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Astronomie|Physik

Chaos im Sonnensystem

Selbst relativ kleine Fremdkörper in unserem Sonnensystem wie etwa Kometen könnten die Bahnkurven der Gasriesen Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun auf lange Sicht hin beeinflussen. Dies ist das Ergebnis von Computersimulationen eines Forschers der Universität von Kalifornien in Irvine. Ob die Bewegungen allerdings wirklich chaotisch sind, lässt sich aufgrund von Unsicherheiten in der Bestimmung der Planetenbahnen derzeit noch nicht felsenfest behaupten.

Dass die Dynamik der kleineren Planeten des Sonnensystems vom Chaos bestimmt ist, wissen Astronomen schon seit vielen Jahren. Demnach können selbst kleine Störungen des Gravitationsfelds, etwa durch vorbeifliegende Kometen ausgelöst, prinzipiell die Bahnkurven dieser Planeten über einen Zeitraum von vielen Millionen Jahren hinweg stark verändern. Wayne Hayes aus Irvine hat nun untersucht, ob dies auch für die viel größeren Gasplaneten der Fall ist.

Dazu berechnete der Forscher die Bahnkurven dieser vier Planeten bis zu einem Zeitpunkt von etwa einer Milliarde Jahre in der Zukunft. Zur Vereinfachung der nur numerisch lösbaren Gleichungen wurden dabei die Sonne sowie die inneren Planeten bis zum Mars in einem einzigen Himmelskörper zusammengefasst.

Der Studie nach kann chaotisches Vorhalten schon innerhalb von zwei Millionen Jahren einsetzen. Dies hängt allerdings stark von den Anfangsbedingungen ab ? also der genauen Beschreibung der derzeitigen Umlaufbahnen der Planeten. Hayes zu Folge ist die derzeit erreichte Genauigkeit von etwa einem Teil in zehn Millionen immer noch zu gering, um chaotisches Verhalten zu bestätigen.

Eine nur winzigste Veränderung der Anfangsbedingungen unterhalb der derzeit erreichbaren Genauigkeit in der Bestimmung der Planetenbahnen war ausreichend, um das Chaos vollständig verschwinden zu lassen. Hayes hofft daher, dass seine Studie Astronomen zu genaueren Untersuchungen der Positionen der Gasriesen am Firmament veranlassen wird.

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Wayne B. Hayes (University of California, Irvine): Nature Physics (Advance Online Publication) Stefan Maier
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