{"id":23021,"date":"2016-08-24T06:00:41","date_gmt":"2016-08-24T04:00:41","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2016\/08\/24\/der-innere-aufbau-von-asteroiden-und-der-paranuss-effekt\/"},"modified":"2025-05-14T16:17:33","modified_gmt":"2025-05-14T14:17:33","slug":"der-innere-aufbau-von-asteroiden-und-der-paranuss-effekt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2016\/08\/24\/der-innere-aufbau-von-asteroiden-und-der-paranuss-effekt\/","title":{"rendered":"Der innere Aufbau von Asteroiden und der Paranuss-Effekt"},"content":{"rendered":"

Den Paranuss-Effekt<\/i> hat sicherlich jeder schon mal erlebt: \u00d6ffnet man zum Beispiel eine Packung M\u00fcsli, dann liegen die gr\u00f6\u00dften St\u00fccke (oft eben Paran\u00fcsse) alle ganz oben. Das widerspricht auf den ersten Blick der Intuition: Die Packung wurde sicherlich oft gesch\u00fcttelt und je mehr man etwas sch\u00fcttelt, desto besser sollte der Inhalt vermischt sein. Das ist aber nicht nur nicht der Fall sondern auch abseits des Fr\u00fchst\u00fccks relevant. Zum Beispiel, wenn man verstehen will, wie Asteroiden funktionieren.<\/p>\n

\"Eine<\/a>
Eine fliegende Ansammlung von Felsbrocken: Der Asteroid Itokawa Bild: JAXA<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Paran\u00fcsse, Rosinen, Haferflocken und andere M\u00fcsli-Zutaten findet man auf Asteroiden eher selten. Daf\u00fcr aber Felsbrocken in allen Gr\u00f6\u00dfen. Man stellt sich die Asteroiden ja gerne als kompakte Objekte vor; als massive Gesteinsbrocken die durchs All fliegen. Aber das ist nicht der Fall, sie \u00e4hneln viel mehr fliegenden Ger\u00f6llhaufen die nur lose durch Gravitation und andere Kr\u00e4fte<\/a> zusammengehalten werden. Wenn, was ab und zu vorkommt, dann ein Asteroid mit einem anderen (kleineren) kollidiert kann so ein Einschlag diesen Ger\u00f6llhaufen ebenso „durchsch\u00fctteln“ wie eine Packung M\u00fcsli. <\/p>\n

Mit den gleichen Folgen? Genau das wollten Viranga Perera von der Arizona State University und seine Kollegen herausfinden („The spherical Brazil Nut Effect and its significance to asteroids“<\/a>). Physikalisch erkl\u00e4rt man den Paranuss-Effekt durch die unterschiedliche Dynamik und Dichte der unterschiedlichen M\u00fcsli-Bestandteile. Wenn sich beim Sch\u00fctteln kleinere L\u00fccken im M\u00fcsli auftun, rutschen dort zuerst die kleineren Objekte hinein. Die gro\u00dfen N\u00fcsse, die dort nicht hineinpassen bleiben \u00fcbrig und wandern so stetig nach oben.<\/p>\n

Ganz gekl\u00e4rt ist der Vorgang aber noch nicht, da auch Effekte wie die Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit der Objekte, das Ausma\u00df der Reibung usw eine Rolle spielen. Es lohnt sich also, das ganze bei den Asteroiden im Rahmen einer Computersimulation zu betrachten was Perera und seine Kollegen auch getan haben. Sie haben verschieden starke Einschl\u00e4ge und „Sch\u00fcttelgeschwindigkeiten“ getestet und nachgesehen, was mit einem Asteroid dabei passiert. In ihrem Modell haben sie sich den Asteroid als anfangs gut durchmischten kugelf\u00f6rmigen Ger\u00f6llhaufen der aus gro\u00dfen und kleinen Brocken besteht gedacht. Wie sich die Zusammensetzung im Laufe der Zeit ver\u00e4ndert hat, kann man in diesen Bildern sehen:<\/p>\n

\"Bild:<\/a>
Bild: Perera et al, 2016<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

In rot sind die gro\u00dfen Brocken (ca 80 Meter Durchmesser) eingezeichnet; in gelb die kleinen (40 Meter). Die obere Reihe von Bildern zeigt die Ansicht des Asteroiden von au\u00dfen; die unteren einen Schnitt durch seine Mitte. Die ersten drei Bilder zeigen wie sich der Asteroid unter einem Impakt verh\u00e4lt, wenn man die Reibung zwischen den Brocken ignoriert; rechts sieht man den Effekt mit Reibung.<\/p>\n

Was man sofort sieht: Am Ende, nach jeweils 102 Tagen, sind in beiden F\u00e4llen die gro\u00dfen Brocken oben gelandet. Eine genauere Analyse ergab, dass die Reibung die Wanderung der gro\u00dfen Brocken nach au\u00dfen zuerst behindert hat. Ist eine gewisse Schwelle bei der „Sch\u00fcttelgeschwindigkeit“ aber \u00fcberschritten, funktioniert es mit Reibung sogar besser; dann k\u00f6nnen sich die Brocken quasi aneinander „krallen“ und so besser nach oben heben. <\/p>\n

Man sieht ebenfalls, dass das Zentrum der Asteroiden in beiden F\u00e4llen nicht<\/i> durchmischt ist. Dort tut sich im Laufe der Zeit kaum etwas. Perera und seine Kollegen haben festgestellt, dass sich das nur \u00e4ndern lie\u00dfe, wenn man die Einschl\u00e4ge so heftig ausfallen l\u00e4sst, dass der Asteroid dabei komplett auseinander bricht.<\/p>\n

Genauere Untersuchungen \u00fcber das Innere von Asteroiden haben wir an realen Objekten bis jetzt noch nicht durchgef\u00fchrt. Wir sind ja gerade erst dabei zu lernen, sie von au\u00dfen aus der N\u00e4he zu betrachten und hoffen, ein paar Proben von ihrer Oberfl\u00e4che nehmen zu k\u00f6nnen<\/a>. Bis wir die Ger\u00f6llhaufen auch anbohren k\u00f6nnen um zu sehen, was dort wirklich vor sich geht, wird es wohl noch ein wenig dauern.<\/p>\n

Aber es ist interessant zu sehen, dass die gleichen Vorg\u00e4nge die wir jeden Tag beim Fr\u00fchst\u00fcck erleben k\u00f6nnen, auch weit drau\u00dfen im Weltall stattfinden. Obwohl: So \u00fcberraschend ist das auch wieder nicht. Wir existieren ja nicht getrennt vom Universum und sowohl das M\u00fcsli als auch die Asteroiden m\u00fcssen den gleichen Naturgesetzen gehorchen…\"\"<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Den Paranuss-Effekt hat sicherlich jeder schon mal erlebt: \u00d6ffnet man zum Beispiel eine Packung M\u00fcsli, dann liegen die gr\u00f6\u00dften St\u00fccke (oft eben Paran\u00fcsse) alle ganz oben. Das widerspricht auf den ersten Blick der Intuition: Die Packung wurde sicherlich oft gesch\u00fcttelt und je mehr man etwas sch\u00fcttelt, desto besser sollte der Inhalt vermischt sein. Das ist […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":11813,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[11],"tags":[200,3427,6095,10329,11190,15414],"class_list":["post-23021","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-naturwissenschaften","tag-asteroid","tag-computersimulation","tag-granular-konvektion","tag-muesli","tag-paranuss-effekt","tag-viranga-perera"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23021","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23021"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23021\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":23022,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23021\/revisions\/23022"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11813"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23021"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23021"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23021"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}