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Bricht unser Sonnensystem zusammen? Planeten könnten für das Chaos sorgen

Planeten im Sonnensystem könnten im absoluten Chaos versinken.
Planeten im Sonnensystem könnten im absoluten Chaos versinken.
Foto: imago images/CHROMORANGE
Wie stabil ist eigentlich unser Sonnensystem? Könnte nicht irgendwann alles im Chaos versinken? Um diese Fragen zu beantworten, muss man sich die Bewegung von Himmelskörpern anschauen.

Wenn Astronomen sich mit der Frage beschäftigen, wie stabil die Planeten im Sonnensystem sind, dann wollen sie herausfinden, ob unser Universum irgendwann im Chaos versinken wird. Denn es könnte nicht unwahrscheinlich sein, dass unsere Erde mit einem anderen Planeten kollidiert. Eine mathematische Formel setzt sich mit der Umlaufbahn der Planeten auseinander. Daraus lässt sich auch ein entscheidendes Problem erkennen.

Planeten im Sonnensystem: Werden sie unseren Untergang bedeuten?

Anhand der Formel lässt sich erkennen, worin das Problem für die Stabilität der Planeten im Sonnensystem liegt. Das "Delaunay-Element" bezeichnet die Umlaufbahn eines Himmelskörpers und wird mit L abgekürzt. Dieses Element hängt von der großen Halbachse der Planeten ab, damit ist der mittlere Abstand zwischen Stern und Himmelskörper gemeint.

Geht man von einem konkreten Rechenbeispiel aus, beschreibt die Formel den Zustand zweier Planeten, die eine Sonne umkreisen. Mit dem Delaunay-Element wird der Abstand zwischen Planet 1 und der Sonne beschrieben, bei Planet 2 sieht die Gleichung analog aus.

Eine Veränderung könnte eine Kollision auslösen

So erklärt sich auch die Stabilität der Planeten im Sonnensystem: Ändert sich der mittlere Abstand, können sich die Umlaufbahnen der Planeten kreuzen – es kann zu einer Kollision kommen. Sind diese Veränderungen nicht allzu groß, bleibt unser Sonnensystem vorerst kollisionsfrei.

Um so etwas im Voraus zu berechnen, wird die Technik der Störungsrechnung angewandt. So lassen sich Näherungslösungen konstruieren. Doch wie kann es zu einer Änderung des mittleren Abstand kommen? Das hängt mit unterschiedlichen Faktoren zusammen:

  • Es hängt von der Masse des Himmelskörpers ab.
  • Auch die anderen Bahnelemente der beiden Planeten spielen hier mit rein.
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Wie lässt sich eine solche Veränderung vermeiden?

Aus mathematischer Sicht muss man vermeiden, dass die Schlüsselelemente in der Formel, die beiden Faktoren n1 und n2, welche die mittlere Umlaufzeit der Planeten beschreiben, nicht zu klein werden. Sonst würde die linke Seite der Formel sehr groß werden und das würde bedeuten, dass der mittlere Abstand, das Delaunay-Element, ebenfalls sehr groß wird.

Vermeiden ließen sich diese Schwankungen, wenn der untere Teil der Formel gegen Null gehen würde. Da ist aber selten der Fall ist, da sich die Zahlen von der negativen bis zur positiven Unendlichkeit erstrecken, kommt es zu gravitativen Störungen. Ein bekanntes Beispiel hierfür sind der Jupiter und der Saturn. Der Einfluss ihrer gravitativen Störungen kann recht stark werden und damit auch das System instabil.

In unserem Sonnensystem haben diese Schwankungen aber zum Glück keine starken Auswirkungen, wie ein Spektrum-Redakteur erläutert. Doch diese Instabilität der Planeten im Sonnensystem kann immer wieder auftreten und sich verändern. Daher ist ein völliges Chaos mathematisch nicht gänzlich ausgeschlossen.

Diese Planeten im Sonnensystem können dein Tod bedeuten. Du würdest dort niemals überleben. Kennst du alle Planeten unseres Sonnensystems?

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