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THEMA: Frage zu Dunkle Materie + Spiralarm

Frage zu Dunkle Materie + Spiralarm 28 Mai 2016 19:45 #6589

Hallo zusammen,

vielleicht/wahrscheinlich ist das schon x-mal besprochen worden. Vielleicht hat in diesem Fall sogar jemand einen Lese-Hinweis für mich. Vielen Dank. Zur Frage:
Dunkle Materie soll erklären, dass die Galaxien außen schneller rotieren als berechnet. Nun betrachte ich einmal nur die Spiralarme. Dort ist die Masse/Dichte in Relation zur Umgebung außerhalb des Spiralarms sehr hoch und innerhalb des Spiralarms ist die graviative Bindung von einem Stern zum nächsten hoch, weil sie relativ eng beieinander sind.
Die Galaxie rotiert relativ langsam. Reicht somit die gravitative Bindung der Sterne in einem Spiralarm dafür aus, dass die weiter innen liegenden Sterne die Äußeren tangential mit ziehen (und die Äußeren auch noch dafür sorgen, dass die inneren nicht zu schnell in das Zentrum fallen)?
Wurde dieser Effekt bei den Betrachtungen zu den Rotationsgeschwindigkeiten wirklich garantiert korrekt berücksichtigt? Was sind da die theoretischen Schwachstellen bzgl. der getroffenen Annahmen? Ist das nachlesbar?

Beispiel1:
Stern1 rotiert im Radius r1 vom Zentrum entfernt mit Geschwindigkeit v1. Stern2 rotiert im Radius r2 mit Geschwindigkeit v2. Für beide Sterne kann man v1 und v2 unabhängig voneinander ausrechnen. Nun sind aber beide Sterne relativ sehr nah beieinander (in Relation zu den Größen r1, r2) und die Galaxie rotiert relativ langsam (in Relation zu einem Sonnensystem). Reicht das aus, damit Stern1 den Stern2 zumindest ein wenig mit zieht?

Beispiel2:
Angenommen der IST-Zusand sei, dass der Mond nicht um die Erde rotiert, sondern immer auf der sonnenabgewanden Seite verbleibt. Der Mond habe eine tangentiale Geschwindigkeit um die Sonne, so dass er nicht auf die Erde fällt. Nun lassen wir das System laufen. Was passiert?

Vielen Dank und viele Grüße
Lars

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Frage zu Dunkle Materie + Spiralarm 30 Mai 2016 19:09 #6609

Lars_R schrieb: Beispiel1:
Stern1 rotiert im Radius r1 vom Zentrum entfernt mit Geschwindigkeit v1. Stern2 rotiert im Radius r2 mit Geschwindigkeit v2. Für beide Sterne kann man v1 und v2 unabhängig voneinander ausrechnen. Nun sind aber beide Sterne relativ sehr nah beieinander (in Relation zu den Größen r1, r2) und die Galaxie rotiert relativ langsam (in Relation zu einem Sonnensystem). Reicht das aus, damit Stern1 den Stern2 zumindest ein wenig mit zieht?


Einen geringen Effekt könnte es geben. Aber der kann nicht groß sein. Die Gravitationskraft einer 1 Lichtjahr entfernte Sonne (1 Sonnenmasse) ist etwa 150.000 fach schwächer als die Gravitationskraft, die Jupiter auf die Sonne ausübt.


Lars_R schrieb: Beispiel2:
Angenommen der IST-Zusand sei, dass der Mond nicht um die Erde rotiert, sondern immer auf der sonnenabgewanden Seite verbleibt. Der Mond habe eine tangentiale Geschwindigkeit um die Sonne, so dass er nicht auf die Erde fällt. Nun lassen wir das System laufen. Was passiert?


Ich sehe nur zwei Möglichkeiten:
1.) Der Mond ist auf einer eigenen Umlaufbahn um die Sonne - mit eigener Bahngeschwindigkeit und eigener Umlaufzeit. Dann wäre es kein Mond mehr sondern ein eigener Planet. Sind die Bahnen beider zu nah, könnte das System instabil sein.
2.) Der Mond bewegt sich synchron wie die Erde, bleibt aber immer auf der selben Seite. In dem Fall käme es meiner Meinung nach unvermeidlich zu einer Kollision Erde-Mond.

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Frage zu Dunkle Materie + Spiralarm 06 Jun 2016 03:12 #6654

ClausS schrieb: [Lars Beispiel 1]
Einen geringen Effekt könnte es geben. Aber der kann nicht groß sein. Die Gravitationskraft einer 1 Lichtjahr entfernte Sonne (1 Sonnenmasse) ist etwa 150.000 fach schwächer als die Gravitationskraft, die Jupiter auf die Sonne ausübt.

Interessanter als die Relation zur Anziehungskraft des Jupiters auf unsere Sonne wäre die Relation zur Anziehungskraft des Galaxie-Zentrums.

ClausS schrieb: [Lars Beispiel2]
Ich sehe nur zwei Möglichkeiten:[...]

Danke für Deine Antwort. Vor Augen hatte ich gedanklich den Fall, dass die Erde den Mond hinter sich her zieht, wobei sich der Mond dauerhaft außerhalb der Erdumlaufbahn bewegt; ähnlich wie man den Eindruck auch beim Betrachten der Spiralarme bekommen kann. Das wäre vermutlich Deine Variante 1: Instabil.

Viele Grüße
Lars

Edit: de.wikipedia.org/wiki/Lagrange-Punkte#L2
Könnten wir den Mond in L2 parken?

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Frage zu Dunkle Materie + Spiralarm 07 Jun 2016 20:36 #6677

Stabile Umlaufbahnen sind nur um die Lagrangepunkte L4 und L5 möglich.

Bei den Lagrangepunkte L1, L2 und L3 herrscht zwar Kräftefreiheit. Dort herrscht aber ein labiles Gleichgewicht. Geringste Störungen führen allerdings zu einem Entfernen vom Lagrangepunkt. Hier kann man nur künstliche Satelliten parken, die immer wieder ihre Position nachrregeln.

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Frage zu Dunkle Materie + Spiralarm 09 Jul 2016 01:19 #7101

Ein solcher "Mond" könnte auf eine sogenannte Hufeisenbahn gelangen und abwechselnd zwischen L4 und L5 der Erde abwechselnd voraus oder nachlaufen. Er wäre dann gravitativ an die Sonne gebunden, würde aber bei Annäherung an die Erde von dieser entweder auf eine höhere Umlaufbahn gezogen oder auf eine niedrigere gebremst. Die Erde hat bereits ein paar solcher koorbitale Begleiter.

Man beachte das der "Mond" der auf die höhere Umlaufbahn beschleunigt wurde wieder hinter die Erde zurückfällt bis er sich von vorn der Erde wieder nähert... auf niedrigere Bahn gebremst eilt er wieder davon...
Das heist bei reiner Orbitalmechanik bewirkt ein ziehen oder bremsen auch eine Änderung des Orbit und damit Änderung der Umlaufperiode.

Sterne in den Spiralarmen auf einer Umlaufbahn um die Galaxie verhalten sich aber anders. und das bedeutet das man die nicht mit reiner Orbitalmechanik beschreiben kann.

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