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Entstehung von Monden im Sonnensystem

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 4. Aug 2018, 22:07

Hallo ATGC,

erst einmal herzlichen Dank für Deine ausführliche Antwort und Deine Offenheit.
ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Nicht dass da noch jemand annehmen wird, dass ich dieses Modell heute immer noch offensiv bewerbe.
Du bewirbst es aber noch defensiv ;)

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Für so ein Unterfangen wäre mir die Angelegenheit dann doch zu zeitaufwändig und anstrengend und nicht der Mühe wert, da ja offensichtlich doch alles sehr vage im spekulativen Raum zu schweben scheint.
Vorsicht: das ist eine sehr beliebte "Ausrede" der sogenannten cranks.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Dass das in wesentlichen Teilen alles recht willkürlich zusammengestellt worden ist, um aus der feststellbaren komplementären Masseverteilung der massereichen Doppelpaare ein Szenario darum herum zu entwickeln, ist mir inzwischen durchaus bewusst und muss nicht eigens noch mal herausgearbeitet werden.
Natürlich stellt sich trotzdem die Frage, ob das nur für die Mondsysteme gilt oder auch für die grossen Planeten, z.B. die vier Gasplaneten. Bei denen liegt ja keine 2134-Anordnung vor, sondern eine 4312-Anordnung, also genau umgekehrt.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Ich bin damals vor knapp zwölf Jahren zwar in typischer Crank-Manier im astronews-Forum aufgeschlagen, habe aber sehr schnell gemerkt, dass man mit Überzeugtsein allein nicht sehr weit kommt, wenn die präsentierten Fakten bei kritischer Nachfrage ihre Belegkräftigkeit nicht unter Beweis stellen.
Na ja: "Jugendsünden" sollte man nicht überbewerten. Kommt hinzu, dass Du schon damals auf die sehr hohe Qualität und Fachkompetenz Deiner Beiträge zu anderen Themen hingewiesen worden bist.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Und da ich mich nach wie vor als lernfähig einschätze, beurteile ich mein Modell heute mit viel größerer Gelassenheit als damals, als ich noch mit einer gewissen emotionalen Anteilnahme dabei war. Machen wir also ganz locker weiter wie bisher ...
Gelassenheit ist das eine; manchmal aber ist es besser, einen Ansatz aus Überzeugung zu verwerfen. Das heisst ja nicht, dass man nicht offen sein soll, falls sich experimentelle Befunde ergeben, die den früheren Ansatz nochmals interessant werden lassen.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Ist das empirisch anhand der Datenlage oder hast Du dafür auch physikalische Gründe ?
Ich hatte, als ich damit anfing, mir darüber Gedanken zu machen, sowohl die Radien wie auch die Massen miteineinander verglichen.
Hierzu ist aber zu sagen, dass diese Grössen nicht unabhängig voneinander sind, sondern proportional zur 3.Potenz, wobei der Propotionalitätsfaktor unter der idealisierten Annahme eine homogenen Kugel (4/3)*pi*Dichte beträgt, falls mir jetzt kein banaler Rechenfehler unterlaufen ist.

Ähnlich verhält sich das auch mit Deinen Bahngeschwindigkeiten, die Du in einem anderen Beitrag genannt hast - das hängt ja auch mit der Umlaufbahnlänge, die idealisiert 2*pi* "grosse Halbachse" beträgt, und der Umlaufzeit.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Physikalisch würde ich hierzu anmerken, dass die Paarkörper aus etwa demselben Material entstanden sind, so dass sie etwa dieselbe Dichteverteilung aufweisen und daher ein Zusammenhang zwischen Masse und Radius vorhanden ist.
Das findest Du auch in der ersten Referenz, die ich genannt habe, zumindest für das Jupitersystem.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Die Dichte von Körper (2) ist stets größer als die Dichte von Körper (1), so dass die Massen sich stärker voneinander unterscheiden als die Radien.
Hierzu ist aber auch zu sagen, dass Du die Viererauswahl anders getätigt hast als beispielsweise ich das gemacht hätte. Und würdest Du die zu meiner übergrossen Überraschung von Dir genannte Amalthea beiziehen, dann stimmt es wieder überhaupt nicht.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Das Masseverhältnis von Europa zu Io beträgt 48,0 / 89,3 = 0,54
Das Radienverhältnis von Europa zu Io beträgt 1561 km /1821 km = 0,86
Das Dichteverhältnis von Europa zu Io beträgt 3,01 / 3,56 = 0,8455
ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Das Masseverhältnis von Tethys zu Dione beträgt 0,62 / 1,10 = 0,56
Das Radienverhältnis von Tethys zu Dione beträgt 533 km / 562 km = 0,95
Das Dichteverhältnis von Tethys zu Dione beträgt 0,97 / 1,48 = 0,6554
ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Das Masseverhältnis von Umbriel zu Ariel beträgt 1,17 / 1,35 = 0,867
Das Radienverhältnis von Ariel zu Umbriel beträgt 579 km / 585 km = 0,99
Das Dichteverhältnis zwischen Umbriel und Ariel beträgt 1,39 / 1,66 = 0,837
Ich weiss nicht, was Du in diesen Zahlenreihen für Muster erkennen möchtest, das einzige, was ich sehe, ist, dass die Ergebnisse stets kleiner als 1 sind, so das also Masse und Dichte und Radius von (2) kleiner als von (1) sind.

Aufgrund des Umstandes, dass Masse und Radius verbandelt sind, sind es nur zwei unabhängige Grössen und aufgrund der Entstehungsgeschichte der Jupitermonde ist es naheliegend, dass die Dichten von innen nach aussen abnehmen, wobei man die Amalthea aber unbedingt von der Betrachtung ausschliessen muss.

Somit ist eigentlich nur noch überraschend, dass die Radienverhältnisse jedesmal kleiner als 1 sind. Doch das sind sie aber auch nicht, weil Du "Körper 1" und "Körper 2" ja gerade so definiert hast. Zwar gibt es hier im Saturnsystem schon das erste Problem, aber wenn man Mimas und Enceladus weglässt oder meinetwegen sich auf Monde mit über 1000 km Durchmesser beschränkt und überdies Dione und Tethys einen Platztausch vollziehen lässt, der sich zwanglos mit dem Eindringen vom Titan und ggf. auch der Enceladus "erklären" lässt, so dass einer von innen "zieht" und einer von aussen "zieht" (viele "wenns" ...), dann passt es wieder.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Bei den Körpern (3) und (4) des Außenpaares ergeben sich ähnliche Verhältnisse, die ich aber jetzt nicht noch mal eigens hier hinschreiben möchte. Körper (4) ist jedenfalls stets etwas dichter als Körper (3), so dass auch hier eine größere Übereinstimmung in den Radienverhältnissen zu finden ist als in den Masseverhältnissen.
Auch das folgt wieder aus obigem, wobei es hier tatsächlich besser zum "43"-Teil Deiner 2134-Verteilung passt. Hier ist halt nach wie vor die grosse Bahnneigung vom Iapetus störend, für die sich aber aufgrund seines grossen Abstandes zum Mutterplaneten und aufgrund der Tatsache, dass Iapetus diesbezüglich ein Einzelfall ist, eine Erklärung finden lassen dürfte.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Aus diesen Ableitungen ergeben sich dann die Folgerungen, die ich für die hypothetischen Neptunmonde angestellt hatte - mit dem Resultat, dass Charon exakt in dieses Muster passt.
Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit dass Du ein Mitglied unseres Sonnennsystems findest, das genau die von Dir errechneten Daten aufweist ?

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Warum eigentlich: ist das eine Art Postulat, dass diese 2143-Verteilung für alle Planeten- und Mondsysteme gültig sein soll ?
Es ist eine Folgerung aus den zuvor angestellten Vergleichen bei den drei verfügbaren Satellitensystemen. Ich habe das dann zur Arbeitshypothese gemacht.
Das klappt aber nicht bei den grossen Gasplaneten.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Deine Annahme, dass bei massereicheren Planeten auch die Monde massereicher zu erwarten sind, und zwar – habe ich das richtig gelesen – um denselben Faktor ?
Ja, auch das ist eine Arbeitshypothese, die ich als Schlussfolgerung aus der Datenanalyse aufgestellt hatte.
Hierzu ist zu sagen, dass die vierte Referenz auch in diese Richtung geht.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Ist das Lehrmeinung oder ist das Deine Vermutung ?
Das wird wohl Lehrmeinung sein, denn die Entstehung einer Population von TNOs, die sich in einer 2:3-Resonanz mit Neptun befindet, kann ja erst abgelaufen sein, nachdem sich der Bahntausch mit Uranus ereignet hat und Neptun daraufhin nach außen migriert ist und die betreffenden TNOs dann in die Resonanz gebracht hat. Wie sich das mit den übrigen TNOs sortiert hat, die sich nicht in dieser Resonanz befinden, weiß ich nicht. Dazu sagt mein Modell auch nichts aus.
Da wäre ich mir nun nicht so sicher, kommt hinzu, dass der Bahntausch von Uranus und Neptun keineswegs eine gesicherte Erkenntnis ist. Aber die Plutinos sind ein anderes Thema und wie jetzt da die genauen zeitlichen Abläufe waren müsste man in einer entsprechenden Arbeit nachlesen. Gewiss, in die Resonanz werden sie so nach und nach geraten sein, es sei denn, sie hätten, die Migrationen mitgemacht, aber damit sie in eine solche Resonanz geraten können, mussten sie doch schon halbwegs in der "Nähe" sein, so dass dann ihre Grossen Halbachsen nur noch ein bisschen angepasst zu werden brauchten.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Was ist mit Merkur und Mars ?
Denkbar ist hier, dass Mars und Merkur ursprünglich auch ein Paar waren, aber später getrennte Wege gingen. Der im Verhältnis zum Eisenkern sehr dünne Silikatmantel von Merkur ist möglicherweise das Resultat eines großen Impakts, der einen Teil des Mantels abgetragen hat, so dass der Ur-Merkur in seinen Masse- und Radius-Proportionen möglicherweise in etwa den angenommenen Verhältnissen von 0,95 (Radien) und 0,85 (Massen) verglichen mit Mars beschaffen war.
Klingt jetzt erneut sehr konstruiert, ist aber vermutlich nicht das Kernthema Deiner Hypothese.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Über die Art und Weise der Auftrennung dieses Planetenpaares habe ich mir allerdings noch keine Szenarien ausgedacht. Eine Zeit lang dachte ich, dass Merkur der äußere Zwilling von Mars gewesen ist und später durch Jupiter nach innen abgedrängt wurde. Das Relikt des vermuteten Impakts wäre dann der heutige Asteroidengürtel, aber davon habe ich dann wieder Abstand genommen, weil die Zusammensetzung des Asteroidengürtels nicht dem einer abgesprengten Silikathülle entspricht.
Tatsächlich wird es sehr schwer sein, hier überhaupt noch irgendwelche belastbaren Indizien dafür oder dagegen zu finden.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Ja, aber da die ursprünglichen Planetenorbits näher beieinander gewesen sind als heute, waren die Abstände jenseits des Ur-Uranus (der damals der äußerste Planet gewesen ist)
Vorsicht: das kann, muss aber nicht der Fall gewesen sein.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
möglicherweise nicht ganz so riesig, so dass sich dort noch einiges an Material zu relativ großen Körpern verklumpen konnte. In dieser dem Ur-Uranus am nächsten gelegenen Region vermute ich dann auch die Entstehung der Körper, von denen Titan der letzte erhaltene ist.
Wie wäre es eigentlich, wenn der Titan damals ein Planet war, der Mimas & Co. bis und mit Rhea als Monde hatte und dann mit ihnen ins Saturnsystem eingedrungen ist und eingefangen wurde ? - Ok, man muss dann auch noch einen Grund finden, dass die alle so wunderschön in der Äquatorialebene des Saturn gelandet sind.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Titan ist viel grösser als die Top 3 des Kuipergürtel, wenn man zu ihnen den grossen retrograd umlaufenden Neptunmond Triton dazu zählt.
Ja, aber wenn infolge der Neptunmigration diese größten Brocken auf einen Kollisionskurs abgelenkt worden sind, sind sie nicht mehr auszumachen - es sei denn als Einfangkörper wie bei Titan oder Triton. Falls Pluto der einstige Paarkörper von Triton gewesen ist, hätten wir noch ein greifbares Relikt dieses Vorgangs, während der ehemalige Titan-Zwilling verschwunden ist - eventuell als Theia sogar bis hierher gelangt ist ...
Oder aus dem Sonnensystem herausgeschleudert wurde oder auf einen der Planeten abgestürzt ist ...

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
so ganz von alleine dürfte der Uranus nicht "umgefallen" sein.
Die Frage ist, ob Uranus tatsächlich umgefallen ist. Warum könnte er nicht schon immer so umgekippt gewesen sein? Es könnte z.B. sein, dass sich bereits die Entstehung des Uranus in umgekippten Zustand vollzogen hat - ja, dass die Entstehung von Uranus überhaupt erst in Gang gesetzt wurde, nachdem durch einen lokalen Einfluss auf die protoplanetare Scheibe ein Teilbereich derselben ins Kippen geraten ist. Dann entfällt die Notwendigkeit, sich das Kippen der Mondbahnebene mit zu erklären, da diese ja zeitgleich mit dem bereits gekippten Uranus in dessen Äquatorebene entstanden ist.

Nur so eine Anregung von mir ...
Das freut mich zu lesen, denn ich hatte mir auch schon so etwas überlegt. Zwar nicht ganz so radikal wie Du, dass Du bereits die protoplanetare Scheibe als geneigt voraussetzst, aber doch schon zu einer nicht nur frühen, sondern sehr frühen Protoplaneten-Phase des Uranus. Tatsächlich erscheint mir die Frage nach der Neigung der Rotationsachsen ein sehr wichtiges Thema in diesem Zusammenhang zu sein.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Weiss man eigentlich, warum der Saturn ebenfalls eine recht stark geneigte Rotationsachse hat ?
Ich weiß es nicht, aber wenn ich mir dessen Achsneigung mit den Achsneigungen der anderen Planeten vergleiche (Erde, Mars, Neptun), scheint das der Normalfall zu sein, der sich zu 50 Prozent bei allen Planeten realisiert hat. Bei den anderen Planeten haben wir entweder (so gut wie) gar keine Achsneigung (Jupiter, Merkur, Venus - hier aber retrograd!) oder eine bei 90 Grad (Uranus). Also egal was da passiert ist (bei Saturn spielt vielleicht auch die Gravitation von Jupiter noch eine Rolle, der ja auch die Marsachse zum Taumeln bringen soll), es muss nicht notwendigerweise auf Impakte zurückgehen. Wie auch immer, es ist ein anderes Thema, in das ich mich jetzt nicht vertiefen möchte.
Wie schon gesagt: ich denke sogar, dass es sehr eng mit diesem Thema korreliert ist.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Worauf ich hinaus möchte: dieses Einfangszenario mit den oben beschriebenen Konsequenzen erscheint mir sehr unwahrscheinlich.
Das ist mir bewusst, aber ein besseres habe ich nicht im Angebot. Wenn wir zugestehen, dass Enceladus doch vor Ort entstanden ist und nicht eingefangen worden ist, vereinfacht sich das Szenario etwas, aber das präzise Einschwenken von Titan als massereicher Körper ist für sich genommen bereits ein extrem unwahrscheinliches Szenario, das ein extrem fein aufeinander abgestimmtes Wirken von Kräften in Wechselwirkung mit den betroffenen Monden erfordert, so dass ich mich in der Tat immer wieder aufs neue darüber wundere, dass es offenbar doch geklappt zu haben scheint.

Aber das ist ja das Schöne an der Natur: Man findet immer wieder einen Anlass zum Staunen!
Oder auch nicht: vielleicht ist der Titan dort entstanden, wo wir ihn sehen. Seine sehr schönen Bahndaten einerseits sowie der Umstand, dass sein Abstand vom Mutterplaneten sehr ähnlich wie derjenige der Ganymed ist, sprechen meines Erachtens eine deutliche Sprache.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Das ist bei der Beschäftigung mit den Umständen der Entstehung des Lebens nicht anders: Man kann sich nur wundern, dass es am Ende dann doch irgendwie geklappt hat, obwohl die Ausgangsbedingungen eigentlich nicht so vielversprechend gewesen sind. Und dass dann noch Lebewesen wie wir entstanden sind, die sich qualifiziert darüber Gedanken machen können, worüber wir uns wundern, stellt für sich genommen ein noch größeres Wunder dar.
Hier bin ich mir nicht sicher, möglicherweise waren die von Dir genannten Ausgangsbedingungen vielversprechender als man es mit unseren heutigen Kenntnisstand beurteilt. Wissenschaftlich wäre es ein herausragendes Indiz dazu, wenn es gelingen würde, im eigenen Sonnensystem Lebensformen zu finden, die nicht durch Kontamination von der Erde dorthin gelangt sind und die einen ähnlichen genetischen Code aufweisen.

ATGC hat geschrieben:
4. Aug 2018, 11:38
Vielleicht können wir unsere Diskussion zu meinem Modell so ausklingen lassen und uns fortan darüber Gedanken machen, wie die Entstehung der Monde aus etablierter wissenschaftlicher Sicht erklärt wird. Das ist nämlich auch hochspannend ...
Das überlasse ich Dir. Für mich ist eigentlich der nächste Schritt, etwas über die Neigung der Rotationsachsen der Mutterplaneten in Erfahrung zu bringen.


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 4. Aug 2018, 22:37

Herr5Senf hat geschrieben:
3. Aug 2018, 20:06
aber habt Ihr bedacht, daß fast alle großen Monde gebunden rotieren,
heißt sie sind auf die heutigen Positionen migriert bis die Rotation "aufgehört" hat.
Dieser Drehimpulseffekt mit dem Planeten ist ggf. gering? durch Resonanzen gestört wurden.
Hallo Herr Senf,

so weit sind wir noch nicht, wir stehen noch ganz bei den Grundlagen. Kommt hinzu, dass die Satelliten-Migrationen von den verschiedenen Autoren unterschiedlich behandelt werden.


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ATGC » 5. Aug 2018, 00:24

Hallo Ralf,
Kommt hinzu, dass Du schon damals auf die sehr hohe Qualität und Fachkompetenz Deiner Beiträge zu anderen Themen hingewiesen worden bist.
Nein, das war erst später - also im Dezember 2007 - als ich dazu einen eigenen Thread aufgemacht hatte. Mein "Aufschlagen" war schon Anfang September 2006. Da hatte ich dort noch gar keine Beiträge gepostet, weil das ja mein erster Post überhaupt gewesen ist.
"Jugendsünden" sollte man nicht überbewerten.
Das sehe ich auch so.
Du bewirbst es aber noch defensiv
Das hingegen sehe ich nicht so. Ich bewerbe es überhaupt nicht mehr. Dass ich das hier überhaupt zur Sprache gebracht hatte, lag daran, dass Du in einem Deiner ersten Beiträge in diesem Thread ebenfalls erstaunt darüber warst, dass sich die mittelgroßen Monde im Saturnsystem und die Monde im Uranussystem sehr stark ähneln - sowohl was die Größe betrifft wie auch was die Anordnung betrifft. Und da fiel mir ein, dass ich da vor einigen Jahren schon mal was gepostet und diskutiert hatte. Also dachte ich mir: Warum nicht mal einen anderen Blickwinkel probieren? Mehr war es nicht.
das ist eine sehr beliebte "Ausrede" der sogenannten cranks.
Mag sein, aber warum sollte ich mich noch einmal in eine Sache vertiefen, bei der abzusehen ist, dass da nicht mehr viel herauskommen kann? Da ist mir dann doch das Wetter zu schön und das Wochenende als Freizeit zu wichtig.
Gelassenheit ist das eine; manchmal aber ist es besser, einen Ansatz aus Überzeugung zu verwerfen.
Wozu? Die komplementäre Masseverteilung ist ja Fakt und die reguläre Doppelpaarstruktur ist auch Fakt, so dass ich nach wie vor denke, dass es irgendeinen Prozess gibt, der die Satellitensysteme in diese Struktur bringt - allen späteren Umstrukturierungen zum Trotz.

Auf die Schnelle habe ich hier eine Simulation gefunden, wo in einer protoplanetaren Scheibe ohne Gasriesen ebenfalls am Ende vier große Restkörper entstehen (dabei ein Paar kleinerer Körper innen und ein Paar größerer Körper außen!) und innerhalb des Doppelpaares noch ein kleiner Körper - von der Struktur her also analog zum Uranussystem (und wenn ich mein Modell heranziehe, dann auch im ursprünglichen Saturnsystem vor dem Eindringen von Titan):

https://www.researchgate.net/figure/Evo ... _260887456

Bild

So ganz abwegig scheint meine Arbeitshypothese also nicht zu sein, wobei ich allerdings nicht beanspruchen möchte, dass meine Überlegungen dazu an das Level derjenigen heranreichen, die sich im Rahmen wissenschaftlicher Forschung damit befassen. Warum sollte ich also davon überzeugt sein, dass meine Arbeitshypothese vom Grundsatz her falsch sei? Der Mangel ist, dass ich sie nicht über das Vorhandensein der komplementären Masseverteilung hinaus validieren kann, aber damit kann ich mittlerweile sehr bequem zurechtkommen. Darum also von meiner Seite her Gelassenheit ...
das einzige, was ich sehe, ist, dass die Ergebnisse stets kleiner als 1 sind
Logisch, aber man kann auch sehen, dass die Verhältnisse der Radien näher beieinander liegen als es bei gleicher Dichte, aber unterschiedlicher Masse wäre. Die Frage ist dann, wieso die Dichte von (2) regelmäßig deutlich größer ist als von (1). Bei Io findet sich eine problemlose Erklärung im Wasserverlust durch ständigen Vulkanismus, so dass nur noch Silikatmantel und Eisenkern vorhanden sind. In den beiden anderen Systemen haben wir keinen Vulkanismus, aber dennoch trotz fast identischer Größe einen deutlichen Dichteunterschied. Zumindest auffällig und interessant ...
Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit dass Du ein Mitglied unseres Sonnennsystems findest, das genau die von Dir errechneten Daten aufweist ?
Da ich bereits vor Bekanntwerden der Daten von Charon davon ausgegangen bin, dass es sich um einen der beiden ehemaligen Neptunmonde des inneren Paares handeln sollte, bleiben da nicht viele Auswahlmöglichkeiten. Überrascht war ich dann jedoch, dass es so gut gepasst hat ...
Das klappt aber nicht bei den grossen Gasplaneten.
Stimmt, aber dass liegt dann daran, dass wir bei den Planeten einen Stern als Zentralkörper haben und nicht einen Planeten. Und da ergeben sich dann über den Prozess der Sternentstehung weitere Prozesse, die die Beschaffenheit des massereichen Doppelpaares verändern. Immerhin ist die reguläre Struktur bei Uranus und Neptun als Außenpaar ja noch erkennbar (Masseverhältnis 0,85 ; Radienverhältnis 0,95). Aber das führt hier zu weit, da es hier ja um die Mondsysteme geht.
Vorsicht: das kann, muss aber nicht der Fall gewesen sein.
Na ja, gemäß Nizza-Modell waren die Orbits der vier großen Planeten näher beieinander.
Wie wäre es eigentlich, wenn der Titan damals ein Planet war, der Mimas & Co. bis und mit Rhea als Monde hatte und dann mit ihnen ins Saturnsystem eingedrungen ist und eingefangen wurde ?
Dann müsste man immer noch erklären, wie die komplementäre Masseverteilung unter Berücksichtigung von Iapetus zustande gekommen ist, die wir heute noch feststellen können. Da das Pendant zu den Saturnmonden im Uranussystem vorhanden ist, gehe ich davon aus, dass das Doppelpaar der Saturnmonde schon vorhanden gewesen ist, als Titan in das System eingedrungen ist.
Oder aus dem Sonnensystem herausgeschleudert wurde oder auf einen der Planeten abgestürzt ist ...
Ja, auch das ist denkbar.
Tatsächlich erscheint mir die Frage nach der Neigung der Rotationsachsen ein sehr wichtiges Thema in diesem Zusammenhang zu sein.
Die Frage ist eher, was Monde in der Äquatorebene verbleiben lässt, obwohl sich die Rotationsachse des Planeten verändert. Gibt es also irgendeinen Mechanismus, der dafür sorgt, dass sich Mondsysteme stets in der Äquatorebene stabilisieren, auch wenn der Planet seine ursprüngliche Rotationsachse in eine andere Neigung bringt? Wenn es keinen solchen Mechanismus gibt, dann muss man davon ausgehen, dass die Rotationsachsen über viereinhalb Milliarden Jahre unverändert geblieben sind.
Oder auch nicht: vielleicht ist der Titan dort entstanden, wo wir ihn sehen.
Ja, kann auch sein, aber auch dann ergibt sich die Frage, wieso es im Saturnsystem die beschriebene komplementäre Masseverteilung gibt - also wieso das Doppelpaarmodell hier ebenso wie bei Jupiter oder Uranus zutrifft, obwohl doch Iapetus so weit draußen ist und Titan so mitten drin zwischen den beiden Körpern des Außenpaares, also zwischen Rhea und Iapetus. Und da bleibe ich - trotz aller damit verbundenen sehr unwahrscheinlichen Feinabstimmungen - bei einem eingedrungenen Titan.
Für mich ist eigentlich der nächste Schritt, etwas über die Neigung der Rotationsachsen der Mutterplaneten in Erfahrung zu bringen.
Na schön, dann schauen wir mal, ob wir dazu etwas finden, was uns im Verständnis dieses Prozesses weiterbringt ...

Viele Grüße!

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 5. Aug 2018, 08:03

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
Kommt hinzu, dass Du schon damals auf die sehr hohe Qualität und Fachkompetenz Deiner Beiträge zu anderen Themen hingewiesen worden bist.
Nein, das war erst später - also im Dezember 2007 - als ich dazu einen eigenen Thread aufgemacht hatte. Mein "Aufschlagen" war schon Anfang September 2006. Da hatte ich dort noch gar keine Beiträge gepostet, weil das ja mein erster Post überhaupt gewesen ist.
Hallo ATGC,

ach so, ich war nur Deinem Link gefolgt. Hinterhergegooglet hatte ich Dir nicht.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
Du bewirbst es aber noch defensiv
Das hingegen sehe ich nicht so. Ich bewerbe es überhaupt nicht mehr. Dass ich das hier überhaupt zur Sprache gebracht hatte, lag daran, dass Du in einem Deiner ersten Beiträge in diesem Thread ebenfalls erstaunt darüber warst, dass sich die mittelgroßen Monde im Saturnsystem und die Monde im Uranussystem sehr stark ähneln - sowohl was die Größe betrifft wie auch was die Anordnung betrifft. Und da fiel mir ein, dass ich da vor einigen Jahren schon mal was gepostet und diskutiert hatte. Also dachte ich mir: Warum nicht mal einen anderen Blickwinkel probieren? Mehr war es nicht.
Na gut, das fällt ja auch auf. Und insgesamt wäre es ja auch keine Überraschung, wenn die Entstehung von Satellitensystemen alle irgendwie ähnlich verlaufen, natürlich jede mit der Besonderheit seiner konkreten Mutterplaneten und Umstände wie Abstand von der Sonne, Neigung der Rotationsachse, Rotationsperiode, vorhandenes Material etc.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
Gelassenheit ist das eine; manchmal aber ist es besser, einen Ansatz aus Überzeugung zu verwerfen.
Wozu? Die komplementäre Masseverteilung ist ja Fakt und die reguläre Doppelpaarstruktur ist auch Fakt, so dass ich nach wie vor denke, dass es irgendeinen Prozess gibt, der die Satellitensysteme in diese Struktur bringt - allen späteren Umstrukturierungen zum Trotz.
Das wiederum verstehe ich nicht. Was meinst Du mit "die komplementäre Masseverteilung ist ja Fakt" und "die reguläre Doppelpaarstruktur ist auch Fakt" ? Beziehst Du Dich da auf theoretische Erkenntnisse oder auf die "beobachtungstechnische" Situation in unserem Sonnensystem, in dem es so aussieht, als ob das so sei und wo es abweicht eben "erklärt" werden kann, z.B. durch Positionstausch oder Einfang o.ä. ?

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
Auf die Schnelle habe ich hier eine Simulation gefunden, wo in einer protoplanetaren Scheibe ohne Gasriesen ebenfalls am Ende vier große Restkörper entstehen (dabei ein Paar kleinerer Körper innen und ein Paar größerer Körper außen!) und innerhalb des Doppelpaares noch ein kleiner Körper - von der Struktur her also analog zum Uranussystem (und wenn ich mein Modell heranziehe, dann auch im ursprünglichen Saturnsystem vor dem Eindringen von Titan):

https://www.researchgate.net/figure/Evo ... _260887456

Bild
Das bezieht sich aber auf ein Planetensystem, nicht wahr ? Wie auch immer, das muss ich mir in einer ruhigen Minute mal näher anschauen.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
Der Mangel ist, dass ich sie nicht über das Vorhandensein der komplementären Masseverteilung hinaus validieren kann
Ich finde es einfach wichtig, dass einem das bewusst ist.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
das einzige, was ich sehe, ist, dass die Ergebnisse stets kleiner als 1 sind
Logisch, aber man kann auch sehen, dass die Verhältnisse der Radien näher beieinander liegen als es bei gleicher Dichte, aber unterschiedlicher Masse wäre. Die Frage ist dann, wieso die Dichte von (2) regelmäßig deutlich größer ist als von (1). Bei Io findet sich eine problemlose Erklärung im Wasserverlust durch ständigen Vulkanismus, so dass nur noch Silikatmantel und Eisenkern vorhanden sind. In den beiden anderen Systemen haben wir keinen Vulkanismus, aber dennoch trotz fast identischer Größe einen deutlichen Dichteunterschied. Zumindest auffällig und interessant ...
Ja. Vielleicht spielen hier die Gezeitenkräfte der Mutterplaneten eine grössere Rolle, so dass sie beispielsweise nähere Monde unter geeigneten Umständen "durchwalken" können.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit dass Du ein Mitglied unseres Sonnennsystems findest, das genau die von Dir errechneten Daten aufweist ?
Da ich bereits vor Bekanntwerden der Daten von Charon davon ausgegangen bin, dass es sich um einen der beiden ehemaligen Neptunmonde des inneren Paares handeln sollte, bleiben da nicht viele Auswahlmöglichkeiten. Überrascht war ich dann jedoch, dass es so gut gepasst hat ...
Das verstehe ich nun zeitlich nicht: Charon wurde doch schon 1978 entdeckt. Und die ab ~2000 entdeckten grösseren Kuipergürtel-Planetoiden ziehst Du irgendwie überhaupt nicht in Betracht. Nicht dass ich die in Betracht ziehen würde, aber wenn Du schon solche Migrationsszenarien in Betracht ziehst, dann könnten die auch in Frage kommen.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
Das klappt aber nicht bei den grossen Gasplaneten.
Stimmt, aber dass liegt dann daran, dass wir bei den Planeten einen Stern als Zentralkörper haben und nicht einen Planeten. Und da ergeben sich dann über den Prozess der Sternentstehung weitere Prozesse, die die Beschaffenheit des massereichen Doppelpaares verändern. Immerhin ist die reguläre Struktur bei Uranus und Neptun als Außenpaar ja noch erkennbar (Masseverhältnis 0,85 ; Radienverhältnis 0,95). Aber das führt hier zu weit, da es hier ja um die Mondsysteme geht.
Weiter oben hast Du aber auf eine Arbeit über die Planeten referenziert.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
Vorsicht: das kann, muss aber nicht der Fall gewesen sein.
Na ja, gemäß Nizza-Modell waren die Orbits der vier großen Planeten näher beieinander.
Das schon, aber es ist nicht gesagt, dass Uranus wirklich der äusserste Planet war.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
Wie wäre es eigentlich, wenn der Titan damals ein Planet war, der Mimas & Co. bis und mit Rhea als Monde hatte und dann mit ihnen ins Saturnsystem eingedrungen ist und eingefangen wurde ?
Dann müsste man immer noch erklären, wie die komplementäre Masseverteilung unter Berücksichtigung von Iapetus zustande gekommen ist, die wir heute noch feststellen können. Da das Pendant zu den Saturnmonden im Uranussystem vorhanden ist, gehe ich davon aus, dass das Doppelpaar der Saturnmonde schon vorhanden gewesen ist, als Titan in das System eingedrungen ist.
Dieses Szenario bezog sich nicht auf die komplementäre Masseverteilung, sondern auf Deine Idee des Einfangs vom Titan.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 00:24
Tatsächlich erscheint mir die Frage nach der Neigung der Rotationsachsen ein sehr wichtiges Thema in diesem Zusammenhang zu sein.
Die Frage ist eher, was Monde in der Äquatorebene verbleiben lässt, obwohl sich die Rotationsachse des Planeten verändert. Gibt es also irgendeinen Mechanismus, der dafür sorgt, dass sich Mondsysteme stets in der Äquatorebene stabilisieren, auch wenn der Planet seine ursprüngliche Rotationsachse in eine andere Neigung bringt? Wenn es keinen solchen Mechanismus gibt, dann muss man davon ausgehen, dass die Rotationsachsen über viereinhalb Milliarden Jahre unverändert geblieben sind.
Das sehe ich nicht so: ich vermute eher, dass sich die Monde erst gebildet haben, als der Protoplanet eine gewisse Achsenneigung hatte, und nicht, dass die Monde "nachgezogen" haben. Aber das müsste man sich noch einmal genauer anschauen.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ATGC » 5. Aug 2018, 10:13

Hallo Ralf,
Hinterhergegooglet hatte ich Dir nicht.
Ich hatte meinen Einstiegsbeitrag von damals auch hier verlinkt, aber ist ja auch egal.
Was meinst Du mit "die komplementäre Masseverteilung ist ja Fakt" und "die reguläre Doppelpaarstruktur ist auch Fakt" ?
Das bedeutet, dass man bei den drei Mondsystemen beides noch antreffen kann - wenn auch im Saturnsystem etwas verschoben, aber dennoch relativ unaufwändig rekonstruierbar.
Das bezieht sich aber auf ein Planetensystem, nicht wahr ?
Ja, ist aber dennoch übertragbar, weil es sich hier um die Entwicklung eines Mehrfach-Satellitensystems handelt. Simulationen mit Mondsystemen kenne ich nicht. Vielleicht hätte ich dazu gestern Abend noch etwas länger suchen müssen, um fündig zu werden. Mir ging es bei meiner gestrigen Schnellsuche erst mal darum, eine Abbildung zu finden, wo am Ende so etwas herauskommt. Und die hatte ich unter dem Suchbegriff "simulation protoplanetary disk" in der Bildersuche sehr schnell gefunden. Eine Doppelpaarstruktur ist also offenbar nichts so Exotisches, wie man meinen Ausführungen vielleicht entnehmen mag.
Vielleicht spielen hier die Gezeitenkräfte der Mutterplaneten eine grössere Rolle, so dass sie beispielsweise nähere Monde unter geeigneten Umständen "durchwalken" können.
Das ist möglich, aber bei Jupiter und Uranus sind es jeweils die beiden innersten Monde des Doppelpaars, die die höhere Dichte aufweisen. Bei Saturn hingegen ist es nicht Tethys als innerster sich jetzt dort befindender Mond, sondern Dione als nächstäußerer Mond - auch das ein Indiz, das man im Sinne eines Bahntausches interpretieren kann.
Charon wurde doch schon 1978 entdeckt. Und die ab ~2000 entdeckten grösseren Kuipergürtel-Planetoiden ziehst Du irgendwie überhaupt nicht in Betracht.
Ja, und schon damals - also um das Jahr 2004, als ich damit begonnen hatte, meine Szenarien zu entwerfen - war die ungefähre Größe von Charon bereits bekannt. Und mir war bekannt, wie groß die ehemaligen Neptunmonde gewesen sein müssten, so dass ich - in Anbetracht der vergleichbaren Größe Plutos mit Triton - hier einen Zusammenhang vermutete. Und wie sich später dann gezeigt hat, stimmen die erwarteten Parameter haargenau mit den von New Horizons gemessenen überein. Allerdings leite ich daraus nicht ab, dass das Szenario deswegen bestätigt wäre. Es ist lediglich ein weiteres Indiz. Mit den anderen Zwergplaneten des Kuipergürtels hatte ich mich damals noch nicht genauer beschäftigt und in der Zwischenzeit habe ich dann irgendwann die Lust verloren, hier noch weiter eine Schnitzeljagd zu betreiben.

Diese ganzen Begleitszenarien tangieren die Doppelpaarhypothese nicht wirklich, weil sie ja außerhalb der regulären Strukturmuster abgelaufen sind. Das heißt: Auch wenn sich herausgestellt hätte, dass Charon deutlich von den erwarteten Werten abweicht, würde das keinen Einfluss auf die Hypothese gehabt haben, dass Neptun einst ein mit dem Uranussystem vergleichbares Mondsystem besessen hat. Dann wären die ehemaligen Monde eben weg und in den Weiten des Kuipergürtels zerstreut oder gar ganz aus dem Sonnensystem herausgeschleudert worden. So aber ist noch ein Indiz erhalten geblieben, auch wenn es in seiner Belegkraft von sehr überschaubarem Wert ist.

Ebenso klebe ich nicht an den Szenarien, die die Hypothese beinhalten, dass es sich bei Theia um Titans ehemaligen Zwilling gehandelt habe oder dass Merkur und Mars ein ehemaliges Planetenpaar gewesen sind. Auch die Hypothese, dass es sich bei Enceladus um einen weiteren Einfangkörper handelt, sehe ich nicht als relevant genug ein, um die Doppelpaarhypothese bestätigen oder widerlegen zu können. Das sind Begleitszenarien, die ich mir damals ausgedacht hatte, um möglichst viel an gegenwärtigen Strukturen mit unterzubringen. Da muss man also nicht so viel Gewicht drauf legen.
Weiter oben hast Du aber auf eine Arbeit über die Planeten referenziert.
Ja, um zu zeigen, dass Doppelpaarstrukturen sich offenbar im Rahmen von Simulationen "ganz natürlich" ergeben können, so dass die Annahme nicht ganz verfehlt sein dürfte, dass sich solche Strukturbildungen auch auf der Ebene von Mondsystemen ereignen können und somit sich möglicherweise dann auch im Sonnensystem bei den Gasplaneten ereignet haben, was Gegenstand meines Modells ist.
es ist nicht gesagt, dass Uranus wirklich der äusserste Planet war.
Eine 100-Prozent-Sicherheit wird es da nie geben, aber die beobachteten Masseverhältnisse sind ein Indiz dafür, dass Uranus ursprünglich der äußere der beiden Planeten gewesen ist. Daher gehe ich in meinem Modell davon aus, dass es dann wohl auch so gewesen ist.
Dieses Szenario bezog sich nicht auf die komplementäre Masseverteilung, sondern auf Deine Idee des Einfangs vom Titan.
Ja, aber wenn Du so fragst, musst Du die heute vorhandene komplementäre Masseverteilung mit berücksichtigen. Und dann ergibt sich die Antwort, die ich Dir gegeben hatte. Darüber hinaus müsste man erklären, wie ein Mondsystem, welches sich um Titan befunden hat, sich so strukturiert, dass es sich hinterher in der beobachteten regelmäßigen Abfolge nun um Saturn befindet. Ich denke, das ist himmelsmechanisch erheblich schwieriger hinzubekommen als ein Eindringen von Titan als Einzelkörper in ein bereits bestehendes Mondsystem, welches sich zuvor schon in die regelmäßige Struktur um Saturn herum sortiert hatte.
ich vermute eher, dass sich die Monde erst gebildet haben, als der Protoplanet eine gewisse Achsenneigung hatte, und nicht, dass die Monde "nachgezogen" haben.
Ja, und seitdem müssten dann die Achsneigungen konstant geblieben sein. Es sei denn, es gibt Mechanismen, die ein "Nachziehen" der Monde in die Äquatorebene bewirken.

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ATGC » 5. Aug 2018, 14:36

Damit die, die hier still mitlesen, aber nicht so tief drin stecken, wie es mit den Mondsystemen im Sonnensystem aussieht, wissen, worüber wir hier diskutieren und was wir hier miteinander vergleichen, ist hier eine maßstabsgetreue Übersicht der größeren Monde beigefügt (allerdings nicht mit maßstabsgetreuen Abständen!):

Bild

Quelle

Und hier noch eine Übersicht zu den Saturnmonden:

Bild

Quelle

Die obere Hälfte bildet die Saturnmonde in ihren relativen Größen maßstabsgetreu ab, während in der unteren Hälfte die maßstabsgetreuen Abstände der näheren Monde ab Saturn dargestellt ist.

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von Frank » 5. Aug 2018, 16:00

Weil es gerade so schön passt, möchte ich auch noch auf unsere Hauptseite verweisen.

https://abenteuer-universum.de/planeten/jupmoon.html

Auch hier gibt es jede Menge Material zum anschauen.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 5. Aug 2018, 21:40

Hallo ATGC, hallo Frank,

klasse Darstellungen ! - Herzlichen Dank :)


Freundiche Grüsse, Ralf

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 6. Aug 2018, 12:28

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
Hinterhergegooglet hatte ich Dir nicht.
Ich hatte meinen Einstiegsbeitrag von damals auch hier verlinkt, aber ist ja auch egal.
Hallo ATGC,

das hatte ich übersehen. Ich habe den Link nun gefunden und bin ihm mal kurz gefolgt, allerdings habe ich nicht den Eindruck, dass Du da in typischer crank-Manie aufgeschlagen wärest: Du formulierst eine These und hast sie auch gut begründet. Manches Material auf Iapetus soll übrigens vom Saturnmond Phoebe stammen - kann sein, dass das einige Deiner Fragen klären könnte:

Iapetus and Phoebe as measured by the Cassini UVIS. A. R. Hendrix and C. J. Hansen, Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology)


In diesem Kontext könnte auch noch diese Arbeit von Interesse sein:
The Mimas Paradox revisted plus Crustal Spreading on Enceladus? (William B. McKinnon and Amy C. Barr)


ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
Was meinst Du mit "die komplementäre Masseverteilung ist ja Fakt" und "die reguläre Doppelpaarstruktur ist auch Fakt" ?
Das bedeutet, dass man bei den drei Mondsystemen beides noch antreffen kann - wenn auch im Saturnsystem etwas verschoben, aber dennoch relativ unaufwändig rekonstruierbar.
Ich hatte das zwar vermutet, aber ich finde die Wortwahl sehr missverständlich: ich hätte das als unbedarfter Leser so verstanden, dass das theoretisch erhärtet ist und bereits Publikationen dazu vorhanden sind. Statt dessen ist das eine These und man findet Beobachtungsdaten, die man wenn sie noch ein bisschen "zurechtbiegt" (Mond-Einfang, Platztausch, Bahnen zusammendrücken u.ä.) Anlass zu einer Hypothese geben.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
Das bezieht sich aber auf ein Planetensystem, nicht wahr ?
Ja, ist aber dennoch übertragbar, weil es sich hier um die Entwicklung eines Mehrfach-Satellitensystems handelt. Simulationen mit Mondsystemen kenne ich nicht. Vielleicht hätte ich dazu gestern Abend noch etwas länger suchen müssen, um fündig zu werden. Mir ging es bei meiner gestrigen Schnellsuche erst mal darum, eine Abbildung zu finden, wo am Ende so etwas herauskommt. Und die hatte ich unter dem Suchbegriff "simulation protoplanetary disk" in der Bildersuche sehr schnell gefunden. Eine Doppelpaarstruktur ist also offenbar nichts so Exotisches, wie man meinen Ausführungen vielleicht entnehmen mag.
Es geht mir nicht darum, den Link irgendwie abzuwerten, es geht mir nur darum, ihn dort hinzustellen, wo er hingehört. Und da haben wir die Bildung von 4 Hauptkörpern, aber nicht in der 2143-Anordnung.

Dass das Ergebnis mit 4 Hauptkörpern in unserem Kontext bedeutsam ist steht ja ausser Zweifel und ich habe ja auch geschrieben, dass ich mir diese Arbeit noch näher anschauen möchte.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
Vielleicht spielen hier die Gezeitenkräfte der Mutterplaneten eine grössere Rolle, so dass sie beispielsweise nähere Monde unter geeigneten Umständen "durchwalken" können.
Das ist möglich, aber bei Jupiter und Uranus sind es jeweils die beiden innersten Monde des Doppelpaars, die die höhere Dichte aufweisen. Bei Saturn hingegen ist es nicht Tethys als innerster sich jetzt dort befindender Mond, sondern Dione als nächstäußerer Mond - auch das ein Indiz, das man im Sinne eines Bahntausches interpretieren kann.
Du greifst hier massiv vor; zunächst einmal muss man verstehen, in welchem Abstand ein Planet einen Mond "durchwalken" kann. Das dürfte von der Masse des Mutterplaneten, der Masse und Beschaffenheit (Viskosität ?) des Mondes sowie seinem Abstand vom Mutterplaneten abhängig sein.

In der von mir erstgenannten Referenz sind zum Thema der Beschaffenheit der vier Galileischen Monde Überlegungen geschrieben; da findet man auch, dass es eine Grenze für die Eisplaneten gibt, die irgendwo zwischen Europa und Ganymed liegt, sowie eine Grenze betreffend der Ausdifferenzierung von Monden gibt, die sich in der Nähe von Callisto befindet.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
Charon wurde doch schon 1978 entdeckt. Und die ab ~2000 entdeckten grösseren Kuipergürtel-Planetoiden ziehst Du irgendwie überhaupt nicht in Betracht.
Ja, und schon damals - also um das Jahr 2004, als ich damit begonnen hatte, meine Szenarien zu entwerfen - war die ungefähre Größe von Charon bereits bekannt. Und mir war bekannt, wie groß die ehemaligen Neptunmonde gewesen sein müssten, so dass ich - in Anbetracht der vergleichbaren Größe Plutos mit Triton - hier einen Zusammenhang vermutete. Und wie sich später dann gezeigt hat, stimmen die erwarteten Parameter haargenau mit den von New Horizons gemessenen überein. Allerdings leite ich daraus nicht ab, dass das Szenario deswegen bestätigt wäre. Es ist lediglich ein weiteres Indiz. Mit den anderen Zwergplaneten des Kuipergürtels hatte ich mich damals noch nicht genauer beschäftigt und in der Zwischenzeit habe ich dann irgendwann die Lust verloren, hier noch weiter eine Schnitzeljagd zu betreiben.
Schnitzeljagd ?? - Es sind nur sieben KBO, die in Frage kommen; einer in Plutogrösse, derer drei der Grösse der Monde Rhea, Iapetus, Titania und Oberon sowie derer 3 in der Grösse von Dione, Tethys, Ariel, Umbriel und Charon. Das sollte doch Motivation genug sein, sich mit denen zu beschäftigen.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
Diese ganzen Begleitszenarien tangieren die Doppelpaarhypothese nicht wirklich, weil sie ja außerhalb der regulären Strukturmuster abgelaufen sind. Das heißt: Auch wenn sich herausgestellt hätte, dass Charon deutlich von den erwarteten Werten abweicht, würde das keinen Einfluss auf die Hypothese gehabt haben, dass Neptun einst ein mit dem Uranussystem vergleichbares Mondsystem besessen hat. Dann wären die ehemaligen Monde eben weg und in den Weiten des Kuipergürtels zerstreut oder gar ganz aus dem Sonnensystem herausgeschleudert worden. So aber ist noch ein Indiz erhalten geblieben, auch wenn es in seiner Belegkraft von sehr überschaubarem Wert ist.
Zweifelsohne, andererseits kann das auch Anlass für Fragestellungen geben.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
Ebenso klebe ich nicht an den Szenarien, die die Hypothese beinhalten, dass es sich bei Theia um Titans ehemaligen Zwilling gehandelt habe oder dass Merkur und Mars ein ehemaliges Planetenpaar gewesen sind. Auch die Hypothese, dass es sich bei Enceladus um einen weiteren Einfangkörper handelt, sehe ich nicht als relevant genug ein, um die Doppelpaarhypothese bestätigen oder widerlegen zu können. Das sind Begleitszenarien, die ich mir damals ausgedacht hatte, um möglichst viel an gegenwärtigen Strukturen mit unterzubringen. Da muss man also nicht so viel Gewicht drauf legen.
In der crank-Szene wirst Du mit solchen Ideen aber Begeisterung auslösen können. Und in der erweiterten crank-Szene auch …

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
Weiter oben hast Du aber auf eine Arbeit über die Planeten referenziert.
Ja, um zu zeigen, dass Doppelpaarstrukturen sich offenbar im Rahmen von Simulationen "ganz natürlich" ergeben können, so dass die Annahme nicht ganz verfehlt sein dürfte, dass sich solche Strukturbildungen auch auf der Ebene von Mondsystemen ereignen können und somit sich möglicherweise dann auch im Sonnensystem bei den Gasplaneten ereignet haben, was Gegenstand meines Modells ist.
Wie schon gesagt: anschauen sollte man sich die Arbeit auf jeden Fall.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
es ist nicht gesagt, dass Uranus wirklich der äusserste Planet war.
Eine 100-Prozent-Sicherheit wird es da nie geben, aber die beobachteten Masseverhältnisse sind ein Indiz dafür, dass Uranus ursprünglich der äußere der beiden Planeten gewesen ist. Daher gehe ich in meinem Modell davon aus, dass es dann wohl auch so gewesen ist.
Wenn ich mich recht entsinne haben die Simulationen ergeben, dass Uranus mit einer 50% Wahrscheinlichkeit dort entstanden ist, wo man es vermutet, und mit einer 50% Wahrscheinlichkeit der äusserste Gasplanet war. Solche Simulationen haben ja auch mit einer 10%-Wahrscheinlichkeit ergeben, dass es anfangs 5 Gasplaneten gab.

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
Dieses Szenario bezog sich nicht auf die komplementäre Masseverteilung, sondern auf Deine Idee des Einfangs vom Titan.
Ja, aber wenn Du so fragst, musst Du die heute vorhandene komplementäre Masseverteilung mit berücksichtigen. Und dann ergibt sich die Antwort, die ich Dir gegeben hatte. Darüber hinaus müsste man erklären, wie ein Mondsystem, welches sich um Titan befunden hat, sich so strukturiert, dass es sich hinterher in der beobachteten regelmäßigen Abfolge nun um Saturn befindet. Ich denke, das ist himmelsmechanisch erheblich schwieriger hinzubekommen als ein Eindringen von Titan als Einzelkörper in ein bereits bestehendes Mondsystem, welches sich zuvor schon in die regelmäßige Struktur um Saturn herum sortiert hatte.
Im Zusammenhang mit dem Titan-Einfang könnten für Dich die Simulationen der Zentauren im Sonnensystem interessant sein, da diese aufgrund der nahen Begegnungen mit den 4 grossen Planeten nur astronomisch kurze Zeiten, d.h. mehrere hunderttausend Jahre bis allenfalls 20 Millionen Jahre in diesem Bereich verbleiben. Da gibt es allerlei Szenarien, was mit denen passiert, aber dass einer von denen als Mond eingefangen wird ist da meiner Erinnerung nach nicht dabei. Möglicherweise wurde das aber auch nicht in Betracht gezogen; das müsste man sich näher anschauen. Da Monde ja eingefangen wurden und mit Triton auch ein Einfang in der "Nähe" des Mutterplaneten bekannt ist und mit Phoebe und Nereide auch zwei grössere Monde in nicht "allzu grosser" Planetenentfernung eingefangen wurden, gibt es also durchaus solche Einfangszenarien, möglicherweise aber in längeren Zeitrahmen als nur 20 Millionen Jahre wie bei den "Zentauren-Migrationen".

ATGC hat geschrieben:
5. Aug 2018, 10:13
ich vermute eher, dass sich die Monde erst gebildet haben, als der Protoplanet eine gewisse Achsenneigung hatte, und nicht, dass die Monde "nachgezogen" haben.
Ja, und seitdem müssten dann die Achsneigungen konstant geblieben sein. Es sei denn, es gibt Mechanismen, die ein "Nachziehen" der Monde in die Äquatorebene bewirken.
Was für Deine Theorie wesentlich wäre, denn dann könnte Titan auch ungünstiger eingefangen worden sein und seine Bahndaten dann schön geworden sein. Allerdings stellt sich dann die Frage, warum Triton zwar eine sehr schöne Exzentrizität hat, seine übrigen Bahndaten aber nicht so "schön" sind.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ATGC » 6. Aug 2018, 14:39

Hallo Ralf,

da hier in Sachsen-Anhalt die Ferien zu Ende gehen und ich mich auf das neue Schuljahr vorbereiten muss, werde ich künftig nicht mehr so viel Zeit haben, detailliert zu antworten - eventuell an den Wochenenden, aber in der Woche eher selten. Heute geht es aber noch, denn der Unterricht beginnt erst am Donnerstag.
Manches Material auf Iapetus soll übrigens vom Saturnmond Phoebe stammen
Ja, ich habe am Wochenende beim Stöbern auch einen Artikel gelesen, dass ein weiterer Ring um Saturn entdeckt worden ist, der sich aus Partikeln zusammensetzt, die von Phoebe stammen und bis zur Iapetus-Bahn reicht.
In diesem Kontext könnte auch noch diese Arbeit von Interesse sein
Ja, und da ich gerade in der Wikipedia stöbere, stoße ich in diesem Zusammenhang noch auf diese Stelle:

Die Monde, die sich so passgenau mit Iapetus zu einem Doppelpaar fügen sowie mit Mimas und Enceladus noch weitere bemerkenswert passende Vertreter haben, die sich über eine verschachtelte 2:1-Resonanz mit dem Doppelpaar in einem physischen Zusammenhang befinden, sind erst innerhalb der letzten 100 Millionen Jahre entstanden, nachdem Titan entstanden war - falls das stimmen sollte, würden sich viele Probleme der Feinabstimmungen, die mit dem Einfangszenario in Verbindung stehen, einfach in Nichts auflösen ...

Leider ist der beigefügten Referenz kein Link zur Facharbeit zu entnehmen. Aber ich bin bei arXiv fündig geworden. Eine vom Schriftbild her leichter zu lesende Version dieses Artikels ist hier zu finden. In der Zusammenfassung findet sich dieser bemerkenswerte Abschnitt, der auf eine rapide Neueinpegelung der Orbits und Resonanzen der Monde innerhalb der Titanbahn verweist:
There are two possible interpretations: either tidal evolution of Saturn's moons has been very slow, or Saturn's midsized moons are significantly younger than the solar system. While both interpretations are consistent with the lack of the past Tethys–Dione resonance, we favor the idea that the moons are young, possibly as young as 100 Myr.

Young moons would be consistent with the astrometric analysis of Lainey et al. (2012, 2015), equilibrium tidal heating of Enceladus (Porco et al. 2006; Meyer & Wisdom 2007; Howett et al. 2011), and the evolved state of the Titan–Hyperion resonance (Greenberg 1973a; Ćuk et al. 2013). Therefore, we propose that Tethys, Dione, and Rhea all formed in one large event about 100 Myr ago.

The Trojan moons of Tethys and Dione that share their inclinations must have formed even more recently, after their passage through the secular resonance. Mimas, Enceladus, and the rings could have formed at the same epoch as Tethys, Dione, and Rhea, or could be younger yet.
Merkwürdig bliebe dann immer noch das Vorhandensein der komplementären Masseverteilung sowie die beinahe identische Größe der angeblich neu entstandenen Monde mit denen, die sich in analoger Anordnung im Uranussystem befinden. Und eben die Positionierung des die komplementäre masseverteilung des massereichen Doppelpaares komplettierenden Iapetus weit außerhalb der Titan-Umlaufbahn ...

Als Lösung bieten die Autoren diesen Vorschlag an:
Using order-of-magnitude arguments, we conclude that the disk that gave rise to the present midsized moons can only be short-lived and must be a product of disruption of a previous generation of midsized moons.

We explored different configurations of Saturn's past satellite system in order to find a likely source of such an instability. The most likely trigger for a global instability is the evection (semisecular) resonance between the largest past moon (assumed to be Rhea sized) and the Sun, located just interior to the present orbit of Rhea.

If most of the current icy moons' mass was concentrated in two moons on converging orbits (somewhat similar to Dione and Rhea), with the outer one evolving into the evection resonance, we find that a large-scale instability and mutual collisions are a common outcome.

We also propose disk-driven migration of small moons (at the edge of the resulting disk) into orbital resonances with Titan as a plausible source of Titan's eccentricity.
Kurz: Das ursprüngliche Mondsystem hat sich selbst zerstört und neu wieder zusammengesetzt - nachdem Titan dagewesen ist!

In den Referenzen dieses Artikels findet sich dann noch dieser Artikel von Hamilton, den ich allerdings nicht als Volltext aufstöbern konnte. Das Abstract beschreibt, dass eine Kollision von zwei Titangroßen Körpern die große Lücke zwischen Rhea und Iapetus erklären könnte:
A massive collision between two proto-Titans would naturally excite Titan's eccentricity while simultaneously accounting for the very large regions of empty space both inside and outside Titan's current orbit.
Eine Referenz, auf die sich Hamilton bezieht, ist die Arbeit von Asphaug und Reufer von 2012, die man hier nachlesen kann. Dort wird in der Zusammenfassung ab Seite 42 ein anderes Szenario entworfen. Ausgangspunkt ist hier eine Situation ähnlich im heutigen Jupitersystem mit vier massereichen Monden, die jedoch instabil wurde und sich über Kollisionen auflöste. Titan ist hier der letzte Mond, der aus dieser chaotischen Phase hervorging.

So weit erst mal ein Überblick über einige auf die Schnelle recherchierte Sachverhalte, die mit den Verhältnissen im Saturnsystem zusammenhängen, um von meiner Seite auch mal etwas mit mehr Substanz in die aktuelle Diskussion einzubringen, statt nur über die Implikationen meiner Doppelpaar-Hypothese zu spekulieren ...
Das sollte doch Motivation genug sein, sich mit denen zu beschäftigen.
Inzwischen nicht mehr. Damals vielleicht noch, aber jetzt nicht mehr. Falls da wirklich der eine oder andere ehemalige Neptunmond dahinterstecken sollte, müsste man das vor Ort durch genauere Messungen der Parameter nachprüfen. Der Kandidat Charon war ja bis zum Vorbeiflug von New Horizon auch ziemlich wackelig - und genau genommen ist ja damit immer noch nicht erwiesen, dass es sich tatsächlich um einen ehemaligen Neptunmond handelt. Von daher ist das nun mal nicht besonders ergiebig. Der hypothetische Titan-Einfang ist da schon etwas anderes, da ja hier immer noch im Raum steht, warum Iapetus mit seinen Parametern so gut in die Parameter der übrigen drei Saturnmonde hineinpasst.
andererseits kann das auch Anlass für Fragestellungen geben.
Aber wenn man auf diesen Fragestellungen mangels Prüfbarkeit sitzen bleibt, hat man zwar einen Anlass, sich diese Fragestellungen zu notieren, kommt aber hinsichtlich des Findens einer Antwort inhaltlich trotzdem nicht weiter. Und die Szenarien, die man sich dann ausdenkt, werden schnell beliebig, wie man ja anhand meiner Narrative leicht feststellen kann.
In der crank-Szene wirst Du mit solchen Ideen aber Begeisterung auslösen können. Und in der erweiterten crank-Szene auch …
Das kann ich mir lebhaft vorstellen, aber auf diese Art von Ruhm habe ich keinerlei Ambitionen ... :D
Was für Deine Theorie wesentlich wäre, denn dann könnte Titan auch ungünstiger eingefangen worden sein und seine Bahndaten dann schön geworden sein.
Ja, oder aber die oben zitierten Autoren haben recht, wenn sie von einer nachträglichen Neuformation schreiben, die sich erst nach dem Vorhandensein des Titans eingestellt hat. Oder eine Mischung aus beidem. Oder etwas ganz anderes. Wer weiß ...
warum Triton zwar eine sehr schöne Exzentrizität hat, seine übrigen Bahndaten aber nicht so "schön" sind.
Vielleicht hat Neptun ja nicht genügend Masse, um Triton "auf Linie" zu bringen ...

Viele Grüße!

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 7. Aug 2018, 00:24

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
Manches Material auf Iapetus soll übrigens vom Saturnmond Phoebe stammen
Ja, ich habe am Wochenende beim Stöbern auch einen Artikel gelesen, dass ein weiterer Ring um Saturn entdeckt worden ist, der sich aus Partikeln zusammensetzt, die von Phoebe stammen und bis zur Iapetus-Bahn reicht.
Hallo ATGC,

ja, das habe ich auch gesehen.

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
In diesem Kontext könnte auch noch diese Arbeit von Interesse sein
Ja, und da ich gerade in der Wikipedia stöbere, stoße ich in diesem Zusammenhang noch auf diese Stelle:

Die Monde, die sich so passgenau mit Iapetus zu einem Doppelpaar fügen sowie mit Mimas und Enceladus noch weitere bemerkenswert passende Vertreter haben, die sich über eine verschachtelte 2:1-Resonanz mit dem Doppelpaar in einem physischen Zusammenhang befinden, sind erst innerhalb der letzten 100 Millionen Jahre entstanden, nachdem Titan entstanden war - falls das stimmen sollte, würden sich viele Probleme der Feinabstimmungen, die mit dem Einfangszenario in Verbindung stehen, einfach in Nichts auflösen ...
Kannst Du mir hier einmal helfen ? Ich kann diese Stelle in der Wikipedia nicht finden, da steht nur:
In 2016, a study of how the orbits of Saturn's moons should have changed due to tidal effects suggested that all of Saturn's satellites inward of Titan, including Enceladus (whose geologic activity was used to derive the strength of tidal effects on Saturn's satellites), may have formed as little as 100 million years ago.

Machen wir weiter:
ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
Leider ist der beigefügten Referenz kein Link zur Facharbeit zu entnehmen. Aber ich bin bei arXiv fündig geworden. Eine vom Schriftbild her leichter zu lesende Version dieses Artikels ist hier zu finden. In der Zusammenfassung findet sich dieser bemerkenswerte Abschnitt, der auf eine rapide Neueinpegelung der Orbits und Resonanzen der Monde innerhalb der Titanbahn verweist:
There are two possible interpretations: either tidal evolution of Saturn's moons has been very slow, or Saturn's midsized moons are significantly younger than the solar system. While both interpretations are consistent with the lack of the past Tethys–Dione resonance, we favor the idea that the moons are young, possibly as young as 100 Myr.

Young moons would be consistent with the astrometric analysis of Lainey et al. (2012, 2015), equilibrium tidal heating of Enceladus (Porco et al. 2006; Meyer & Wisdom 2007; Howett et al. 2011), and the evolved state of the Titan–Hyperion resonance (Greenberg 1973a; Ćuk et al. 2013). Therefore, we propose that Tethys, Dione, and Rhea all formed in one large event about 100 Myr ago.

The Trojan moons of Tethys and Dione that share their inclinations must have formed even more recently, after their passage through the secular resonance. Mimas, Enceladus, and the rings could have formed at the same epoch as Tethys, Dione, and Rhea, or could be younger yet.
Ja, ich muss mir diese Arbeiten wirklich mal anschauen. Sie sind allerdings ziemlich umfangreich und auch ich bin beruflich angespannt.

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
Merkwürdig bliebe dann immer noch das Vorhandensein der komplementären Masseverteilung sowie die beinahe identische Größe der angeblich neu entstandenen Monde mit denen, die sich in analoger Anordnung im Uranussystem befinden. Und eben die Positionierung des die komplementäre masseverteilung des massereichen Doppelpaares komplettierenden Iapetus weit außerhalb der Titan-Umlaufbahn ...
Zu Iapetus habe ich diese Arbeit gefunden:

Exitation of the Orbital Inclination of Iapetus during Planetary Encounters (David Nesvorny , David Vokrouhlicky, Rogerio Deienno, Kevin J. Walsh)


ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
Als Lösung bieten die Autoren diesen Vorschlag an:
Using order-of-magnitude arguments, we conclude that the disk that gave rise to the present midsized moons can only be short-lived and must be a product of disruption of a previous generation of midsized moons.

We explored different configurations of Saturn's past satellite system in order to find a likely source of such an instability. The most likely trigger for a global instability is the evection (semisecular) resonance between the largest past moon (assumed to be Rhea sized) and the Sun, located just interior to the present orbit of Rhea.

If most of the current icy moons' mass was concentrated in two moons on converging orbits (somewhat similar to Dione and Rhea), with the outer one evolving into the evection resonance, we find that a large-scale instability and mutual collisions are a common outcome.

We also propose disk-driven migration of small moons (at the edge of the resulting disk) into orbital resonances with Titan as a plausible source of Titan's eccentricity.
Kurz: Das ursprüngliche Mondsystem hat sich selbst zerstört und neu wieder zusammengesetzt - nachdem Titan dagewesen ist!
Ja, dieses junge Mondsystem vom Saturn scheint derzeit der Renner zu sein ...

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
In den Referenzen dieses Artikels findet sich dann noch dieser Artikel von Hamilton, den ich allerdings nicht als Volltext aufstöbern konnte. Das Abstract beschreibt, dass eine Kollision von zwei Titangroßen Körpern die große Lücke zwischen Rhea und Iapetus erklären könnte:
A massive collision between two proto-Titans would naturally excite Titan's eccentricity while simultaneously accounting for the very large regions of empty space both inside and outside Titan's current orbit.
Äusserst originell: vermutlich kann man mit so einem hypothetischen netten Crash zweier so grosser Körper so ziemlich alles erklären.

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
Eine Referenz, auf die sich Hamilton bezieht, ist die Arbeit von Asphaug und Reufer von 2012, die man hier nachlesen kann. Dort wird in der Zusammenfassung ab Seite 42 ein anderes Szenario entworfen. Ausgangspunkt ist hier eine Situation ähnlich im heutigen Jupitersystem mit vier massereichen Monden, die jedoch instabil wurde und sich über Kollisionen auflöste. Titan ist hier der letzte Mond, der aus dieser chaotischen Phase hervorging.
Ja, einen solchen Ansatz habe ich auch irgendwo gesehen.

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
So weit erst mal ein Überblick über einige auf die Schnelle recherchierte Sachverhalte, die mit den Verhältnissen im Saturnsystem zusammenhängen, um von meiner Seite auch mal etwas mit mehr Substanz in die aktuelle Diskussion einzubringen, statt nur über die Implikationen meiner Doppelpaar-Hypothese zu spekulieren ...
Herzlichen Dank für Deine Mühe; das liest sich allerdings nicht in 5 Minuten ;)

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
Das sollte doch Motivation genug sein, sich mit denen zu beschäftigen.
Inzwischen nicht mehr. Damals vielleicht noch, aber jetzt nicht mehr. Falls da wirklich der eine oder andere ehemalige Neptunmond dahinterstecken sollte, müsste man das vor Ort durch genauere Messungen der Parameter nachprüfen. Der Kandidat Charon war ja bis zum Vorbeiflug von New Horizon auch ziemlich wackelig - und genau genommen ist ja damit immer noch nicht erwiesen, dass es sich tatsächlich um einen ehemaligen Neptunmond handelt. Von daher ist das nun mal nicht besonders ergiebig. Der hypothetische Titan-Einfang ist da schon etwas anderes, da ja hier immer noch im Raum steht, warum Iapetus mit seinen Parametern so gut in die Parameter der übrigen drei Saturnmonde hineinpasst.
Wie gesagt, in oben genannter Arbeit über Iapetus steht etwas darüber, dass Iapetus eigentlich ja ein regulärer Mond ist und wie man seine Bahnneigung erklären könnte.

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
andererseits kann das auch Anlass für Fragestellungen geben.
Aber wenn man auf diesen Fragestellungen mangels Prüfbarkeit sitzen bleibt, hat man zwar einen Anlass, sich diese Fragestellungen zu notieren, kommt aber hinsichtlich des Findens einer Antwort inhaltlich trotzdem nicht weiter. Und die Szenarien, die man sich dann ausdenkt, werden schnell beliebig, wie man ja anhand meiner Narrative leicht feststellen kann.
Das kann zwar passieren, aber alleine die Arbeiten, die Du herausgesucht hast, zeigen ja, dass sich da einige Forscher sehr interessante Gedanken zu dieser Thematik gemacht haben, die auch kommunizerbar waren.

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
Was für Deine Theorie wesentlich wäre, denn dann könnte Titan auch ungünstiger eingefangen worden sein und seine Bahndaten dann schön geworden sein.
Ja, oder aber die oben zitierten Autoren haben recht, wenn sie von einer nachträglichen Neuformation schreiben, die sich erst nach dem Vorhandensein des Titans eingestellt hat. Oder eine Mischung aus beidem. Oder etwas ganz anderes. Wer weiß ...
Ich denke, die Ansatz, wie sich Bahndaten zu schönen Bahndaten entwickeln können, ist schon wichtig. Nicht wegen des Titan-Einfanges, von dem ich nach wie vor wenig überzeugt bin, sondern einfach, um einige der Randbedingungen besser verstehen zu können.

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
warum Triton zwar eine sehr schöne Exzentrizität hat, seine übrigen Bahndaten aber nicht so "schön" sind.
Vielleicht hat Neptun ja nicht genügend Masse, um Triton "auf Linie" zu bringen ...
Bei einem retrograd umlaufenden Mond bin ich da gnadenlos, auch wenn er eine grössere Masse als Pluto oder Eris hat.


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 7. Aug 2018, 10:06

ATGC hat geschrieben:
6. Aug 2018, 14:39
In den Referenzen dieses Artikels findet sich dann noch dieser Artikel von Hamilton, den ich allerdings nicht als Volltext aufstöbern konnte. Das Abstract beschreibt, dass eine Kollision von zwei Titangroßen Körpern die große Lücke zwischen Rhea und Iapetus erklären könnte:
Hallo ATGC,

leider habe ich den Artikel auch nicht kaufen können, aber ich habe seine Homepage gefunden: Doug Hamilton's Home Page
Auf dieser Homepage bietet er auch einen Simulator an und zahlreiche seiner Publikationen einschliesslich reprints sind dort aufgelistet.

Dabei fällt mir auf dass die von Dir genannte Arbeit in seiner Publikationsliste nicht genannt ist.


In diesem Zusammenhang empfehlenswert erscheint mir die Arbeit " Neptune's Capture of Triton by Binary-Planet Gravitational Encounter. (Agnor, C.B. and D.P. Hamilton)" aus dem Jahre 2006.


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ATGC » 7. Aug 2018, 14:58

Hallo Ralf,
In diesem Zusammenhang empfehlenswert erscheint mir die Arbeit " Neptune's Capture of Triton by Binary-Planet Gravitational Encounter. (Agnor, C.B. and D.P. Hamilton)" aus dem Jahre 2006.
Ich kann mich dunkel daran erinnern, diesen Artikel damals bereits gelesen zu haben. Die Grafik in der Figur 1 kommt mir sehr bekannt vor. Wenn ich es richtig verstanden habe, kommt man auch hier nicht ohne größere Kollisionen aus, um Triton abzubremsen, damit er sich nachträglich dann in den kreisförmigen Orbit reinspurt.

Viele Grüße!

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 7. Aug 2018, 15:45

ATGC hat geschrieben:
7. Aug 2018, 14:58
In diesem Zusammenhang empfehlenswert erscheint mir die Arbeit " Neptune's Capture of Triton by Binary-Planet Gravitational Encounter. (Agnor, C.B. and D.P. Hamilton)" aus dem Jahre 2006.
Ich kann mich dunkel daran erinnern, diesen Artikel damals bereits gelesen zu haben. Die Grafik in der Figur 1 kommt mir sehr bekannt vor. Wenn ich es richtig verstanden habe, kommt man auch hier nicht ohne größere Kollisionen aus, um Triton abzubremsen, damit er sich nachträglich dann in den kreisförmigen Orbit reinspurt.
Hallo ATGC,

ich wollte Dir diesen Artikel gerade nochmals wärmstens empfehlen, weil da auch der prograde Fall, der bei einem Titan-Einfang der Fall wäre, angesprochen wird. Ich habe den Artikel auf dem Weg von der Stadt zurück ins Büro im Tram gelesen und obgleich ich schon spät dran war zu allem Überfluss deswegen meine Haltestelle verpasst ...


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 7. Aug 2018, 16:17


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ATGC » 7. Aug 2018, 17:06

Hallo Ralf,
ich wollte Dir diesen Artikel gerade nochmals wärmstens empfehlen, weil da auch der prograde Fall, der bei einem Titan-Einfang der Fall wäre, angesprochen wird.
Der Artikel ist in seiner Länge ja recht überschaubar. Hier wird also ein Zwei-Körper-Mechanismus angenommen, wobei ein Körper etwa 10 Prozent der Masse von Triton hat. Übertragen wir das auf Titan, müsste sich an der Stelle, wo das Einfädeln in den heutigen Orbit erfolgte, ebenfalls ein abbremsender Impakt ähnlichen Ausmaßes ereignet haben. Da mit ca. 10 Prozent Masse operiert wurde, ergäbe sich ein Impaktor, der etwa siebenfach massereicher gewesen ist als Rhea bzw. Iapetus. Dieser Impaktor wäre zerstört worden (mit eventuell Hyperion als Überrest herausgeschlagenen Materials?). Titan hätte sich dann auf vergleichbare Weise in seinen heute fast kreisförmigen Orbit hereingespurt - und dabei Iapetus nach außen weggedrückt? - das wäre damit noch offen. Ebenso wäre offen, woher der hypothetische Impaktor gekommen ist.
Aaaarrrghhhhh
Na ja, und da wir gerade bei großen Impakten sind - die allfällig entstehenden Moonlets regnen dann auf die übrigen Monde herab und verursachen die heute noch vorhandenen Einschlagsbecken (und auf Iapetus gleich mehrere!) ...

Problem gelöst, wie es scheint ... :D

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 8. Aug 2018, 12:10

ATGC hat geschrieben:
7. Aug 2018, 17:06
Hier wird also ein Zwei-Körper-Mechanismus angenommen,
Hallo ATGC,

um Missverständnisse zu vermeiden: es sind drei Körper involviert, nämlich ein Planet sowie ein nahe am Planeten passierenden Doppelsystem, von dem ein Partner eingefangen und der andere weggeschleudert wird.

ATGC hat geschrieben:
7. Aug 2018, 17:06
wobei ein Körper etwa 10 Prozent der Masse von Triton hat.
Das ist aber keine Annahme, sondern eine Bedingung:
Also, the striking satellite must be large enough to capture, but not so large ð* 0:01mTÞ as to catastrophically disrupt, Triton
aus: Neptune’s capture of its moon Triton in a binary–planet gravitational encounter (Craig B. Agnor & Douglas P. Hamilton)


ATGC hat geschrieben:
7. Aug 2018, 17:06
Übertragen wir das auf Titan (...). Dieser Impaktor wäre zerstört worden (mit eventuell Hyperion als Überrest herausgeschlagenen Materials?).
Dieses Szenario mit Hyperion als Überrest habe ich in einer Deiner Referenzen gesehen, und zwar im Abstract der nicht käuflich erwerbbaren Arbeit A Late Major Merger at Saturn: Consequences for Titan and Iapetus (Hamilton, Douglas P.):
A massive collision between two proto-Titans would naturally excite Titan's eccentricity while simultaneously accounting for the very large regions of empty space both inside and outside Titan's current orbit. Such a collision is sufficiently energetic to release gases into Titan's atmosphere. Hyperion would be the last of the remaining clump of ejecta from the hypothetical collision, preserved from reaccretion by its 4:3 orbital resonance with Titan.
Na ja, ist ja auch nicht wirklich überraschend ...


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ATGC » 8. Aug 2018, 12:48

Hallo Ralf,
es sind drei Körper involviert
Ja klar, den Planeten selber habe ich hier nicht mitgezählt. Also drei - und damit ein klassisches Drei-Körper-Problem ...
Das ist aber keine Annahme, sondern eine Bedingung:
zumal es sich mit 0,1 einfacher rechnet als mit z.B. 0,135 - wie groß das Masseintervall für den Impaktor ist, konnte ich dem Artikel nicht entnehmen. 10 Prozent scheint aber gerade zufällig ganz gut zu passen, so dass man damit weitergerechnet hat. Warum auch nicht ...
Dieses Szenario mit Hyperion als Überrest
Ja, das hatte ich auch von dort entnommen, ohne es eigens in meiner Antwort noch einmal zu referenzieren. Das Fragezeichen ist ja dennoch sehr beredt ... :D
Na ja, ist ja auch nicht wirklich überraschend ...
Ja, und wenn man in den Fachartikeln schon mit solchen Überraschungs-Events aufwartet, die dann irgendwann nicht mehr überraschend sind, sondern gewöhnlich, dann lohnt sich aus meiner Sicht auch nicht mehr die Beschäftigung mit solchen Szenarien, um das Zustandekommen der heutigen Beschaffenheit der Mondsysteme zu verstehen.

Inzwischen habe ich einen anderen Interessenschwerpunkt gefunden, der mir mehr Freude und mehr Einsichten in die notwendigen Voraussetzungen und Dynamiken bringt als dieser hier. Darum halte ich mich ab jetzt etwas mehr zurück und lese mal mit, ob es hier noch andere User gibt, die sich in dieses Thema aus ihrer Sicht vertiefen möchten. Meinen Anteil habe ich geleistet, um in die Thematik reinzukommen. Jetzt dürfen gern mal andere ran ... ;)

Viele Grüße!

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 8. Aug 2018, 13:11

ATGC hat geschrieben:
8. Aug 2018, 12:48
Na ja, ist ja auch nicht wirklich überraschend ...
Ja, und wenn man in den Fachartikeln schon mit solchen Überraschungs-Events aufwartet, die dann irgendwann nicht mehr überraschend sind, sondern gewöhnlich, dann lohnt sich aus meiner Sicht auch nicht mehr die Beschäftigung mit solchen Szenarien, um das Zustandekommen der heutigen Beschaffenheit der Mondsysteme zu verstehen.
Hallo ATGC,

na ja, die Sache ist die, dass es mit Hyperion halt auch nur diesen einen, ohnehin unförmig gestalteten Kandidaten gibt. So gesehen kommt man da schon mit dem Rateverfahren ziemlich weit ...

ATGC hat geschrieben:
8. Aug 2018, 12:48
Inzwischen habe ich einen anderen Interessenschwerpunkt gefunden, der mir mehr Freude und mehr Einsichten in die notwendigen Voraussetzungen und Dynamiken bringt als dieser hier. Darum halte ich mich ab jetzt etwas mehr zurück und lese mal mit, ob es hier noch andere User gibt, die sich in dieses Thema aus ihrer Sicht vertiefen möchten. Meinen Anteil habe ich geleistet, um in die Thematik reinzukommen. Jetzt dürfen gern mal andere ran ... ;)
Ich will noch etwas bei dem Thema bleiben, vor allem auch, um die Neigungen der Rotationsachsen besser zu verstehen. Bei den Monden erscheint es mir ja so zu sein, dass keine Idee absurd genug ist, um nicht in irgendeiner Referenz unterzukommen, also eine typische "nichts genaueres weiss man nicht"-Situation.

Möglicherweise bringt die Betrachtung der nächst-kleineren Gruppe planetennaher Monde, die ja auch ganz schöne Umlaufbahnen haben, noch weitere Erkenntnisse. - Wobei man aber dann auch aufpassen muss, dass man da nicht an grössere Ringpartikel und an Schäferhund-Monde gerät, deren Herkunft ja zunächst einmal nicht so viel mit der regulären Mondenstehung zu tun haben dürfte, sondern eher mit der Ringentstehung.


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 13. Aug 2018, 13:37

Hallo ATGC,

ich hatte nun einmal Zeit, mir die viertgenannte Arbeit A common mass scaling for satellite systems of gaseous planets von Robin M. Canup und William R. Ward aus dem Jahre 2006 näher anzuschauen. Gemäss dieser Arbeit sind die maximalen Satellitenmassen im Verhältnis zur Mutterplaneten-Masse sowie die Summe der Masse aller Satelliten im Verhältnis zur Mutterplaneten-Masse für das Jupiter- das Saturn- und das Uranussystem in etwa konstant.

Sehr high-level beschrieben gibt es 2 Prozesse: einen Prozess, der die Satelliten bildet, sowie einen Prozess, bei dem die Satelliten ab einer "kritischen Masse" nach innen migrieren und verloren gehen, d.h. mit ihrem Mutterplaneten kollidieren. Da während der Migration der Satelliten nach innen sich wieder neue Satelliten bilden, bleibt die Satellitengesamtmasse in etwa gleich, so dass eine "steady state"-Situation vorliegt.

Erst wenn die zirkumplanetare Scheibe ausgedünnt ist, kommt dieser Prozess zum Erliegen und die Satelliten, wie wir sie heute vorfinden, sind gebildet.


Die Autoren haben das ganze simuliert und dabei festgestellt, dass allerlei Schlusssysteme verbleiben, der Median der Zahl der grossen Satelliten liegt dabei bei 7. Aufgrund von Unzulänglichkeiten der Modellierung, insbesondere der kurzen Laufzeit, bei der also spätere Kollisionen nicht mehr berücksichtigt werden, ist der wahre Median aber kleiner. Zudem wurde die Bildung kleiner Satelliten nicht gut modelliert, weil die künstlich hinzugefügten Störkörper, um Kollisionen zu simulieren, grösser sind als physikalisch zu erwarten ist. Die Autoren haben diese Fehler abgeschätzt und gelangen zu einem Simulations-Median von vier, ein Ergebnis, das man im Jupitersystem und im Uranussystem vorfindet.

In nicht wenigen Fällen liefern diese Simulationen aber auch nur einen grossen verbleibenden Satelliten, so wie man das im Saturnsystem vorfindet; in diesem Falle können sich innerhalb seiner Umlaufbahn noch einige kleinere Satelliten aus kälterem Material bilden, wie man das beim Saturn vorfindet. Wenn die Bildung der Monde genügend langsam geschieht können Eismonde entstehen und die im Jupitersystem liegt die "Eis-Stabilitätsgrenze" zwischen Europa und Ganymed. Beim Saturnsystem ist sie nach innen verschoben, weil die letzten 10% eines Satellitensystems langsam genug gebildet werden, so dass dort sämtliche grössere Satelliten Eismonde sind.

Die Bahnneigung vom Saturn ist ebenfalls erklärbar und eine Folge langsamer Änderungen der Rotationsachse, bei der das zirkumplanetare Material quasi mitkommt, also in der Äquatorialebene des Planeten verbleibt, jedoch ist das für die 98° Neigung der Uranusachse, die aufgrund einer grösseren Kollision zustandekam, nicht erklärbar. Allerdings gibt es neuere Arbeiten (dieses "neu" bezieht sich auf das Jahr 2006), die ebenfalls eine langsame Änderung der Rotationsachse des Uranus bis zu ihrem heutigen Wert erhalten.


Bemerkenswert ist der Umstand, dass der eingefangene Neptunmond Triton ebenfalls die maximale Satellitenmasse im Verhältnis zur Mutterplaneten-Masse aufweist, dies trotz seiner retrograden Umlaufbahn. Hier vermuten die Autoren, dass auch der Neptun ein solchen reguläres Satellitensystem wie die drei anderen Gasplaneten hatten, denn da Triton retrograd umläuft wäre er bei einer grösseren regulären Satellitenmasse zerstört worden.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 30. Aug 2018, 14:28

Hallo zusammen,

ich habe in der Zwischenzeit betreffend der Monde unseres Sonnensystems mal die Tabellen der englischen Wikipedia übernommen und so umformattiert, dass ich nun alle bekannten Monde unseres Sonnensystems verspeichert habe, und zwar solche von den grossen Planeten sowie von den grossen Kuipergürtel-Planetoiden mit über 1000 km Durchmesser, also was eigentlich “Zwergplaneten“ sein sollten. Von letzteren kennt man mit Ausnahme der Sedna von jedem mindestens einen Mond, von der Haumea derer zwei und vom Pluto sogar derer fünf.

Vorsicht noch an dieser Stelle mit den Massen – da werden pro Planet verschiedene Einheiten verwendet, so dass ich hier die Zehnerpotenz der verwendeten Einheit in einer eigenen Spalte abgespeichert habe. Bei einigen Planeten wird erst die Bahnneigung und dann die Bahnexzentrizität gelistet, bei anderen ist es umgekehrt, auch darauf muss man achten. Und damit ich besser sortieren kann habe ich auch noch eine zweite Spalte zur Grossen Halbachse geführt, denn zum Sortieren muss mal alle Sonderzeichen wie "ungefähr" und "plus/minus" entfernen; zudem habe ich den zweitinnersten Jupitermond Adrastea korrigiert, da befand sich in der Grossen Halbachse ein "space", also ein Leerschlag, der die Sortierung ebenfalls durcheinander gebracht hat. Dieses Issue habe ich auch auf der Wikipedia korrigiert, da war ein falsches Format hineingerutscht, das ich nun analog zu den anderen Jupitermonden angepasst habe.

Ich habe noch keine planetenspezifischen Eigenschaften wie die Masse des Mutterplaneten und seinen Radius in die Daten einfliessen lassen, d.h. ich begnüge mich momentan noch mit den absoluten Werten. Allerdings müssen wir bereits jetzt die sogenannte Roche-Grenze berücksichtigen, da die innersten Monde der Gasplaneten zum Teil nur 40% weiter entfernt ihren Mutterplaneten umkreisen als dessen Roche-Grenze ist; das ist wichtig bei der Betrachtung der innersten Monde der Gas-Planeten, weil ein Jupitermond nicht so nahe an seinen Mutterplaneten herankommen kann wie ein Neptunmond, weil er dann die Roche-Grenze unterschreiten und von den Gezeitenkräften zerrissen würde.

Was stellen wir dennoch jetzt schon fest ?

1. viel engere Umlaufbahnen der Monde der Kuipergürtel-Planetoiden/-Zwergplaneten und übrigens auch der beiden Marsmonde
Zum einen fällt auf, dass die Umlaufbahnen der Monde der Kuipergürtel-Planetoiden/-Zwergplaneten und übrigens auch der beiden Marsmonde deutlich näher liegen, d.h. deutlich kleinere grosse Halbachsen aufweisen, als die Umlaufbahnen der Monde der grossen Gasplaneten und der Erde.

Natürlich muss man hier wegen der Roche-Grenze aufpassen. Zudem fällt auf, dass nur die Pluto-Monde und die beiden Mars-Monde schöne Umlaufbahnen haben, also mit Monden in der Äquatorialebene und geringer Exzentrizität.

Dabei fällt auch auf, dass bezüglich der Grossen Halbachsen weder der Erdmond noch der retrograd umlaufende Neptunmond Triton irgendwie eine Ausnahmestellung in der Liste einnehmen.


2. ähnlich aufgebaute Mondsysteme der grossen Gasplaneten
Die grossen Gasplaneten haben sogenannte reguläre Monde; das sind die Monde, von denen ich bisher vorwiegend geschrieben habe.

Des weiteren haben die grossen Gasplaneten auch zahlreiche weitere, zum Teil viel weiter entfernte kleinere irreguläre Monde. Ihre Umlaufbahnen reichen mit zwei Ausnahmen bis zu fast 30 Millionen Kilometer hinaus, das ist 1/6 AU.

Und die beiden Ausnahmen sind beide zwei Neptunmonde, die sogar doppelt so weit hinausreichen und damit so weit vom Neptun entfernt sind wie der Merkur von der Sonne entfernt ist. Hierzu habe ich auch eine interessante Arbeit gefunden: A Survey for "Normal" Irregular Satellites Around Neptune: Limits to Completeness (Scott S. Sheppard, David C. Jewitt, Jan Kleyna)

Allerdings dürfte es durchaus plausibel sein, dass sich an der "Grenze" zum Kuipergürtel eher mal Körper zu Monden einfangen lassen, die auch weit entfernt sind.

Die dritte Gruppe Monde sind Monde, die zwischen dem ~1.4fachen der Roche-Grenze und den regulären Monden ihren Mutterplaneten umlaufen. Auch diese haben schöne Umlaufbahnen, wandern also in der Äquatorialebene ihrer Mutterplaneten und haben eine geringe Umlaufbahn-Exzentrizität.

Zudem findet man noch einige solche Kleinmonde zwischen den beiden inneren grösseren Saturnmonden Mimas und Enceladus, was den Verdacht nahelegen könnte, dass Mimas und Enceladus in Wirklichkeit auch solche “Kleinmonde“ und keineswegs reguläre Monde sind, oder vielleicht umgekehrt, dass man alle diese inneren Kleinmonde zu den regulären Monden zählen sollte.

Und dann haben zwei Saturnmonde bekanntlich noch “Lagrange-Monde“, also solche, die 60° voraus oder 60° hinterherlaufen.


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 17. Dez 2018, 09:31

Hallo zusammen,

zu diesem Thema habe ich einen Artikel in der Neuen Zürcher Zeitung gefunden:

Wie Uranus und Neptun zu ihren Monden gekommen sein könnten (Christian Speicher)


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ATGC » 18. Jan 2019, 17:18

Mal wieder etwas aktuelles zum Thema:

https://arxiv.org/abs/1811.06574
This means that Neptune could have a Uranian-like moon-system originally that was wiped away by the capture of Triton. Furthermore, the current moons of Uranus can be reproduced by our model without the need for planet-planet impact to create a debris disk for the moons to grow. These results highlight that even ice giants -- that among the most common mass-category of exoplanets -- can also form satellites, opening a way to a potentially much larger population of exomoons than previously thought.
In dieser Arbeit wird noch auf diese Arbeit verwiesen, die sich auf den Tritoneinfang in Relation zum vorher vorhandenen regulären Satellitensystem Neptuns bezieht:

https://arxiv.org/pdf/1711.01581.pdf

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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ralfkannenberg » 18. Jan 2019, 22:06

ATGC hat geschrieben:
18. Jan 2019, 17:18
Mal wieder etwas aktuelles zum Thema:
Hallo ATGC,

besten Dank, ich habe die beiden ausgedruckt ! - Ich bin immer sehr froh um solche Referenzen.

Allerdings habe ich das Thema für das Jugendforum erst einmal hinten angestellt, da ich vorgängig einen Monatsbeitrag über die Jupitermonde und am Rande für Fernrohr-Besitzer auch die einem normalen Fernrohr zugänglichen Saturnmonde erstellen möchte, und das erst, wenn sich der Jupiter wieder am Abendhimmel zeigt. Die ganze Theorie dazu kann dann zu einem späteren Zeitpunkt folgen.

Da letztes Jahr gleich zwei neue Mitglieder unseres Sonnensystems entdeckt wurden, deren Perihele zu den Top 10 unseres Sonnensystems gehören, werde ich zuerst hierzu einen Monatsbeitrag erstellen, d.h. das hat für mich aktuell etwas höhere Priorität. Kommt hinzu, dass ich eine Publikation gefunden habe, die auch die Umlaufbahnen der detached extremen KBO "klassisch" erklären kann, d.h. ohne zusätzlichen Planeten, und man sogar die Hoffnung hegt, mit verbesserten Simulationen damit auch die Umlaufbahnen der Sednoiden erklären zu können.


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Re: Entstehung von Monden im Sonnensystem

Beitrag von ATGC » 19. Jan 2019, 15:36

Hallo Ralf,
Allerdings habe ich das Thema für das Jugendforum erst einmal hinten angestellt ...
Was für ein "Jugendforum" meinst Du? :wn:

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