Ende Sonnensystem / Anfang galaktische Region

Hallo Herzwolke,

unser Global Moderator Jerry hat dazu in dem (an sich auch sehr interessanten) Thread "Der Weg des Sonnensystems durch die Milchstrasse", hier etwas geschrieben, was zumindest einen Teil deiner Frage vorläufig beantworten könnte.

Würde diese Gaswolke unsere Sonne mit Wasserstoff anreichern, so das diese heiser und Heller würde?
Was würden aus den Gasriesen wie Jupiter und CO geschehen?
Was wäre mit der Erde in dem Fall los?

Wichtiger sind in diesem Fall wahrscheinlich wirklich eher gravitative Interaktionen mit der Gaswolke.

Würde das Sonnensystem durch eine Wasserstoff-Wolke fliegen (womit in den nächsten paar Millionen Jahren nicht zu rechnen ist), würde die Kombination aus Sonnenwind und Magnetfeld wahrscheinlich ohnehin den größten Teil des Gases "zur Seite drücken". Das was dann noch im inneren Sonnensystem ankäme, wäre wohl nicht genug, um einen signifikanten Effekt auf die Sonne oder die Planeten zu haben.

Hallo, ich greife dies Thema noch einmal auf weil ich da auch nicht so richtig durchblicke. Die Sonne hat ja einen eigenen Schutzschild.
Da wird es doch wohl kaum möglich sein, daß sie dann aus dem Raum noch irgendwelche Atome aufnimmt. Die werden doch einfach weggeschubst. Oder sehe ich das falsch? A.D.

Moin,

ich habe jetzt diesen Thread jetzt noch einmal in Ruhe gelesen und muss da zum Beitrag von Kreuzberga noch etwas sagen.

durch eine Wasserstoff-Wolke fliegen (womit in den nächsten paar Millionen Jahren nicht zu rechnen ist)

Das möchte ich gern ändern:



Auf dem Bild ist unsere *lokale Flocke* zu sehen; in ihr ist unsere Sonne beheimatet. Die *lokale Flocke* liegt in der *lokalen Blase* oder auch *Loop III* genannt. Und diese *lokale Flocke* ist eine interstellare Wolke mit einem ø von knapp 30 Lj bei 0,26 Atome/cm³. Sie besteht aus neutralem und ionisiertem Gas sowie aus Staub. Unser Sonnensystem durchquert die *lokale Flocke* seit ~ 150.000 Jahren und wird sie voraussichtlich in 20.000 Jahren wieder verlassen.

Dann wird sie in einen Bereich kommen, der weitgehend staubfrei ist. Die interstellare Materie in diesem Gebiet besteht aus zwei Komponenten, zum einen aus neutralem Wasserstoff mit einer Dichte von 0,05 bis 0,07 Atomen/cm³, zum anderen aus einem sehr dünnen und heißen Plasma mit einer Dichte von 0,001 bis 0,005 Atomen/cm³ und einer Temperatur von 1,4 Millionen Kelvin.

Jetzt zur Frage selber: Die von Adolf oben gezeigte und als *Schutzschild* benannte *Heliosphäre* (Blase) unserer Sonne besteht aus (von innen nach aussen): Termination Shock (die innere Grenze des Sonnensystems, Heliosheath und Heliopause (die äussere Grenze des Sonnensystems).

In der gesamten Fachliteratur wird genauestens beschrieben wie diese *Heliosphäre* funktioniert. Kurz gesagt: Die *Heliosphäre* schützt unser Sonnensystem vor *Entleerung*. Ohne diesen Schutz würde der Partikelstrom aus elektrisch geladenen Teilchen (Plasma, das aus Protonen, Elektronen und Alphateilchen besteht) mit 350–900 km/s in die Unendlichkeiten des Alls entfliehen. Dies Plasma entsteht in den äußeren Schichten der Sonne. Diese Blase bleibt aber nicht stabil, sondern kann sich durch den Innendruck oder durch den Widerstand von aussen verändern.

Das bedeutet, wenn jetzt unser Sonnensystem auf eine wirklich dichte Molekühlwolke stossen würde (vorläufig aber nicht!), dann könnte die *Heliosphäre* soweit zurückgedrängt werden, dass ihre innere Grenze (Termination Shock) z.B. bereits im Bereich des Orbits vom Mars liegt. Die äusseren Planeten würden dann den Unbehaglichkeiten des agressiven Alls ausgesetzt. Diese Dichteverschiebung, die die Stabilität aufhebt, nennt man *Bow Shock*.  


Bild: www.nasa.gov Hubble Space Telescope / February 1995
*Bow Shock* mit  von ø ~ 0,5 Lj , hervorgerufen durch den Sonnenwind des Sterns Orionis bei der Kollision mit der vergleichsweise dichten interstellaren Materie des Orionnebels.

Jerry

Na, da hätten wir ein Schwieneglück gehabt
Mal im Ernst, hat man ein Sonnensystem enttdeckt, dass gerade durch den dichten Teil der Milchstraße fliegt? Und wenn, wie sieht das aus?
Schon mal im Vorraus Danke für alle Antworten.

Moin,

Mal im Ernst, hat man ein Sonnensystem entdeckt, dass gerade durch den dichten Teil der Milchstraße fliegt? Und wenn, wie sieht das aus?

Mit *Sonnensystem* meinst Du sicher Stern/Exoplanet?
den dichten Teil der Milchstraße gibt es nicht. Du meinst sicher einen Bereich mit einer hohen Dichte interstellaren Gases innerhalb der Milchstrasse.

Mir ist nicht bekannt (habe mich auch bisher nicht dafür interessiert) ob die Wissenschaftler bei bisher entdeckten Stern/Exoplanet-Systemen das explizit nachverfolgt haben.
Mir ist auch nicht bekannt, ob es einen typischen Bereich für Stern/Exoplanet-Systeme in unserer Heimatgalaxis gibt.

Feststeht, dass sich unser Sonnensystem ja gerade durch einen relativ dichten Bereich bewegt (oben schon beschrieben). Interessanter dürfte der Bereich in den *Plejaden* sein, denn da gibt es auf engstem Raum viele Nebelgebiete und die vorhandenen Sterne sind in starker Bewegung. So auch das Stern/Exoplanet-System *HD 23514*. Dort gibt es eine Millionen Mal mehr Staub als in der Umgebung der Sonne und *HD 23514* muss da durch!

Schau mal hier, Beitrag # 18 >>>

Jerry

Moin,

vom Asteroiden *2006 SQ372* (Beitrag oben) gibt es jetzt auch ein Orbit Diagram >>> .

Ausserdem gibt es im Portal auch einen Beitrag zu diesem Exoten >>> .

Jerry

Die Voyager Sonden konnten nun ein weiteres Raetsel klaeren. In der neuesten Ausgabe von NATURE wird berichtet, das die Sonden ein starkes Magnetfeld ausserhalb des Sonnensystem entdeckt haben. Dieses Feld erklaert die Existenz einer interstellaren Wolke, durch welche sich das Sonnensystem gerade streift. Bislang konnte man die Existenz dieser Wolke nicht erklaeren, aber durch die Voyagerdaten konnte man nun zeigen das die Wolke durch jenes Magnetfeld zusammengehalten wird. Die Lokale Interstellare Wolke (Local Interstellar Cloud oder Local Fluff) besteht aus Wasserstoff und Heliumatomen, ist etwa 30 Lj lang und 6000*C heiss (wo zur Hoelle ist auf englischen Tastaturen eigentlich das Grad-Zeichen?). Das Problem war bislang die Umgebung der Wolke, welche aus heissen Supernovaueberresten besteht und die Wolke entweder zum kollabieren oder auseinanderfliegen haette bringen sollen. Die Dichte und Temperatur unserer Wolke hat eigentlich nicht genug Widerstand aufbauen koennen um dem Einfluss der Umgebung standhalten zu koennen.

Die Voyager Daten zeigen nun das die Wolke viel staerker magnetisiert ist als bisher angenommen, mit 3 bis 5 myGauss. Dieser Magnetisierung koennte dem benoetigten Extradruck liefern, um dem kollabieren stand zu halten.

Noch befinden sich die Sonden nicht im Local Fluff, aber sie kommen staendig naeher und koennen so schon Aussagen ueber ihre Beschaffenheit machen.

http://science.nasa.gov/headlines/y2009/23dec_voyager.htm

Moin,

ich habe so den Eindruck, als wäre da etwas *Altes* aus der Schublade geholt und nun für *Neu* verkauft. Wann sollen denn die beiden *Voyager*-Sonden diese Daten ermittelt haben? Sie haben ja beide eine ganz schön unterschiedlich Flugbahn und trotzdem sollen sie beide diese Daten ermittelt haben? Das es da draussen diese grosse Wolke gibt ist ja schon seit längerer Zeit bekannt.

Hier >>> Beitrag4 + 6

Jerry

Hallo Jerry,

nicht Entdeckung der Wolke ist neu, sondern die Klaerung der Frage warum diese zusammenhaelt. Ich wollte auch mal in den Nature Artikel selbst schauen, aber der ist noch nicht online. Vielleicht nach den Feiertagen. Aber ich denke man wird in Nature keine alten Daten Erkenntnisse als neu verkaufen koennen.

Martin

Hallo,

es steht ja auch als wörtliches Zitat in der Meldung:

Using data from Voyager ...

Oft sind es keine neuen/aktuellen Daten, sondern jemand hat endlich die Nadel im Heuhaufen der Datenflut einer so langjährigen Mission gesucht und gefunden. Die Daten werden ja auch erst mal pauschal und auf gut Glück gespeichert. Wer sie dann wie und wann analysiert, ist etwas ganz anderes. Man findet heute auch in alten Hubble-Aufnahmen ganz "Neues".

Moin Martin,

ich schlage vor, dass diese letzten Beiträge nach hier >>> verschoben werden. Wir sollten dann da über dies Thema weiterdiskutieren.

Jerry

Moin,



ich habe jetzt 3 Threads mit der gleichen Thematik zusammengeschoben.

Jerry

(...) Die Lokale Interstellare Wolke (Local Interstellar Cloud oder Local Fluff) besteht aus Wasserstoff und Heliumatomen, ist etwa 30 Lj lang und 6000*C heiss (...)

Sehr interessant, war mir noch nicht bekannt. Das bedeutet aber auch, dass die beiden Voyagers dort zerstört werden bzw. dass kein von Menschenhand erschaffenes Objekt jemals dort durchfliegen wird können.

Wann werden die Voyagers dort ankommen bzw. werden sie noch funktionieren, wenn sie dort ankommen?

Grüsse

Wilhelm

Hallo,

das bedeutet es so nicht . Die wenigen Teilchen da draußen können sich halt sehr weit und frei bewegen und haben so eine "hohe Temperatur". Aber es existiert ja kein Fluid (Gas oder Flüssigkeit), also kein heißes Medium, in welchem Voyager fliegen und selbst erhitzt werden würde.

Daniel, Danke!

Und kann man ungefähr sagen, wann die Voyagers dorthin kommen? Laut Posting von Martin ("Noch befinden sich die Sonden nicht im Local Fluff, aber sie kommen staendig naeher und koennen so schon Aussagen ueber ihre Beschaffenheit machen.
") sind sie noch nicht in der "Lokalen Flocke".

Und die 6000° C - beziehen sich die auf einzelne Atome, oder worauf sonst? Laut Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Lokale_Flocke) befinden sich dort ca 0,26 Atome pro Kubikzentimeter.

Grüsse

Wilhelm

Auf dieser schematischen Darstellung sind 6 verschiedene Möglichkeiten zu sehen, die die Existenz des von IBEX (siehe hier) entdeckten ENA-Bandes an der Grenze des Sonnensystems erklären könnten:


Hier ist das IBEX-Band als ENA-Flussdichte zu sehen:


NASA

V1 und V2 markieren die Positionen der Voyager-Sonden.

Zu den verschiedenen Modellen:

1. Maximun Pressure and Stagnation: In diesem Fall würden die ENAs (Energetische Neutralteilchen) die Region der größten Teilchendichte jenseits des Termination Shocks markieren. Der Druck könnte kleine Regionen der Heliopause nach außen drücken, sodass sich Blasen mit extrem hohen Drücken und Dichten bilden würden.

2. Primary ENAs from Compression: In diesem Fall deuteten die zusätzlichen ENAs auf Regionen hin, in denen die lokalen galaktischen Magnetfeldlinien stark zusammengedrückt werden. In diesem Fall kämen die ENAs von außerhalb der Heliopause.

3. Secondary ENAs: In diesem Modell werden Teilchen des Sonnenwinds innerhalb des Heliosheats (der Region zwischen Termination Shock und Heliopause) zu ENAs und verlassen anschließend die Heliopause. Draußen werden sie ionisiert und würden anfangen senkrecht zu den lokalen Magnetfeldlinien zu rotieren. Wenn diese Ionen nun mit lokalem neutralem Wasserstoff interagieren, werden sie wieder zu ENAs und würden zurück ins Sonnensystem und damit in IBEX' Detektor fliegen.

4. ENAs from Magnetic Reconnection: In diesem Modell stammen die ENAs aus der Region, in der das lokale galaktische Magnetfeld den größten Druck auf die Heliopause ausübt - senkrecht zu den Feldlinien. In solchen Regionen kommt es verstärkt zur Verschmelzung verschiedener Feldlinien. Bei solchen Ereignissen würden ebenfalls zusätzliche ENAs entstehen.

5. ENAs from Shock-Accelerated Pickup Ions: Hier kommen die ENAs von innerhalb des Termination Shocks und würden sich in dessen Nähe durch Wechselwirkungen mit Ionen bilden, die in der Nähe des Termination Shocks beschleunigt werden.

6. ENAs from Heliopause Instabilities: Wellenartige, unstabile Regionen an der Heliopause könnten heißes Heliosheat-Plasma eng umschließen und so vermehrt ENAs produzieren.


Für mich hören sich alle Modelle plausibel an. Möglicherweise finden ja alle 6 Prozesse gleichzeitig statt.

Daniel, Danke!

Und kann man ungefähr sagen, wann die Voyagers dorthin kommen? Laut Posting von Martin ("Noch befinden sich die Sonden nicht im Local Fluff, aber sie kommen staendig naeher und koennen so schon Aussagen ueber ihre Beschaffenheit machen.
") sind sie noch nicht in der "Lokalen Flocke".

Und die 6000° C - beziehen sich die auf einzelne Atome, oder worauf sonst? Laut Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Lokale_Flocke) befinden sich dort ca 0,26 Atome pro Kubikzentimeter.

Grüsse

Wilhelm

Hallo!
Möchte hier nochmal nachhaken.
Im Artikel über die Voyagermission steht auch, dass sich bei Erreichen des Termination Shock "die Partikel des Sonnenwindes durch die Wechselwirkung mit dem interstellaren Gas abrupt abgebremst und aufgeheizt werden. Durch das Abbremsen von ca. 350 km/s auf ca. 130 km/s[3] und das weitere Nachströmen von Materie verdichtet und erhitzt sich das Medium des Sonnenwindes. Messungen der Temperatur ergaben allerdings, dass sich die Temperatur bei weitem nicht so lange erhöht, wie es Modelle vorhersagten, nämlich auf 'nur' 200.000°K statt der erwarteten 1.000.000°K." Ich habe mich auch gefragt, was diese Teilchen von 200.000 - auch wenn es nur ein paar pro cm3 sind - eigentlich mit der Sonde machen...

Hallo paule,

willkommen hier im Forum.

Wie du schon selbst sagst, ist die Teilchendichte sehr gering, die Temperatur hier lediglich eine Maßzahl für die Teilchengeschwindigkeit. Besondere Auswirkungen auf Raumsonden sind da nicht zu erwarten. Diese werden ohnehin ständig auch von wesentlich energetischeren Teilchen getroffen, ohne dass das in der Regel zu großen Problemen führt.

Für ein ideales Gas (d.h. dass von punktförmigen Teilchen ausgegangen wird) gilt:

[tex]\overline{E_{kin}} = \frac{3}{2} k_B T[/tex]

D.h. die kinetische Energie entspricht der Temperatur [tex]T[/tex] multipliziert mit einer Konstante (Boltzmann-Konstante). Steigt die Temperatur, steigt auch die kinetische Energie und nach [tex]\overline{E_{kin}}=\frac{1}{2}mv^2[/tex] damit auch die Geschwindigkeit [tex]v[/tex] (bzw. das mittlere Geschwindigkeitsquadrat)

Gruß, Timo

Danke für die Antwort, die wohl richtig sein muß, immerhin gibt es die Voyager- Sonden ja wohl noch. Dennoch könnte es evtl. interessant sein, die Materiedichte bzw. Strahlungsintensität der heißen oder auch schnellen Teilchen am 'Termination Shock' zu kennen und damit die möglichen Auswirkungen auf Bio- oder auch sonstige Materie, falls da mal irgend jemand vorbeikommen sollte...
Gruß,
Paul

Mehr Infos zu den Sonden "vor Ort" im äußeren Sonnensystem gibt es auch hier: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4090.0

im Artikel steht, die Teilchen werden im Termination Shock 'abgebremst' , verdichtet, und 'heißer', eigentlich ja keine sinnvolle Formulierung, wenn  'heißer' synonym sein sollte mit 'schneller'.

Hallo paule,

du musst schauen um welche Geschwindigkeit es sich dabei handelt. Abgebremst werden die Teilchen des Sonnenwindes relativ zur Position der Sonne.

Die höhere mittlere Geschwindigkeit, ergo Erhitzung, bezieht sich auf die Geschwindigkeit der Teilchen relativ zueinander.

Ein Topf mit Wasser wird auch nicht heißer, nur weil du ihn in einem Raumschiff mit 300 km/s von der Erde/Sonne wegtransportierst. Stellst du jedoch den Herd an, erhitzt sich das Wasser, was nichts anderes heißt, dass die Wassermoleküle sich schneller bewegen können.  

Im Falle des Sonnenwindes sorgt die Verdichtung für die Erhitzung. Warum es den Termination Shock überhaupt gibt, haben wir hier und anderswo schon einige Male diskutiert (Teilchenfluss nicht mehr überschallschnell; Schallgeschwindigkeit abhängig von Dichte, hier im Bereich von 100 km/s)

Die Frage hat schon potenzial. Die Antwort auch! ;-)

Prinzipiell ist es so, dass die Teilchen des Sonnenwindes in gerade flugbahn von der Sonne weg fliegen.
Das man sie derart als Teilchen  wie makroskopische Körper betrachten kann, zeigt, dass diese vergleichsweise dünn verteilt sind.
Würde man diese Teilchen in ihrer Geschwindigkeit messen und die Geschwindigkeiten einer Temperatur zuordnen wäre die korrsponideen Temperatur sehr hoch.
Ddurch dass diese aber praktisch unverändert gerade fliegen und nur durch magnetfelder beeinflusst werden, strahlen sie nicht .. insofern haben sie auch keine (messbare) Temperatur.

Der terminationshock kommt durch die abbremsung der sehr schnellen Teilchen zu stande. Dabei teffen die Teilchen des Sonnenwindes auf Teilchen des interstellaren Raums (und dessen Magnetfelder).
Dadurch findet ein Impulsübertrag und eine RichtungsÄNDERUNG, sprich Beschleunigung statt.
Beschleunigte Ladungen (ionisierte Teilchen) ... strahlen!

Somit werden die abzubremsenden Teilchen (wie angestoßenene Kugeln beim Billard) beschleunigt.
Über die abgestrahlte Wellen des elaktromagnetischen Spektrums kann man diesen Teilchen nun eine Temperatur zuordnen .. und umgekehrt.

Insofern erhitzt sich das Gas. Die Energie dazu stammt aus der kinetischen Energie der Ionen des Sonnenwindes (die dabei tatsächlich abgebremst werden).

Vergleiche:
bei Raumtemperatur haben beispielsweise Wasserstoffmoleküle eine wahrscheinlichste Geschwindigkeit (!= mittlere Geschwindigkeit) bei über 1000 Meter pro Sekunde.

Die Geschwindigkeit des Sonnenwindes beträgt mehrere hundert Kilometer pro Sekunde und in näherung gilt, steigt die mittlere Temperatur quadratisch mit der Geschwindigkeit solnage wir nicht von mehreren Millionen Kelvin sprechen (da kommen dann relativistische Effekte ins Spiel).

Hallo Pham,

man kann Teilchen doch auch Temperaturen zuordnen, ohne dass sie ständig beschleunigt werden und zwar über die mittlere freie Weglänge, die Strecke, die die Teilchen zurücklegen können, ohne dass es zu einer Kollision, also einem Impulsaustausch kommt.

Nebenbei dürften wir in der Nähe des TS für verschiedene Teilchen auf Grund der verschiedenen Massen auch unterschiedliche mittlere Geschwindigkeiten und damit "Temperaturen" haben. Alphateilchen, Protonen, verschiedene ENAs und Elektronen müssten unterschiedlich stark beschleunigt werden, wobei die Elektronen am "heißesten" sein dürften.

Gruß, Timo