84 Erd-Entstehung und Saturn-Ringe (PDF-Datei 4

Werbung
2006-03-22
Reiner Zabel
HOME (http://www.parkfach.de/)
An das
Max-Planck-Institut
für Astrophysik
Karl-Schwarzschild-Strasse 1
Postfach 1523
85 740 Garching bei München
Hallo Astronomen,
rund ein Jahr ist es her seit meinem letzten Schreiben über M78 an das MPI Garching.
Dieses mal nach sehr langer Zeit nichts zu den DCO’s, sondern zum Planeten-System.
Erd-Entstehung
Die Existenz der Erde begann innerhalb einer Supernova Wolke mit einer Verdichtung
aus Eisen-Gas (vermischt mit den restlichen heute noch vorkommenden chemischen
Elementen in Gasform). Die Verdichtung aus Eisen-Gas bildete sich z.B., weil der
äußere Bereich der Supernova Wolke durch Abbremsung an der interstellaren Materie
langsamer wurde und dadurch von den weiter innen liegenden und deshalb nicht
abgebremsten Bereichen der Supernova Wolke, eingeholt wurde.
Grundsätzlich führen auch unterschiedliche Ausbreitungs-Geschwindigkeiten innerhalb
der noch gasförmigen Supernova Wolke zu Regionen mit höheren und niedrigeren
Gas-Dichten. Die Regionen höherer Gas-Dichten bildeten den Anfang für Planeten.
Bereits der optische Eindruck vom Krebsnebel M1 weist auf Verdichtungs-Gebiete hin.
Es muss aber noch mindestens einen weiteren Grund geben, der zu den auffälligen
Verdichtungs-Strängen innerhalb von M1 geführt hat. Vielleicht war es der ExplosionsAblauf. Die Supernova Wolke rotiert vom optischen Eindruck her nicht. Dies war für die
Bildung der Gas-Verdichtungen und Planeten sicherlich eine günstige Randbedingung.
Das Anfangs-Stadium der Erde war also im Wesentlichen eine nicht rotierende
Eisengas-Kugel. Diese kondensierte im weiteren Verlauf zu einer flüssigen Eisenkugel
aus. Hierbei kam es zu einer ersten teilweisen Element-Entmischung. Insbesondere
wurden die noch gasförmigen Elemente abgesondert und bildeten eine Gas-Hülle um
die flüssige Kugel.
Es folgte eine Phase, in der es aus der Supernova Wolke Eisen-Tropfen (und Tropfen
anderer chemischer Elemente) auf die flüssige Eisenkugel „Erde“ regnete, die dadurch
weiter anwuchs.
Mit zunehmender Schwerkraft kam es zu einer immer besseren Trennung der
Elemente. Das flüssige Eisen (und die noch schwereren Elemente) blieben innen und
die leichteren Elemente (wie Silizium und Kohlenstoff) sammelten sich an der
Oberfläche der flüssigen Eisen-Kugel an. Ganz außen befanden sich weiterhin die
gasförmigen Elemente wie Wasserdampf und Stickstoff.
Die im noch flüssigen Erd-Mantel befindlichen leichteren Elemente (wie Silizium und
Kohlenstoff) kühlten ab und wurden fest. Sie bildeten zugleich eine Wärme-Isolierung.
In dieser Phase schlugen noch viele Klein-Planeten, die sich ebenfalls in der
Supernova Wolke gebildet hatten, in die Erde ein. Diese drangen jedoch nicht mehr so
tief in die Erde ein und entmischten sich auch nicht mehr.
1
2006-03-22
Mit der weiteren Erd-Abkühlung kondensierte zunächst das Wasser und wurde dann
zu Eis. Später kondensierte der Stickstoff und sank durch das Wasser-Eis hindurch bis
zum Grund, weil flüssiger und fester Stickstoff schwerer ist, wie Wasser-Eis.
Die Erd-Bildung mit ihrer Schichtung ist nur in heißer Umgebung vorstellbar. Eine
solche heiße Umgebung bietet nur eine junge Supernova Wolke.
Es müsste die Erd-Bildung in einer heißen Supernova Wolke rechnerisch relativ
einfach nachvollziehbar sein.
Saturn-Ringe:
Irgendwann kam die mit einem dicken Eispanzer versehene Erde in unserem
Sonnensystem an und streifte den Saturn. Dabei verlor die Erde jede Menge EisBrocken. Die Saturn-Ringe (Eis-Brocken) sind also die Überbleibsel der ErdAbbremsung im Saturn. Dies müsste auch eine Analyse der Eis-Brocken ergeben, aus
denen die Saturn-Ringe bestehen.
Die Ringe sind zu breit, um sie mit der Kollision von z.B. zwei Eis-Monden erklären zu
können. Eine Eis-Mond-Kollision hätte nur e i n e n schmalen Ring zur Folge.
Das Ring-System könnte anfänglich noch viel mächtiger gewesen sein.
Die eisbrockenfreien Streifen im Ring-System kommen vielleicht von Monden, die sich
dort zeitweise aufhielten. Es könnte aber auch andere Gründe geben.
Die Erde hatte bei ihrer Ankunft sicherlich eine sehr dicke Eisdecke. 10 km, 100 km
oder auch >1000 km sind denkbar.
Die Erde verlor bei ihrer Abbremsung am Saturn den größten Teil des Eis-Panzers.
Außerdem wurde der Mond von der Erde abgetrennt, als diese den Saturn streifte.
Bei der Mond-Abtrennung ging der Erde schätzungsweise 80% des Eis-Panzers
verloren. Die verbliebenen 20% reichten jedoch immer noch für eine vollständige
Wasser-Bedeckung der Erde. Wäre der Mond nicht abgetrennt worden und wären der
Erde z.B. 70% des Eises verblieben, so gäbe es wohl bis heute kein Land.
Kometen-Kerne:
Kometen-Kerne sind lockere schmutzige Schneebälle ohne Schichtung und haben sich
allmählich aus Eis-/Gas-Kristallen und Staub-Partikeln zusammengeballt. Kristalle und
Partikel befinden sich relativ konzentriert im Bereich in der Kometen-Wolke.
Es gibt im Wesentlichen zwei Quellen für die Ausgangs-Materie der Kometen-Kerne:
(1) Von Stern-Explosionen stammende interstellare Materie (Gas und Staub)
(2) Verluste von Objekten innerhalb des Sonnen-Systems
Zu (1): Die feinkörnige interstellare Materie dringt etwas in das Sonnen-System ein und
wird durch den Partikelstrom der Sonne (Sonnen-Wind) wieder nach außen gedrängt.
Zu (2): Gas, Wasser-Dampf und Staub-Partikel gingen den verschiedenen
erdähnlichen Planeten und Monden verloren, als sie zum Beispiel durch die GasPlaneten eingefangen wurden. Gas und Wasser gefroren dann zu Eis-/Gas-Kristallen.
Zu weiteren Gas-, Wasser- und Staub-Verlusten könnte es gekommen sein, als
erdähnliche Planeten untereinander kollidierten.
Zu einer der größten Gas-, Wasser- und Staub-Abgaben kam es sehr wahrscheinlich,
als der fehlende Planet zwischen Mars und Jupiter zerstört wurde.
Eine weitere bedeutende Quelle war der Schweif der Venus, nachdem sie den Jupiter
wieder verlassen hatte. Sie hierzu auch den letzten Absatz „Die Geburt der Venus“.
Für das Zusammenballen von Kometen-Kernen förderlich sind die wechselnden
Schwerkraftfelder in der Kometen-Wolke, die durch die Gas-Planeten entstehen.
Die wechselnden Schwerkraftfelder haben einen Zusammenkehr-Effekt für die Kristalle
und Partikel in der Kometen-Wolke.
2
2006-03-22
Wenn eine bestimmte Kometen-Kern-Größe überschritten ist, wird die Schwerkraft von
der Sonne und den Gas-Planeten größer wie der Druck von der Partikel-Strahlung der
Sonne und der Komet fällt wie aus der Unendlichkeit kommend in einer Hyperbel-Bahn
ungefähr in Richtung Sonne. Er fällt nicht genau in die Sonne, weil es Ablenkungen
durch die (hauptsächlich Gas-) Planeten gibt.
Die Kometen-Zusammenballung ist nur möglich, weil die Materie im Bereich der
Kometen-Wolke nicht um die Sonne rotiert. Die Materie aus den Quellen (1) und (2)
bewegt sich nur sehr langsam in einer dünnen Kugel-Schale. Antriebskräfte für die
Bewegungen sind die wechselnden Schwerkräfte durch die umlaufenden GasPlaneten, die interstellare Materie und evtl. nahe Sterne.
Das Wachstum von Kometen-Kernen funktioniert problemlos, so lange es nur kleine
Partikel, wie zum Beispiel Eis-Kristalle, auf den Kometen-Kern regnet. Falls sich jedoch
zwei mühsam gebildete Kometen-Kerne in der Kometen-Wolke treffen, noch bevor sie
in Richtung Sonne fallen, verteilt sich ihre Materie wieder, es sei denn, sie nähern sich
extrem langsam (< ~10 cm / s), was allerdings relativ wahrscheinlich ist.
Die Kometen-Kerne sind vergleichsweise nachgiebig/weich. Bei einer langsamen
Kollision von zwei Kometen-Kernen geben diese nach und verschmelzen zu einem
Kern. Die Kollisions-Energie wird durch schmelzendes Eis aufgenommen.
Kleinere Objekte im Sonnen-System:
Grundsätzlich stammen fast alle kleineren Objekte im Sonnen-System von
erdähnlichen Planeten / Monden. Letztere befinden sich entweder noch heil (oder nur
leicht angeschlagen) im Sonnen-System oder sind zerstört oder waren nur zeitweise
im Sonnen-System (Durchläufer).
Bei den kleineren Objekten handelt es sich um
- Asteroide (inner- oder außerhalb des Asteroiden-Gürtels),
- Kometen-Kerne (in diesem Fall die beiden Quellen (1) und (2)),
- Klein-Monde mit Dichten um die 1 kg/dm3 (Herkunft noch unsicher),
- Eisbrocken der Gas-Planeten-Ringe (Saturn von Erde und Uranus vom Mars) sowie
- Eis- und Staub-Partikel, aus denen sich die Kometen bildeten.
Die erdähnlichen Planeten / Monde verloren die kleineren Objekte bei Kollisionen.
Dunkel-Scheiben / -Ringe:
Entstehung: Nachdem der Stern den Dunkelkomplex verlassen hat, ist er von einem
nur wenig abgeplatteten Ellipsoid umgeben. Dieser besteht aus Neutronen-Masse.
Durch die schnelle Rotation des jungen Sternes und der dadurch ebenfalls
vorhandenen Rotation des Stern-Windes beginnt der Ellipsoid zu rotieren und wird zur
Dunkel-Scheibe. Da die Dunkel-Scheibe nicht aus Gas besteht, sondern aus einer
Materie mit Struktur (trotz sehr geringer Dichte), rotiert sie wie eine starrer Körper.
Die Dunkel-Scheiben um junge Sterne lösen sich zu Wasserstoff und Helium auf. Der
Wasserstoff und das Helium werden teilweise von den Gas-Planeten und der Sonne
aufgenommen. Der Rest wird zu interstellarer Materie oder sammelt sich im Bereich
der Kometen-Wolke an. Die Dunkel-Scheiben tragen nichts zur Entstehung von
Planeten-Systemen bei. Sie sind eher hinderlich, weil sie Planeten abbremsen.
Vergleich Auflösung einer Wolkendecke / Dunkel-Scheibe:
Wenn sich eine zusammenhängende Wolkendecke / Dunkel-Scheibe auflöst,
entstehen zuerst Löcher in der Wolkendecke / Dunkel-Scheibe und im weiteren Verlauf
(nicht mehr zusammenhängende) Wolken bis alles weg ist.
3
2006-03-22
Durch die Rotation eines Gas-Planeten können sich zwei längliche gegenüberliegende
Löcher in der Dunkel-Scheibe bilden, wenn die Bahn-Ebene des Gas-Planeten die
Ebene der Dunkel-Scheibe etwas zueinander geneigt sind.
Erdähnliche Planeten gibt es zu diesem Zeitpunkt noch nicht. Diese kommen erst
hinzu, wenn es zu einer nahen Supernova gekommen ist.
Gründe gegen eine Entstehung des Planeten-Systems aus einem Dunkel-Ring:
- Planeten müssten dann anders herum rotieren.
- Die inneren Planeten müssten schneller rotieren wie die äußeren.
- Sehr umständlich: Erst verdünnt/vermischt sich die SN-Wolke mit der interstellaren
Materie. Dann folgt Entmischung/Zusammenballung aus der interstellaren Materie.
Die Geburt der Venus / die „rauchende“ Venus
Bezug zu FAZ-Magazin vom 3. November 1989:
Dass die Venus aus dem Jupiter herausgekommen ist, wird durchaus für denkbar
gehalten. Dies ist jedoch nicht gleichbedeutend damit, dass die Venus aus dem Jupiter
entstanden ist. Vielmehr war es wohl wie folgt:
Die Venus ist mit einer sich ausdehnenden Supernova Wolke im Sonnen-System
angekommen. Die Ankunft wurde von den damaligen Völkern nicht bemerkt, denn die
Venus wäre mit bloßem Auge kaum zu erkennen gewesen, als sie noch weiter weg
war wie Jupiter. Auffällig wurde die Sache erst, als die Venus auf Jupiter traf und als
sie anschließend den Jupiter mit einem Schweif verließ. Die Venus hatte bei ihrer
Ankunft keinen Eis-Panzer, der einen Jupiter-Ring hätte hinterlassen können.
Krebsnebel M1 aus Broschüre Königsleiten
aus FAZ-Magazin vom 3. Nov. 1989
Zum Schluss doch noch etwas zu den DCO’s: Der Neutronenstern in M1 ist zugleich
der Geburts-Zustand eines DCO’s und kann sich bis zu einer neuen Galaxie entwickeln. Eine Supernova hat somit die Doppel-Funktion uns einerseits die erdähnlichen Planeten zu liefern und andererseits die Keimzelle für eine neue Galaxie zu sein.
Mit freundlichen Grüßen
Zabel
Anlage 1 CD
4
Herunterladen
Explore flashcards