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 wieso kollidieren Planetesimale eigentlich ?
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nancy50
Meister im Astrotreff

Deutschland
345 Beiträge

Erstellt am: 07.12.2017 :  15:17:25 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
hallo,

maxwell hat ja 1856 gezeigt, dass staubringe stabil um einen zentralkörper laufen können . (stabile saturnringe )
bilden sich größere brocken mit starker gravitation, beeinflussen sie sich in einer form, die kolliision verhindert, (wechselmonde des saturn z.b.).

wieso entstehen dann eigentlich aus großen planetesimalen, planeten ?
und eine zweite frage... warum ist die staubwolke eigentlich eine scheibe um den zentralstern und bleibt bei der kontraktion keine kugelsymetrische wolke ?
(impuls- minimierrung- gruebel
wiki hilft mir nicht weiter.
danke

n50

Bearbeitet von: nancy50 am: 07.12.2017 15:24:38 Uhr

Kreislauf
Altmeister im Astrotreff


2536 Beiträge

Erstellt  am: 08.12.2017 :  13:12:50 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hi,

aus Planetesimalen, die ja bereits feste Körper und mind. 1km groß sind und nicht mehr durch den Sonnenwind nennenswert beeinflusst werden, können Protoplaneten durch den Runnaway-Effekt entstehen. Ihre Gravitation ist dann bereits so groß, dass sie ihrerseits schnell andere Körper in ihrer Umgebung anziehen.

Die Summe der Drehimpulse der Teilchen die eine kugelige Verteilung hatten ist nie gleich Null. Wenn sich durch Stösse beim gravitativen Kollaps auch diese überwiegend ausgleichen beibt die kleine Differenz, die letztendlich dann zur Lage der Scheibe führt.

Hoffe es hilft etwas.
Jo

Bearbeitet von: am:
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nancy50
Meister im Astrotreff

Deutschland
345 Beiträge

Erstellt  am: 08.12.2017 :  19:28:19 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
danke, aber kannst du bitte etwas genauer erklären warum die kleine differenz zu einer scheibe führt ?

n50

Bearbeitet von: am:
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Kreislauf
Altmeister im Astrotreff


2536 Beiträge

Erstellt  am: 08.12.2017 :  23:54:47 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Sie ist ja schon latent von Anfang an im Ungleichgewicht der Drehimpulse aller Teilchen vorhanden. Es ist diese Unsymmetrie in der Gesamtbewegung die nach unzähligen Stössen übrig bleibt und sich so manifestiert.

Bearbeitet von: Kreislauf am: 08.12.2017 23:55:24 Uhr
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nancy50
Meister im Astrotreff

Deutschland
345 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2017 :  08:52:55 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
schwierig, ich dachte eher an ein minimalistisches prnzip nach art lagrange und hamilton.

n50

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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
9614 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2017 :  10:37:31 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Günter,
für die Scheibenbildung des Ausgangsmaterials der Planeten bedarf es bestimmter Ausgangsbedingungen. Die wichtigste ist zunächst mal der gravitative Kollaps, der in einer Gas-/Staubwolke Sterne entstehen lässt. Sterne entstehen nicht einzeln, sondern zu vielen Hunderten gleichzeitig, wenn so eine Wolke kollabiert.

Dann bedarf es eines Transportmechanismus, der die freiwerdende Gravitationsenergie beim Kollaps abtransportiert. Diese Energie erzeugt zunächst einmal Reibung zwischen den zum Zentrum dichter werdenden Teilchen. Die Wärme, die dabei entsteht wird abgestrahlt. Die Reibung wiederum ist um so größer, je mehr ein individuelles Teilchen mit seiner Flugbahn vom mittleren Drehsinn der umgebenden Teilchen abweicht -> Scheibenbildung unter Beibehaltung des Gesamtdrehimpuls. Der Mechanismus funktioniert sehr gut auf unterschiedlichsten Größenordnungen (Saturnringe, Sonnensystem-Planetenbildung, Galaxienscheibe)

Das Ganze ist ein Vielteilchensystem, was man nur schwierig per Simulation verstehen kann. Viele Teilaspekte gibt es dabei, wie z.B. Ressonanzen bei den Umlaufzeiten, lokale Verdichtungen in der Scheibe, die Ausgangspunkt für die größten Planetensimale und späteren Planeten werden.

So chaotisch sich das auf der einen Seite anhört, dürfte es dennoch gewisse Gesetzmäßigkeiten geben. Unverstanden ist bislang der Übergang von Staubagglomeration (Bindung von Staubteilchen via molekularer Kräfte) und größeren Einheiten, die sich gravitativ zusammenhalten. Auf der ISS hat mal jemand Reiskörner in einer aufgeblasenen Plastiktüte unter Schwerelosigkeit schweben lassen und dabei festgestellt, dass eine Klumpenbildung der Reiskörner auftritt. Die Kräfte, die solche Klumpen zusammenhalten sind allerdings so gering, dass es da kein Reiskorn geben darf, dass mit nur etwas größerer Geschwindigkeit hineindonnert.

Worüber man sich dann später in der Planetensimal-Phase auch im Klaren sein muss, ist, dass da zwar viele davon existieren, aber nur ganz wenige von Anfang an um Größenordnungen schwerer sind und die anderen "einsammeln" oder "wegkicken". "The Winner takes it all" trifft das vielleicht am Besten. Jedenfalls herrscht da keine Gleichberechtigung.

Inwieweit der Prozess der Kollisionen in dem Sinne geradlinig abläuft, dass ausgehend vom Staub über Kleinstbrocken, Simale bis hin zu Protoplaneten eine genaue Reihenfolge eingehalten wird oder, ob nicht zwischendurch Simale wieder zu Staub zerlegt/zertrümmert werden, bis sie von andren größeren Protoplaneten letztlich eingesammelt werden ... dazu bedarf es aufwändiger Vielteilchensimulationen, um das genauer zu verstehen.

Dazu kommen noch so "Kleinigkeiten", wie chemische Reaktionen, Eis/Wasser/Dampfbildung (allg. Aggregatsveränderungen der betroffen Teilchen) Radioaktivität, Wärmestau im Innern, wenn Körper gravitativ zusammengehalten werden, Freisetzung von Wärme, wenn sie miteinander kollidieren, Teilchenwind der Protosonne. Und ab einer gewissen Gasdichte muss man vielleicht auch noch wettertypische Phänomene berücksichtigen (Stürme, Wirbelwinde), die ebenfalls zum Energietransport beitragen in zeitweilig maßgeblich übernehmen könnten.

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Kreislauf
Altmeister im Astrotreff


2536 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2017 :  10:53:44 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Problematisch ist die Vorstellung einer kugelsymmetrischen Wolke als Anfangszustand.
Wenn ich ein bischen recherchiere gehen alle Modelle bereits von einem asymetrischen Zustand aus, d.h. es ist bereits Drehmoment in der Wolke vorhanden. Ebenso zeigen die realen Aufnahmen von kollabierenden Wolken um Sterne oder Sternsysteme typischerweise eine abgeplattete Gestalt. Welche Mechanismen bei der Bildung dieser Protostellaren Scheiben wie zusammenwirken ist derzeit wohl Forschungsgegenstand.

http://www.mpe.mpg.de/6608199/news-20160711
https://www.cv.nrao.edu/rocks/pdf/Krasnopolsky.pdf

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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
9614 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2017 :  10:57:53 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Ein anfänglicher Impuls ergibt sich schon aus zwei einleuchtenden Faktoren. Einmal kreist die Wolke in der Galaxie und dann gibt es ja die auslösenden Störungen (Schockwellen, Passage bestehender Sterne etc.), welche die Wolke kollabieren lässt.

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nancy50
Meister im Astrotreff

Deutschland
345 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2017 :  14:04:26 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
danke, danke für eure mühe.
hat mich angeregt mal weiter zu suchen und ich bin tatsächlich fündig geworden, was die bildung einer scheibe anbelangt.

seht mal hier, https://books.google.de/books?id=GQ0VyVPEGcsC&pg=PA251&lpg=PA251&dq=molek%C3%BClwolke+warum+Scheibenbildung+bei+sternentstehung&source=bl&ots=gfGbkz1Fsi&sig=0Xoh9JFw9kic10ZzBxGkrB9DKks&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwio15ua_fzXAhVF6qQKHWocBPMQ6AEIQzAE#v=onepage&q=molek%C3%BClwolke%20warum%20Scheibenbildung%20bei%20sternentstehung&f=false

es ist eigentlich simpel....eine scheibe entsteht immer, da die zentrifugalkraft immer senkrecht zur rotationsachse wirkt, wodurch der materialeinfall senkrecht zur rotationsachse erschwert wird.

n50


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Kreislauf
Altmeister im Astrotreff


2536 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2017 :  14:29:45 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Das wäre wieder zu allgemein und keine hinreichende Argumentation, denn das gilt ja offenbar für alle Teilchen die nicht zentral in die Wolke hineinstürzen, so auch für diejenige die eine stark vom Mittel aller Teilchen abweichende Deklination haben. Die Frage würde also auch mit dieser "Erklärung" bleiben warum denn am Ende so eine markant flache Scheibe von diesem ursprünglich riesigen unförmigen Klumpatsch übrig bleibt.

Da muß also noch mindestens eine weitere Bedingung hinzukommen die dafür sorgt dass bei den ursprünglichen Bewegungen gesiebt wird.

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nancy50
Meister im Astrotreff

Deutschland
345 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2017 :  14:39:44 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
ja, aber für den hausgebrauch reichts allemal.

also nochmal dank an alle.

n50

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Kreislauf
Altmeister im Astrotreff


2536 Beiträge

Erstellt  am: 09.12.2017 :  15:39:15 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Nein, es ist ein Trugschluss, weil in dieser verkürzten Darstellung schlicht kein kausaler Zusammehang besteht.
Siehe die Kugelsternhaufen. Wäre der Satz wahr, müssten sie sich längst zu Scheiben umbilden.

Bearbeitet von: Kreislauf am: 09.12.2017 15:40:10 Uhr
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