{"id":17762,"date":"2008-12-27T21:27:56","date_gmt":"2008-12-27T20:27:56","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2008\/12\/27\/seltsame-welten-austauschplaneten\/"},"modified":"2025-05-14T15:59:40","modified_gmt":"2025-05-14T13:59:40","slug":"seltsame-welten-austauschplaneten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2008\/12\/27\/seltsame-welten-austauschplaneten\/","title":{"rendered":"Seltsame Welten: Wechselplaneten"},"content":{"rendered":"<p><!-- Begin TwitThis (https:\/\/twitthis.com\/) --><br \/>\n<script type=\"text\/javascript\" src=\"https:\/\/s3.chuug.com\/chuug.twitthis.scripts\/twitthis.js\"><\/script><br \/>\n<script type=\"text\/javascript\">\n<!--\ndocument.write('<a href=\"javascript:;\" onclick=\"TwitThis.pop();\"><img decoding=\"async\" class=\"mt-image-right\" style=\"margin: 0pt 0pt 20px 20px; float: right;\" src=\"https:\/\/s3.chuug.com\/chuug.twitthis.resources\/twitthis_grey_72x22.gif\" alt=\"TwitThis\" style=\"border:none;\" \/ \/ \/ \/ \/ \/><\/a>');\n\/\/-->\n<\/script><br \/>\n<!-- \/End --><\/p>\n<p>Vor 2 Wochen habe ich \u00fcber die <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/12\/seltsame-welten-trojanerplaneten.php\">Trojanerplaneten<\/a> berichtet, die sich ihre Bahn mit einem anderen Planeten teilen. Aber es gibt eine noch au\u00dfergew\u00f6hnlichere M\u00f6glichkeit der stabilen Planetenbewegung: zwei Himmelsk\u00f6rper, die in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden ihre Bahnen tauschen.<\/p>\n<p><font style=\"font-size: 1.25em;\"><b>Zwei besondere Monde<\/b><\/font><\/p>\n<p> Der Saturnmond <em>Epimetheus <\/em>wurde am 18. Dezember 1966 von <em>Richard Walker<\/em> entdeckt. Bereits 3 Tage vorher, am 15. Dezember hatte <em>Audouin Dollfus<\/em> ebenfalls einen neuen Saturnmond &#8211; den er <em>Janus <\/em>nannte<br \/>\n&#8211; entdeckt. Man vermutete, das es sich bei dem von Walker beobachteten<br \/>\nMond um den selben Himmelsk\u00f6rper handelte. Die Bahn dieses neuen Mondes war allerdings ziemlich seltsam und Berechnungen und<br \/>\nBeobachtungen stimmten nicht wirklich \u00fcberein. 1978 kam man zu dem<br \/>\nSchlu\u00df, das die Beobachtungen viel besser erkl\u00e4rt werden k\u00f6nnen, wenn<br \/>\nman von <i>zwei Monden<\/i> und nicht von einem einzelnem Objekt ausgeht! Diese beiden Monde wurden nun <em>Janus <\/em>und <em>Epimetheus <\/em>genannt &#8211; und 1980 best\u00e4tigte die Raumsonde Voyager 1 bei ihrem Saturnvorbeiflug, das es sich tats\u00e4chlich um 2 verschiedene Objekte handelt.\n<\/p>\n<p>Die Geschichte wird allerdings noch seltsamer. Betrachtet man die Bahnen von <em>Epimetheus <\/em>und <em>Janus<\/em>,<br \/>\nstellt man folgendes fest: Die Bahnen der Monde liegen beide fast in<br \/>\nder \u00c4quatorebene des Planeten; Janus umkreist den Saturn in einem Abstand von 151472<br \/>\nkm; der Abstand von Epimetheus zu Saturn betr\u00e4gt 151422 km. Die Orbits<br \/>\nder beiden Monde haben also einen Abstand von nur 50 km! Epimetheus hat aber nun eine Ausdehnung von etwa 115 km; Janus ist<br \/>\nsogar noch gr\u00f6\u00dfer und durchmisst etwa 190 km. Eigentlich w\u00e4re also gar<br \/>\nkein Platz mehr \u00fcbrig: die beiden Himmelsk\u00f6rper m\u00fcssten schon l\u00e4ngst<br \/>\nmiteinander kollidiert sein! Da sie aber offensichtlich immer noch<br \/>\nexistieren, muss es irgendeine L\u00f6sung f\u00fcr dieses Problem geben.<\/p>\n<p>Und die sieht so aus: <em>Janus <\/em>und <em>Epimetheus <\/em>befinden sich auch sogenannten &#8222;Austauschbahnen&#8220; bzw. <em>exchange orbits<\/em>.<br \/>\nAlle 4 Jahre n\u00e4hern sich die beiden Monde sehr stark aneinander an &#8211;<br \/>\nund <a href=\"https:\/\/www.planetary.org\/news\/2006\/0120_Cassini_Observes_the_Orbital_Dance_of.html\">beeinflussen sich gegenseitig<\/a> durch ihre Schwerkraft. Der \u00e4u\u00dfere<br \/>\nMond beschleunigt dabei den inneren Mond der dadurch auf eine h\u00f6here<br \/>\nUmlaufbahn gehoben und dadurch wieder abgebremst wird. Der<br \/>\ninnere Mond bremst den \u00e4u\u00dferen Mond durch seine gravitative Anziehung<br \/>\nder dadurch auf eine niedrigere Umlaufbahn f\u00e4llt und dann wieder<br \/>\nbeschleunigt wird. <em>Die beiden Monde haben also ihre Umlaufbahn getauscht! <\/em>Dieses Wechselspiel wiederholt sich alle 4 Jahre &#8211; zuletzt haben die Monde ihre Bahnen am 21. Januar 2006 gewechselt.<\/p>\n<p>Die Raumsonde Cassini hat vor einigen Jahren beeindruckende Bilder der beiden Monde gemacht:<\/p>\n<form mt:asset-id=\"4935\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\" contenteditable=\"false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-a5866cfd2c2ce6a93d1778322f40ce27-ep_jan_anim.gif\" alt=\"i-a5866cfd2c2ce6a93d1778322f40ce27-ep_jan_anim.gif\" \/><\/form>\n<div>\n<div align=\"center\"><font style=\"font-size: 0.8em;\"><i>Credit: NASA \/ JPL \/ SSI \/ Emily Lakdawalla<br \/><\/i><\/font><\/div>\n<p><font style=\"font-size: 1.25em;\"><b>Zu wenig Platz im Planetensystem<\/b><\/font><\/p>\n<p>Ich pers\u00f6nlich halte die beiden Wechselmonde des Saturn f\u00fcr eines der faszinierendes Ph\u00e4nomene der Astronomie. Au\u00dferdem bieten sie ein Beispiel f\u00fcr eine weitere m\u00f6gliche Konfiguration von Planeten.<\/p>\n<p>In der Anfangszeit der Suche nach extrasolaren Planeten konnte man wegen der technischen Einschr\u00e4nkungen nur sehr gro\u00dfe Gasplaneten (\u00e4hnlich dem Jupiter) finden, die sich sehr nahe an ihren Sternen befanden (das ist teilweise auch heute noch so). Viele dieser Gasriesen entdeckte man in oder in unmittelbarer N\u00e4he der sg. &#8222;habitablen Zone&#8220; um einen Stern: also der Bereich, in dem die Temperatur gerade richtig ist, um Leben auf einem erd\u00e4hnlichen Planeten entstehen zu lassen. Allerdings sind Gasriesen ungeeignet f\u00fcr Leben wie wir es kennen. Und durch ihre gravitative Wechselwirkung w\u00fcrden sie einen eventuell noch in der habitablen Zone vorhandenen kleineren, erd\u00e4hnlichen Planeten ziemlich schnell aus dem System rauswerfen.<\/p>\n<p>Es ist allerdings noch nicht alles verloren: eine M\u00f6glichkeit, wie sich ein erd\u00e4hnlicher Planet dennoch in einer schon von einem Gasriesen besetzten habitablen Zone halten k\u00f6nnte, habe ich im letzten Beitrag vorgestellt. In einer <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/12\/seltsame-welten-trojanerplaneten.php\">Trojanerkonfiguration<\/a> k\u00f6nnen sich Gasriese und erd\u00e4hnlicher Planet gemeinsam eine Umlaufbahn teilen. <\/p>\n<p>Saturns Wechselmonde Janus und Epimetheus zeigen uns eine weitere M\u00f6glichkeit. Vielleicht k\u00f6nnten zwei Planeten sich in einer \u00e4hnlichen Umlaufbahn befinden? <\/p>\n<p><font style=\"font-size: 1.25em;\"><b>Gibt es Wechselplaneten?<\/b><\/font><\/p>\n<p>W\u00e4re es m\u00f6glich,.dass sich ein Gasriese und ein erd\u00e4hnlicher Planet auf Austauschbahnen bewegen? W\u00e4re so eine Kombination stabil? Meine ehemaligen Kollegen von der Astrodynamik-Gruppe der Universit\u00e4tssternwarte Wien haben sich mit <a href=\"https:\/\/adsabs.harvard.edu\/abs\/2006epsc.conf..716D\">dieser Frage besch\u00e4ftigt<\/a>. Die \u00fcberraschende Antwort ist: Ja, das w\u00fcrde funktionieren.<\/p>\n<p>Man k\u00f6nnte beispielsweise Jupiter und die Erde nehmen, und beide in die habitable Zone der Sonne setzen. Wenn sie dann sehr eng beieinander liegende Bahnen haben, w\u00fcrden Jupiter und die Erde, genauso wie Janus und Epimetheus, bei jeder nahen Begegnung ihre Orbits tauschen! So eine Konfiguration ist f\u00fcr sehr lange Zeitr\u00e4ume stabil und es funkioniert auch, wenn man die Parameter der Planeten (Massen,&#8230;) in gewissen Grenzen \u00e4ndert. <\/p>\n<p>Aber k\u00f6nnte es in anderen Planetensystemen solche Wechselplaneten wirklich geben? Bei den Trojanerplaneten wei\u00df man zumindest, dass sie entstehen k\u00f6nnen. Aber bei Wechselplaneten ist diese Frage noch unbeantwortet. Ich w\u00fcrde vermuten, dass sich zwei Planeten nicht direkt in einer Wechselkonfiguration bilden k\u00f6nnen. Aber vielleicht k\u00f6nnte durch irgendein katastrophales Ereignis (gro\u00dfe Kollision) ein Planet abrupt seine Bahn \u00e4ndern und zuf\u00e4llig in einer Wechselbahn landen. <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/05\/der-mond-entstehung-durch-chaos.php\">Gewaltige<\/a> <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/09\/neues-aus-der-forschung-kollidierende-planeten.php\">Kollisionen<\/a> zwischen Protoplaneten kommen bei der Planetenentstehung vor. Aber es m\u00fcsste schon ein sehr gro\u00dfer Zufall sein, wenn sich dann 2 Planeten tats\u00e4chlich in so einer Konfiguration zusammenfinden. Zwei Wechselplaneten in einem extrasolaren Planetensystem zu finden, ist also sehr unwahrscheinlich.<\/p>\n<p>Aber wie schon gesagt: Dieses Thema wurde bis jetzt noch so gut wie gar nicht erforscht &#8211; vielleicht stehen die Chancen auch nicht ganz so schlecht. Und wir k\u00f6nnen in unserem Sonnensystem zumindest ein reales Beispiel beobachten! (In meiner Zeit am Institut in Wien habe ich mal die Asteroiden im Hauptg\u00fcrtel auf m\u00f6gliche weitere Kandidaten f\u00fcr Wechselbahnen untersucht &#8211; leider ohne Erfolg). Wir wissen also, dass es prinzipiell m\u00f6glich ist!<\/p>\n<p>Ob dann auf so einem Wechselplaneten auch Leben entstehen kann, ist wieder eine andere Frage. Man m\u00fcsste noch untersuchen, wie sich die regelm\u00e4\u00dfig stattfindenen nahen Begegnungen auf das Klima des kleineren Planeten auswirken (eventuell sind die hier auftretenden Gezeitenkr\u00e4fte nicht zu vernachl\u00e4ssigen). Aber falls es dort Leben gibt, w\u00e4re es wohl ein Paradies f\u00fcr Astronomen und Planetlogen: man braucht keine Raumsonden m\u00fchsam durchs All zu schicken &#8211; der andere Planet kommt netterweise immer wieder von selbst vorbei \ud83d\ude09<\/p>\n<p>Und wer dachte, dass es nicht mehr seltsamer werden kann, der wird sich beim n\u00e4chsten Teil der Serie wundern. Denn dann erz\u00e4hle ich was \u00fcber eine <i>wirklich<\/i> au\u00dfergew\u00f6hnliche Konfiguration&#8230;<\/p>\n<form mt:asset-id=\"4936\" class=\"mt-enclosure mt-enclosure-image\" style=\"display: inline;\" contenteditable=\"false\"><a href=\"https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-dcdf639da0754c91d9dcf74d483218b2-800px-Saturn's_moons_Janus_and_Prometheus_PIA08192_(NASA).jpg\" onclick=\"window.open('https:\/\/scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/wp-content\/blogs.dir\/28\/files\/2012\/07\/i-dcdf639da0754c91d9dcf74d483218b2-800px-Saturn's_moons_Janus_and_Prometheus_PIA08192_(NASA).jpg','popup','width=800,height=542,scrollbars=no,resizable=no,toolbar=no,directories=no,location=no,menubar=no,status=no,left=0,top=0'); return false\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/i-3aad0e3203be901d2020b4fd424e356d-800px-Saturns_moons_Janus_and_Prometheus_PIA08192_NASA-thumb-500x338-1.jpg\" alt=\"i-3aad0e3203be901d2020b4fd424e356d-800px-Saturn's_moons_Janus_and_Prometheus_PIA08192_(NASA)-thumb-500x338.jpg\" \/><\/a><\/form>\n<div align=\"center\"><font style=\"font-size: 0.8em;\"><i>Janus und Epimetheus mit den Ringen des Saturn ( (c) NASA)<br \/><\/i><\/font>\n<\/div>\n<hr>\n<p><u><b><br \/>\n\u00c4hnliche Artikel:<\/b><\/u> <br \/> <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/12\/seltsame-welten-trojanerplaneten.php\">Seltsame Welten: Trojanerplaneten<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/11\/das-erste-bild-eines-extrasolaren-planeten-schon-wieder.php\">Das erste Bild eines extrasolaren Planeten (diesmal wirklich)!<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/11\/planet-bei-beta-pictoris-gefunden.php\">Planet bei Beta Pictoris gefunden<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/12\/die-sonne-einpacken-auf-der-suche-nach-dysonspharen.php\">Die Sonne einpacken: auf der Suche nach Dyson-Sph\u00e4ren<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/07\/aus-den-astronomischen-archiven-die-marskanale.php\">Aus den astronomischen Archiven: Die Marskan\u00e4le<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/08\/neues-aus-der-forschung-unser-seltenes-sonnensystem.php\">Unser seltenes Sonnensystem<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/09\/kommunizieren-ausserirdische-mit-blinkenden-sternen.php\">Kommunizieren Au\u00dferirdische mit blinkenden Sternen?<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/09\/bilder-von-exoplaneten.php\">Bilder von Exoplaneten<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/09\/interview-mit-den-planetenjagern.php\">Interview mit den Planetenj\u00e4gern<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/06\/neuer-kleinster-exoplanet-entdeckt.php\">Neuer kleinster Exoplanet entdeckt<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/06\/weisst-du-wieviel-planeten-stehen.php\">Wei\u00dft du wieviel Planeten stehen?<\/a><\/div>\n<div class=\"yiggbutton\">\n  <script>\n    yigg_url = 'https:\/\/www.scienceblogs.de\/astrodicticum-simplex\/2008\/12\/seltsame-welten-austauschplaneten.php';\n  <\/script><br \/>\n  <script src=\"https:\/\/webtools.yigg.de\/emb_ycount.js\"><\/script>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Vor 2 Wochen habe ich \u00fcber die Trojanerplaneten berichtet, die sich ihre Bahn mit einem anderen Planeten teilen. 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