{"id":24124,"date":"2017-09-15T07:00:06","date_gmt":"2017-09-15T05:00:06","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2017\/09\/15\/donut-planeten\/"},"modified":"2025-05-14T16:35:23","modified_gmt":"2025-05-14T14:35:23","slug":"donut-planeten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2017\/09\/15\/donut-planeten\/","title":{"rendered":"Donut-Planeten"},"content":{"rendered":"

\"sb-wettbewerb_klein\"<\/a>Dieser Artikel ist Teil des ScienceBlogs Blog-Schreibwettbewerb 2017<\/a>. Informationen zum Ablauf gibt es hier<\/a>. Leserinnen und Leser k\u00f6nnen die Artikel bewerten und bei der Abstimmung einen Preis gewinnen – Details dazu gibt es hier<\/a>. Eine \u00dcbersicht \u00fcber alle am Bewerb teilnehmenden Artikel gibt es hier<\/a>. Informationen zu den Autoren der Wettbewerbsartikel finden sich in den jeweiligen Texten.<\/i>
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„Donut-Planeten“<\/b><\/p>\n

von Isabella<\/p>\n

Ich bin 17 Jahre alt und besuche die 8. Klasse (12. Schulstufe) eines Gymnasiums in Salzburg.<\/p>\n

Normalerweise sind Planeten rund. Ok – sie sind keine perfekten Kugeln, aber die meisten sind schon sehr nahe dran. Nat\u00fcrlich gibt es auch welche, die stark von der Kugelform abweichen und eine eher elliptische Form angenommen haben. Dennoch w\u00fcrde man spontan wohl kaum an eine andere Form denken. Trotzdem k\u00f6nnte es durchus Planeten geben, die ein bisschen anders aussehen. Sie k\u00f6nnten z.B. noch ein wenig flacher sein als ein elliptischer Planet und ein Loch in der Mitte haben – wie ein Donut.<\/p>\n

Man hat zwar noch keinen solchen \u201eDonut-Planeten\u201c entdeckt (und man wird in naher Zukunft vermutlich auch keine finden), sie k\u00f6nnten aber, rein theoretisch, tats\u00e4chlich existieren. (Der mathematisch korrekte Fachbegriff f\u00fcr ein donut-f\u00f6rmiges Objekt lautet \u00fcbrigens \u201eTorus\u201c.) Um wirklich ein Loch in der Mitte zu bilden ben\u00f6tigt der Planet eigentlich nur eins \u2013 eine extrem hohe Rotationsgeschwindigkeit. Die w\u00fcrde dazu f\u00fchren, dass die sogenannte Zentrifugalkraft (also jene Kraft, die bei einer Drehbewegung nach au\u00dfen wirkt) die Materie vom Mittelpunk etwas weg dr\u00fcckt und sich ein Loch in der Mitte bildet. Das funktioniert aber nur, wenn die Zentrifugalkraft genau gleich stark ist wie die Gravitation. W\u00e4re sie gr\u00f6\u00dfer w\u00fcrde der Planet einfach wieder auseinanderfallen. Genauso wenig darf sie auch nicht kleiner sein, da der Planet sonst wieder eine ganz normale Kugelform annehmen w\u00fcrde. <\/p>\n

\"So<\/a>
So k\u00f6nnten Planeten auch aussehen. (Urheber Oleg Alexandrov<\/a>, public domain)<\/figcaption><\/figure>\n

Der \u201eRing\u201c, also der eigentliche Planet, kann dabei aber nicht beliebig gro\u00df werden. Ein Torus hat zwei Radien. Einen \u201emajor Radius\u201c R und einen \u201eminor Radius\u201c r. Dabei muss major Radius \/ minor Radius < 3 sein. Ist es gr\u00f6\u00dfer als 3, dann w\u00e4re der Planet unstabil und w\u00fcrde zerbrechen.<\/p>\n

\"Torus<\/a>
Torus mit eingezeichneten Radien (Urheber Jamis Buck<\/a>, Creative Commons BY 4.0<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

Auf einem solchen Planeten g\u00e4be es zwei \u00c4quatoren. Einen inneren, welcher dem Umfang des Lochs entspricht, und einen \u00e4u\u00dferen, der den Umfang des eigentlichen Planeten darstellt. Geht man von einem Planeten aus, der die gleiche Masse wie unsere Erde h\u00e4tte, dann w\u00e4re die Gravitation an den \u00c4quatoren mit 0,3 g am schw\u00e4chsten und an den Polen mit 0,65 g am st\u00e4rksten. Das ist zwar an beiden Stellen weniger als auf der Erde, entspricht aber einem Unterschied von 216%. Unser Gewicht w\u00e4re also stark davon abh\u00e4ngig wo genau wir uns befinden. <\/p>\n

Durch die enorm hohe Rotationsgeschwindigkeit w\u00fcrde ein Tag nur mehr ein paar Stunden dauern. Dennoch h\u00e4ngt auch viel von der St\u00e4rke der Achsenneigung ab. Geht man davon aus, dass der Planet nicht geneigt ist, w\u00fcrde kein Licht in den inneren Kreis vordringen. Beim inneren \u00c4quator w\u00e4re es somit immer dunkel. An den Polen w\u00e4re die Sonne am Horizont sichtbar und ein kleines St\u00fcckchen n\u00e4her am inneren \u00c4quator herrscht st\u00e4ndige D\u00e4mmerung. Am \u00e4u\u00dferen \u00c4quator hingegen w\u00fcrde sich ein \u201eDonut-Planet\u201c nicht von unserer Erde unterscheiden. (Au\u00dfer nat\u00fcrlich durch die Tagesl\u00e4nge.)<\/p>\n

Geht man aber von der gleichen Achsenneigung wie bei unserer Erde aus, also ca. 23 Grad, dann \u00e4ndert sich die Situation ein wenig. Im Fr\u00fchling und Herbst w\u00fcrde sich nicht viel ver\u00e4ndern. Am inneren \u00c4quator w\u00e4re es immer noch st\u00e4ndig dunkel, am \u00e4u\u00dferen \u00c4quator hingehen bleibt der Tag-Nacht-Rhythmus ganz normal bestehen. Im Sommer und im Winter sieht die Sache jedoch ein wenig anders aus. Dann kommt das Licht n\u00e4mlich bis zum inneren \u00c4quator. Aber nat\u00fcrlich nur auf die Seite, die ein St\u00fcckchen weiter von der Sonne entfernt ist. Die andere Seite w\u00e4re ja von der Sonne abgewandt. Wenn der Planet eine \u00e4hnliche Atmosph\u00e4re wie unsere Erde h\u00e4tte, dann w\u00e4re diese Seite aber trotzdem nicht ganz dunkel. Wenn das Licht die Atmosph\u00e4re durchdringt, wird es dabei gebrochen und somit kann das gesamte Loch ein wenig ausgeleuchtet werden. Dadurch wird diese Seite zwar nicht besonders hell, sie bleibt aber auch nicht komplett dunkel. An den Polen w\u00fcrde die Sonne f\u00fcr ein halbes Jahr nicht untergehen und danach w\u00fcrde sie f\u00fcr ein halbes Jahr nicht aufgehen.<\/p>\n

Viele Planeten haben einen oder sogar mehrere Monde. Ein \u201eDonut-Planet\u201c w\u00e4re ebenfalls dazu in der Lage einen Mond in einer Umlaufbahn zu halten. Es g\u00e4be sogar mehr als nur eine M\u00f6glichkeit f\u00fcr das Aussehen der Bahn. Eine M\u00f6glichkeit w\u00e4re z.B. eine ganz normale elliptische Umlaufbahn.<\/p>\n

Aber durch das Loch in der Mitte ergeben sich noch ganz andere M\u00f6glichkeiten f\u00fcr eine Umlaufbahn. Eine etwas andere Variante w\u00e4re eine Bahn direkt durch das Loch. Doch dazu gibt es auch wieder verschiedene M\u00f6glichkeiten. Eine davon w\u00e4re eine gerade Linie, an der sich der Mond einfach auf und ab bewegt. Die Linie muss nicht mal gerade sein. Sie k\u00f6nnte genauso gut eine kleine Biegung aufweisen. Wenn sich der Mond dann auch noch in dem Loch dreht, (nicht um seine eigene Achse, sondern in einer Kreisbewegung das Loch quasi \u201eumkreist\u201c) dann w\u00fcrde die Bahn aussehen wie ein Hyperboloid. <\/p>\n

Eine Umlaufbahn in Form einer Acht, w\u00e4re theoretisch nat\u00fcrlich auch m\u00f6glich. Dabei w\u00fcrde sich der Mond zuerst durch das Loch bewegen. Dann w\u00fcrde er eine Seite des Planeten umrunden und sich wieder durch das Loch bewegen. Anschlie\u00dfend w\u00fcrde er die andere Seite umrunden und w\u00e4re somit wieder an seiner Ausgangsposition. Dreht er sich dabei auch noch um den Planeten herum, dann w\u00fcrde die Bahn wie eine H\u00fclle um den Planeten aussehen.<\/p>\n

Wir werden dennoch in naher Zukunft wohl kaum solche \u201eDonut-Planeten\u201c finden. Die Wahrscheinlichkeit, dass sie \u00fcberhaupt existieren ist verschwindend gering, aber trotzdem sind sie nicht unm\u00f6glich. <\/p>\n

Verwendete Quellen<\/b><\/p>\n