, eine zentrale Rolle spielen. Ein neuer Ansatz - “Permanent Capture into the Solar System” probiert es anders und zwar mit Einbezug des Einfluss der galaktischen Gravitation, also der Störung durch die Gezeitenkräfte der Milchstraße. Und das ganze wird analytisch probiert, also nicht durch Computersimulationen. Das Modell, das diesem Ansatz zugrunde liegt, ist das eingeschränkte Dreikörpermodell und beinhalte die Sonne, das zu fangende Objekt und das Gravitationszentrum der Milchstraße. Dabei wird die Masse des eingefangenen Objekts als vernachlässigbar klein angesehen, sodass es keinen eigenen gravitativen Einfluss ausübt. Die Sonne selbst wird dabei als ein Objekt betrachtet, das die Milchstraße umkreist.

Um dieses Szenario zu verstehen, sind drei zentrale Konzepte wichtig: -Kepler-Energie: Die Energie eines Objekts in Bezug auf die Sonne. Ist sie kleiner als Null, umkreist das Objekt die Sonne, ist es größer, dann ist es nicht im Sonnensystem gebunden. Der Einfang um den es hier geht, findet statt, wenn die Energie vom Positiven zum Negativen wechselt. -Hill-Sphäre: Die Hill-Sphäre eines Körpers definiert den Bereich, in dem seine Gravitationskraft dominiert. Für die Erde etwa beträgt der Hill-Radius etwa 1,5 Millionen Kilometer – der Mond liegt somit innerhalb der Hill-Sphäre der Erde. -Jacobi-Konstante: Diese beschreibt die Gesamtenergie eines Objekts im eingeschränkten Dreikörperproblem und definiert, wo sich ein Objekt bewegen kann. Die Jacobi-Konstante steht in direktem Zusammenhang mit den Lagrange-Punkten und der Hill-Sphäre. Sie spielt eine entscheidende Rolle, um zu verstehen, wie ein Objekt dauerhaft eingefangen wird. Im Modell des Sonnensystems, das die Milchstraßen-Gravitation berücksichtigt, ergibt sich eine gigantische Hill-Sphäre von 3,81 Lichtjahren. Das ist die maximale Ausdehnung des Sonnensystems. Objekte außerhalb dieser Zone können nicht dauerhaft an das Sonnensystem gebunden sein. Um dauerhaft in das Sonnensystem einzutreten, muss ein Objekt durch die Lagrange-Punkte L1 und L2 treten, die genau am Rand der Hill-Sphäre, 3,81 Lichtjahre von der Sonne entfernt liegen, auf der Verbindungslinie zwischen Sonne und Milchstraßenzentrum, einmal “links” und einmal “rechts” der Sonne. Nur bei diesen “Türen” kann das Objekt ins Sonnensystem kommen. Dabei verliert das Objekt Energie, seine Kepler-Energie wird negativ, und es wird an die Sonne gebunden. Die Türen sind “fraktal”, das heißt nach dem Eintritt in die Hill-Sphäre bewegt sich das Objekt zunächst chaotisch, beeinflusst durch die galaktischen Gezeitenkräfte. Es dauert oft Milliarden Jahre, bis es eine stabile Bahn erreicht. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein freier Planet – ein sogenannter Rogue Planet – in das Sonnensystem gelangt, ist extrem gering. Schätzungen zufolge liegt sie zwischen 10^-9 10^−6.

Es kann auch passieren, dass die Sterne in der Nähe der Sonne noch näher kommen. 6 Sterne werden das in den nächsten 50.000 Jahren. Dann können sich die Oortschen Wolken überschneiden und Asteroiden könnten ausgetauscht werden.

Fragen aus der Hörerschaft

GPA will wissen: ”Können wir wissenschaftlich beweisen, dass um die Erde herum KEINE Riesen-TV-Leinwand existiert, die alle von uns beobachteten Frequenzen des EM-Spektrums in Richtung Erdboden sendet?”

Nein. Weil solche Aliens quasi allmächtig sein müssten und dann tun können, was sie wollen.

Göran fragt uns, ob ein Planet durch eine interstellare Wolken fliegen und dabei so viel Material einsammelt, ” dass er zu einem Stern kollabieren kann?”

Theoretisch schon. Aber praktisch nicht. Toby fragt sich ”ob Sternbilder aus Sternen bestehen, die eine gemeinsame Historie haben” oder ob das alles nur Zufall ist? Ist es, Toby! Science Frames: Weihnachtsfilme”

Evi möchte der Hörerschaft einen Wunsch erfüllen und fragt deshalb, welcher Film in der nächste Folge besprochen werden soll. Aber: Es muss ein Sci-Fi-Film sein und es muss ein Weihnachtsfilm sein. “A message from Mars” von 1913 wird es aber nicht sein…

Veranstaltungen

Nicht vergessen: Die “Das Universum-Podcast-Show” am 6. Dezember 2024 in Wr. Neustadt, der Eintritt ist frei.

Florian kommt mit den Science Busters am 5.12 nach Tulln und am 10.12 nach Amstetten. Außerdem gibt es die ”Bauernsilvestershows” mit Ruth und Florian am 27.12 in Linz, am 28.12 in Graz und zweimal am 29.12 in Wien. Tickets und Infos zu allen kommenden Terminen gibt es hier.

Ruth wird am 11.12 in der Bücherei Meidling sein. Und am 12.12 im Hacker-Haus in Bad Erlach

Und es gibt auch schon Tickets für die Shows am 19. März 2025 in Bonn und am 18. März 2025 in Siegen.

Neue Bücher und Hörbücher

Wer das neue Buch von Ruth bestellen will, kann das hier machen

Und das Sternengeschichten Hörbuch von Florian kann man auch bestellen.

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Science Busters Buch

Außerdem haben die Science Busters ein neues Buch herausgebracht. Es heißt “Wissenschaft ist das, was auch dann gilt, wenn man nicht dran glaubt” und sowohl Florian als auch Ruth haben darin jede Menge Geschichte aufgeschrieben.

Telegram, Discord und Mastodon

Das Universum gibt es auch bei Telegram. Dort könnt ihr mit anderen Hörerinnen und Hörern plaudern; auch Ruth, Evi und Florian sind da, um eure Fragen zu beantworten.

(Einen Discord-Kanal gibt es übrigens auch, den betreibe wir aber nicht selbst).

Das gleiche gilt für die Mastodon-Instanz “Das Universum”, die ihr natürlich auch gerne nutzen könnt!

Bücher

Florian hat ein neues Buch geschrieben, gemeinsam mit Helmut Jungwirth. Es heißt “Eine Geschichte der Welt in 100 Mikroorganismen”, ist sehr hervorragend, überall zu kaufen wo man Bücher kaufen kann, weswegen es natürlich auch von allen gekauft werden sollte. Wer mehr über den Inhalt wissen will, kann diese Folge WRINT Wissenschaft anhören.

Ruths aktuelles Buch heißt “Sternenjahr auf Unsichtbar 12 Himmelsphänomene, die wir nicht sehen, obwohl sie da sind” und wir haben in dieser Folge des Podcasts sehr ausführlich darüber gesprochen. Kauft es, es ist super!

Kontakt

Wenn ihr Fragen zum Universum hat, dann schickt sie einfach per Mail an: [e-mail]. Wer uns einfach nur was schreiben will, tut das unter [e-mail].

Falls ihr Ruth mit ihrem mobilen Planetarium buchen möchtet, schreibt an [e-mail] oder schaut auf ihre Homepage: http://publicspace.at

Florian könnt ihr in seinem Podcast “Sternengeschichten” zuhören, zum Beispiel hier: https://sternengeschichten.podigee.io/ oder bei Spotify - und überall sonst wo es Podcasts gibt. Außerdem ist er auch noch regelmäßig im Science Busters Podcast zu hören.

Florian und Ruth findet ihr beide auch regelmäßig im WRINT Wissenschaft”-Podcast den es ebenfalls bei Spotify gibt

Evi betreibt gemeinsam mit ihren Kolleginnen Elka und Jana den Podcast “Cosmic Latte: Kaffeehausgespräche über Astronomie”.

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