Was ist Bahnresonanz? (Astronomie, Physik)
Ich habe versucht die Bahnresonanz im Weltall zu verstehen bzw. wie sie abläuft und was da geschieht. Wikipedia war mir keine Hilfe und ich hab auch mehrere Seiten bei Google durchsucht aber nichts verständliches gefunden. Kann jemand bitte kurz erklären was genau da bei der Bahnresonanz passiert?
2 Antworten
Bahnresonanzen sind Situationen in denen verschiedene Himmelskörper Bahnperioden aufweisen, die in einem ganzzähligen Verhältnis stehen, zB Neptun und Pluto. 3 Neptunjahre sind 2 Plutojahre. Sie entstehen hauptsächlich wenn durch externe Kräfte sich der Bahn eines Planeten sich verändert. Weil Neptun laut dem Nice (Nizza) Modell nach Außen gewandert ist, weil ein vorbeikommenden Stern den Bahn beeinflusst hat. Kleinere Himmelskörper wie Pluto fanden sich so plötzlich in der Nähe von Neptun, und stabile Bahnen halten sich nur wenn man den großen Planet nicht zu nahe kommt. Das klappt nur wenn sich die Positionen von Neptun und Pluto sich immer wiederholen. Wäre ein Plutojahr z.B Wurzel 2 Neptunjahre gibt es irgendwann ein Zeitpunkt wo die Planeten sich überholen wo Neptun weit von der Sonne ist und Pluto nah - ein instabiler Bahn. Bei 3 zu 2 passiert das nicht. Was also passiert ist: Neptun wandert nach Außen und kommt näher an Pluto, bis das Verhältnis 3:2 ist. Ab den Punkt wirkt Neptun auf Pluto und schiebt den Plutobahn mit nach außen so dass das Verhältnis bleibt: Pluto ist in der Resonanz gefangen. Eine andere "externe" Kraft die zu Resonanzen führt ist die Gezeitenkraft. Die verursacht dann aber eher eine Resonanz mit der Rotationsperiode eines Himmelskörpers. Beispiele sind der Mond (1:1) oder Merkur (2:1)
An sich beschreibt Wikipedia das Phänomen ganz gut. Vorausgesetzt wird dabei allerdings, dass man weiß, dass sich die kosmischen Körper (Planeten, Monde) infolge der Gravitation zwischen ihnen gegenseitig anziehen. Was genau passiert, kann man eigentlich nur berechnen, indem man die (partiellen Differential-)Gleichungen der Himmelsmechanik zu lösen versucht. Da es dabei meist um ein Problem mit mehr als 2 wechselwirkenden Körpern geht, kann man keine exakte allgemeine Lösung angeben (nur das 2-Körperproblem ist analytisch lösbar). Mann kann also nur numerische (Computer-) Lösungen bestimmen. Zum Resonanzphänomen: Stelle dir vor, du lässt eine Kugel an einem Gummiband kreisen und übst immer an der selben Stelle (oder denselben Stellen) eine stets gleiche zusätzliche Kraft aus. Man sagt dann, die Kreisbewegung der Kugel und das zeitliche Einwirken Kraft, die du zusätzlich ausübst sind in Resonanz. Die Bahn deiner kreisenden Kugel wird dadurch in einer typischen Art und weise gestört und es entsteht eine neue Bahn. DIese Bahn kann stabil sein oder auch dazu führen, dass dein Gummiband reißt. Das hängt von der Art und Stärke der Kraft ab. In diesem Bild ist die am Gummiband kreisende Kugel ein Planet A und die zusätzliche Kraft könnte durch einen anderen Planeten B entstehen, der dem Planeten A stets an derselben Stelle nahe kommt. Das kann passieren, wenn sich die Umlaufzeiten der beiden Planeten in einem ganzzahligen Verhältnis (größte/kleinste) befinden.
