Saturn-Trojaner

Hallo Leute,

hat jemand eine Idee, warum man bisher noch keine Saturn-Trojaner entdeckt hat? Liegt das nur daran, weil die vermutlich sehr klein und dunkel sind oder gibt es schlichtweg keine? Jupiter hat ja tausende Trojaner und selbst bei Neptun viel weiter "draußen" wurden schon 9 Trojaner entdeckt...

Gruß Lumpi

Was ich kenne ist, dass die Gravitation von Jupiter die Lagrange-Punkte erheblich stört:

The planet Jupiter is solely responsible for the hole of instability for short time integrations
(T < 107) compared to the age of the planetary system. On the long term scale this planet also destabilizes
the whole region around the Saturnian libration points.

Quelle:
https://syrte.obspm.fr/jsr/journees2011/pdf/baudisch.pdf

Wenn Jupiter die L-Punkte des Saturn beeinflußt - welche Kräfte wirken dann bei der Konjunktion auf die Saturnringe ? Hat man 1981 etwas beobachten können ? In welchem Verhältnis stehen die einwirkenden Kräfte ?

Hallo McPhönix,

da liegen schon Größenordnungen dazwischen. Die Gewichtskraft des Jupiters spürt man aber auch hier, im Erdorbit. Je nach Anwendung/gewünschter Genauigkeit muss man sie mit simulieren.

Die Größenordnung selbst ist aber nicht alleine wichtig. Schwierig wird's bei Synchronität mit den Umläufen, wenn also die Kraft entfernungsabhängig schwankt und immer an der selben Stelle im Orbit besonders stark oder schwach wirkt. Das bringt über die Jahrmillionen Einiges durcheinander.

Unser heutiges Sonnensystem ist jetzt ein paar Milliarden Jahre alt. Alle schlimmen Störungen sollten schon passiet sein. Wir sollten heute eine ziemlich stabile Konfiguration der großen Körper sehen. Auch die Saturnringe zählen wohl dazu ... da es sie heute noch gibt.

(Vielleicht habe ich am Wochenende Zeit, die Größenordnungen zu berechnen/abzuschätzen ... aber ich verspreche nichts ...)

Naja als Laie sieht man halt die (oder den Teil der) Ringe die m.o.w. aus Staub und feinen Partikeln bestehen und dagegen einen evtl. Körper im DM 300 km Bereich am LP.
Aber wenns gar Größenordnungen Unterschied gibt...
Ich hatte zumindest an kleine Wellenbewegung gedacht in einer Amplitude, die das "zurückfedern" nicht verhindert.
Schad daß Cassini nicht schon 1981 dort war ....

Es hat halt was mit (dem Quadrat) der Entfernung zu tun.

Der Abstand von Saturn zu den L4 und L5 beträgt ca. 700 Mio km. Die Saturn-Ringe befinden sich hauptsächlich innerhalb von ca. 900 tkm um das Zentrum des Planeten, also ca. ein Faktor von 780, bzw. bei der Wirkung der Gravitation ein Faktor von 1 zu 600.000 zugunsten von Saturn im Bereich seiner Ringe. Da hat Jupiter keine Chance.

Oder anders gerechnet: Der Abstand der Jupiter- zur Saturn-Bahn beträgt ca. 660 Mio km. Wenn Jupiter also in Höhe der L.-Punkte ist, ist sein gravitativer Einfluss größer, als der von Saturn selbst. Da würde es mich wundern, wenn sich dort etwas auf einer stabilen Bahn halten könnte ohne einen eigenen Antrieb  .

Robert

Oki danke Euch. Problem geklärt, Lösung intern gespeichert

Jupiter ist schon ein gewaltiger "Störenfried", er kommt aber doch den Lagrange-Punkten der Marsbahn näher als denen der Saturnbahn und beim Mars hat man ja auch Trojaner entdeckt. Hier noch ein anderes Zitat vom selben Autor der Publikation des von @jdark geposteten Links (Dank dafür!), wonach es durchaus einige langlebige Saturn-Trojaner geben kann.

Die einzige stabile Region für Trojaner des Saturn ist ein lang gestreckter aber schmaler ovaler Ring um L4 (und L5), aber innerhalb dieses Ringes ist es möglich, dass Trojaner nicht nur für 107 Jahre, wie wir zeigen konnten, stabil bleiben können, sondern möglicher Weise für einer viel längeren Periode, vielleicht sogar für die Zeitskala des Sonnensystems.

http://othes.univie.ac.at/12722/

Ich bin nicht sicher, ob man die Bahn der Mars-Trojaner wirklich als langfristig stabil (also für die "Zeitskala des Sonnensystems") ansehen kann. Es gibt viel Material, das von äußeren Bahnen allmählich ins Innere des Systems driftet und sich dabei in energetisch günstigen Orbital-Bereichen für eine zeitlang aufhält, bis es dort wieder rausgekickt wird, ein Beispiel von weiter draussen ist der Uranus-Trojaner:

https://de.wikipedia.org/wiki/2011_QF99

Nun sind insbesondere die Lagrangepunkte 4 und 5 ohnehin keine sonderlich stabilen Bereiche, weil sie der wechselnden Gravitation durch die anderen Planeten relativ stärker ausgesetzt sind. Und auch die wenigen Körper, die sich derzeit an den Lagrangepunkten der drei inneren Planeten aufhalten sind dort offensichtlich nicht dauerhaft positioniert.

Robert

Ich bin nicht sicher, ob man die Bahn der Mars-Trojaner wirklich als langfristig stabil (also für die "Zeitskala des Sonnensystems") ansehen kann.

Ja, man kann:

In einer Studie aus dem Jahre 2005 konnte nachgewiesen werden, dass sich die Mars-Trojaner auf stabilen Bahnen um die Lagrangepunkte bewegen, und das seit den Anfängen des Sonnensystems.

https://www.marspages.eu/index.php?section=news&cmd=details&newsid=714

Gerade L4 und L5 sind doch stabil. Offenbar ist eine notwendige Bedingung, dass die Massen der beiden Großkörper (Sonne und Planet) mindestens im Verhältnis 24,96 zueinander stehen (nach Wikipedia). Das ist dann praktisch für alle unsere Planeten gegeben.

Jupiter stört jetzt diese Punkte der anderen Planeten. Solange dass "gut gestreut" entlang des Umlaufs passiert, hebt sich der Effekt im Mittel auf. "Systematisch" wird die Störung eben bei Ressonanzen, also regelmäßig in dieselbe Richtung an derselben Stelle wirkende Störungen.

Umlaufzeiten Jupiter-Mars stehen in 6,16:1 zueinander ... also schon nahe an 6:1, würd eich sagen. Sie treffen sich an gleichen/ähnlichen Stellen immer wieder.
Umlaufzeiten Saturn-Jupiter stehen in 2,48:1 zueinander ... also schon nahe bei 5:2. Auch treffen sie sich immer wieder gleichartig.

Für spricht dieser Überschlag erstmal dafür, dass Jupiter deutlich stört auf alles, was auf den beiden Bahnen unterwegs ist. Dann sollten sich dort nur wenige Objekte mit kleinen Driftraten aufhalten können, und selten langfristig. Wenn es dort Objekte gibt, sind es wahrscheinlich eher Artefakte/Überreste, als Objekte eines systematischen Sammelprozesses. Systematisch werden Objekte dort eher "hinausbefördert".