Sternengeschichten   /     Sternengeschichten Folge 569: Galaktische Gezeiten

Description

Ebbe und Flut kennen wir von den Meeren der Erde. Aber auch innerhalb der Milchstra├če gibt es Gezeiten und die k├Ânnen gro├čen Einfluss haben. Welchen genau, erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterst├╝tzen m├Âchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Subtitle
Ebbe und Flut aus Sternen
Duration
563
Publishing date
2023-10-20 05:00
Link
https://sternengeschichten.podigee.io/569-sternengeschichten-folge-569-galaktische-gezeiten
Contributors
  Florian Freistetter
author  
Enclosures
https://audio.podigee-cdn.net/1248952-m-5b563e1b494e0178a1c2ddc7f23df1b5.mp3?source=feed-scienceblogs
audio/mpeg

Shownotes

Ebbe und Flut aus Sternen

Sternengeschichten Folge 569: Galaktische Gezeiten

Wenn man von Gezeiten spricht, denkt man zuerst an den Mond. Kein Wunder, denn die Gezeiten, die wir hier auf der Erde erleben sind ja auch h├Âchst beeindruckend. Ebbe und Flut an den K├╝sten der Meere haben im Laufe der Geschichte gro├čen Einfluss auf unsere Kultur gehabt, auf den Handel, die Schifffahrt, und so weiter. Und diese Gezeiten werden vom Mond verursacht.

Oder besser gesagt: Sie werden auch vom Mond verursacht. F├╝r ein Drittel der Gezeitenwirkung die wir beobachten, ist die Sonne verantwortlich. Denn die Gezeiten sind nichts, was speziell mit dem Mond zu tun hat. Gezeitenkr├Ąfte sind ein viel umfassenderes Ph├Ąnomen. Gezeiten sind eine spezielle Auswirkung der Gravitationskraft. Jeder K├Ârper mit Masse ├╝bt eine Gravitationskraft auf jeden anderen K├Ârper mit Masse aus und zwar umso st├Ąrker, je gr├Â├čer die beteiligten Massen sind und je geringer der Abstand zwischen ihnen ist. Bei den Gezeiten kommt es aber nicht auf die St├Ąrke der Gravitationskraft an, sondern auf den Unterschied zwischen Gravitationskr├Ąften.

Das bedeutet, dass es um einen Gradient in der Gravitationskraft geht und DAS bedeutet, dass die Gezeiten etwas sind, was entsteht, wenn an unterschiedlichen Orten unterschiedlich starke Gravitationskr├Ąfte wirken. Ich habe in Folge 161 der Sternengeschichten schon sehr ausf├╝hrlich erkl├Ąrt, wie die Gezeiten auf der Erde verursacht werden und wir haben festgestellt, dass das im Detail eine ziemlich knifflige Angelegenheit ist. Aber die Grundlage des Ph├Ąnomens besteht darin, dass unterschiedliche Orte der Erdoberfl├Ąche unterschiedlich weit vom Mond entfernt sind. Und weil die St├Ąrke der Gravitationskraft eben auch vom Abstand abh├Ąngt, ist auch die Gravitationskraft, die der Mond auf diese unterschiedlichen Orte aus├╝bt, unterschiedlich stark - selbst wenn es nur um ein paar tausend Kilometer Unterschied im Abstand zum Mond geht. Diese Unterschiede sind nat├╝rlich trotzdem gering, aber sie k├Ânnen sich in den Ozeanen der Erde so auswirken und verst├Ąrken, dass am Ende Ebbe und Flut entstehen.

Dass der Mond f├╝r den Gro├čteil der Gezeitenwirkung verantwortlich ist, liegt nur daran, dass er der Erde so nahe ist. Die Sonne ist deutlich weiter entfernt, hat aber auch eine viel gr├Â├čere Masse. Insgesamt reich das aus, dass auch sie noch eine relevante Gezeitenkraft aus├╝ben kann, weil eben auch unterschiedliche Orte der Erde unterschiedlich weit von der Sonne entfernt sind. Sie sind auch unterschiedlich weit von der Venus weg, dem Mars, und so weiter. Aber abseits von Sonne und Mond sind alle anderen Himmelsk├Ârper des Sonnensystems entweder zu klein, zu weit entfernt oder beides, so dass die von ihnen ausge├╝bte Gezeitenkraft vernachl├Ąssigbar gering ist.

Aber wir m├╝ssen im Sonnensystem ja nicht halt machen. Wie gesagt: Gezeiten sind ein ganz allgemeines Ph├Ąnomen. Womit wir jetzt bei den galaktischen Gezeiten sind. Wenn wir eine Galaxie wie unsere Milchstra├če in ihrer Gesamtheit betrachten, dann ├╝bt sie nat├╝rlich ebenfalls eine Gravitationskraft aus. All die Sterne, die Gaswolken, die dunkle Materie und der Rest aus dem sie besteht hat Masse und mit dieser Masse erzeugt sie eine Gravitationskraft mit der sie zum Beispiel andere Galaxien in ihrer Umgebung beeinflusst. Die Masse in der Galaxis ist aber nicht gleichm├Ą├čig verteilt. Im Zentralbereich der Milchstra├če sind die Sterne dicht gedr├Ąngt; dort finden sich auch sehr viel mehr Sterne als weiter au├čen und auch das supermassereiche schwarze Loch sitzt dort. Im Gegensatz zu den d├╝nn besiedelten ├Ąu├čeren Regionen der Milchstra├če ├╝bt die Zentralregion also eine starke Gravitationskraft aus.

Unser Sonnensystem liegt ungef├Ąhr 25.000 Lichtjahre von dieser Zentralregion entfernt. Wenn wir jetzt also eine Linie durch die Sonne zum Zentrum der Milchstra├če ziehen, dann wird die Gravitationskraft entlang dieser Linie in Richtung Zentrum immer st├Ąrker und in die andere Richtung immer schw├Ącher. Stellen wir uns vor, dass die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne gerade an dem Punkt angelangt ist, der dem galaktischen Zentrum am n├Ąchsten ist. Dann wird sie eine st├Ąrkere Gravitationskraft sp├╝ren als wenn sie sich auf dem genau gegen├╝berliegenden Punkt befindet. Sie ist also Gezeitenkr├Ąften ausgesetzt, die vom Zentrum der Galaxis ausge├╝bt werden. Hat das irgendwelche Auswirkungen und wenn ja, welche?

Nun: Der Abstand zwischen Erde und Sonne betr├Ągt 150 Millionen Kilometer. Der Abstand zwischen zwei einander gegen├╝berliegenden Punkten ihrer Bahn betr├Ągt das doppelte, also 300 Millionen Kilometer. Das ist nichts im Vergleich zu den 25.000 Lichtjahren Abstand zum galaktischen Zentrum. Das ist 800 Millionen mal weiter entfernt! Die Gravitationskraft der nahen Sonne ist der absolut dominierende Einfluss auf die Erde; ob sie 300 Millionen Kilometer n├Ąher oder weiter weg vom galaktischen Zentrum ist, spielt f├╝r sie absolut keine Rolle. Die galaktischen Gezeiten sind f├╝r die Erde irrelevant.

Aber das bedeutet nicht, dass man diese galaktischen Gezeiten komplett ignorieren k├Ânnte. Bleiben wir noch ein wenig im Sonnensystem. Die Erde ist der Sonne relativ nahe, aber es gibt auch Himmelsk├Ârper, die weiter entfernt sind. Die Asteroiden im Kuiperg├╝rtel hinter der Neptunbahn zum Beispiel. Oder die noch weiter entfernten Objekte in der Oortschen Wolke. Da kann der Abstand zur Sonne bis zu einem Lichtjahr betragen und das ist eine ganz andere Situation. In diesen fernen Regionen ist die Gravitationskraft der Sonne so schwach, dass die Kometen und Asteroiden der ├Ąu├čeren Oortschen Wolke ebenfalls nur extrem schwach an die Sonne gebunden sind. Sie bewegen sich nahe der Grenze, an der es ├╝berhaupt keine Bindung mehr gibt und der gravitative Einfluss der anderen Sterne in der Nachbarschaft ├╝berwiegt. Das ist das Konzept der Hill-Sph├Ąre das ich in Folge 257 der Sternengeschichten schon ausf├╝hrlich erkl├Ąrt habe. Die Hill-Sph├Ąre um einen K├Ârper herum ist der Bereich, in dem seine eigene Gravitation dominiert. Der Mond befindet sich zum Beispiel in der Hill-Sph├Ąre der Erde; w├Ąre er weiter weg, w├╝rde er sich unabh├Ąngig von uns um die Sonne bewegen und nicht noch zus├Ątzlich um die Erde kreisen.

Und die Objekte in der Oortschen-Wolke sind eben gerade noch so innerhalb der Hill-Sph├Ąre der Sonne. Das bedeutet, dass schon geringste St├Ârungen reichen k├Ânnen, um sie der Sonne zu entrei├čen. Und die galaktischen Gezeiten k├Ânnen genau so eine geringe St├Ârung sein. Wie genau der Einfluss der galaktischen Gezeiten auf die Oortsche Wolke des Sonnensystem ist, wissen wir allerdings nicht. Wir k├Ânnen das in Computersimulationen untersuchen und wissen daher, dass es m├Âglich ist. Wir gehen davon aus, dass die St├Ârungen durch die galaktischen Gezeiten einer der Prozesse ist, durch den es dort drau├čen immer wieder mal unruhig wird und wodurch dann zum Beispiel auch Kometen ins innere Sonnensystem abgelenkt werden. Aber beobachten k├Ânnen wir das nat├╝rlich nicht; daf├╝r ist die Oortsche Wolke viel zu weit entfernt.

Wir wissen aber, dass die galaktischen Gezeiten auch anderswo Einfluss haben. Es gibt zum Beispiel Doppelsterne, wo die beiden Sterne sehr weit voneinander entfernt sind; bis zu 10.000 mal weiter entfernt als die Erde von der Sonne. Galaktische Gezeiten k├Ânnen dazu f├╝hren, dass diese Systeme instabil werden. Und es gibt auch Planeten, die andere Sterne in enorm gro├čer Entfernung umkreisen. Auch hier k├Ânnen die galaktischen Gezeiten daf├╝r sorgen, dass solche Planetensysteme instabil werden.

Auch auf noch gr├Â├čerer Ebene zeigt sich der Einfluss: Wenn sich zwei Galaxien nahe kommen, dann sorgen die Gezeitenkr├Ąfte, die sie aufeinander aus├╝ben, f├╝r enorme Verformungen. Galaxien k├Ânnen so ihre Spiralarme verlieren; interstellare Gaswolken k├Ânnen so durcheinander gewirbelt werden, das auf einen Schlag jede Menge neue Sterne entstehen, und so weiter.

Und vielleicht sind die galaktischen Gezeiten am Ende sogar f├╝r das Leben auf der Erde verantwortlich. Gut, das ist ein wenig weit hergeholt. Aber wir wissen, dass die chemischen Bausteine aus denen sich das Leben auf der Erde entwickelt hat, vermutlich durch die Einschl├Ąge von Asteroiden und Kometen gekommen sind. Einschlagen tun diese Objekte auch ohne galaktische Gezeiten - aber es gibt auch die Panspermie-Hypothese, von der ich in Folge 123 erz├Ąhlt habe: Die Bausteine oder vielleicht sogar primitive Mikroorganismen selbst k├Ânnten anderswo im Weltall entstanden und mit Asteroiden und Kometen von Stern zu Stern gereist sein. Das ist, wie gesagt, eher unwahrscheinlich aber es ist nicht unm├Âglich. Und ein Mechanismus, der daf├╝r sorgen kann, dass ein Stern Kometen und Asteroiden verliert, so dass sie sich auf den Weg zu anderen Sternen machen k├Ânnen, sind die galaktischen Gezeiten. Vielleicht verdanken wir unsere Existenz also einer gro├čen kosmischen Abfolge von Ebbe und Flut.