Wo endet das Sonnensystem?

Dies ist eine Frage, die ich in der Vergangenheit oft gehört habe, und eine schnelle Suche auf der Website besagt, dass sie hier nicht gestellt wurde. Ich dachte, ich könnte sie genauso gut stellen (und beantworten). Ich weiß, dass es selten vorkommt, dass jemand seine eigene Frage stellt und beantwortet, aber ich denke, dass dies hier funktionieren könnte, und ich begrüße Beiträge (einschließlich anderer Antworten) von jedem und jeder hier.

Die Sonne ist ungefähr 4 Lichtjahre vom nächsten Sternensystem, dem Alpha-Centauri-System, entfernt. Die Planeten in unserem Sonnensystem sind jedoch nicht einmal so weit von der Sonne entfernt. Wo endet unser Sonnensystem? Gilt die Kante als Umlaufbahn von Neptun, Kuipergürtel, Oortenwolke oder etwas anderem?

Hinweis: Diese Frage zu Physics SE ist ähnlich, die hier gestellten Antworten gehen jedoch in unterschiedliche Richtungen.

Laut der Webseite der Case Western Reserve University The Edge of the Solar System (2006) ist dies eine wichtige Überlegung

Das gesamte Konzept einer "Kante" ist in Bezug auf das Sonnensystem etwas ungenau, da es keine physische Grenze gibt - es gibt keine Mauer, an der ein Schild mit der Aufschrift "Sonnensystem endet hier" vorbeiführt. Es gibt jedoch bestimmte Regionen des Weltraums, in denen wir uns außerhalb unseres Sonnensystems befinden, und eine Region, über die die Sonne keinen Einfluss mehr ausüben kann.

Der letzte Teil dieser Definition scheint eine brauchbare Definition des Randes des Sonnensystems zu sein. Speziell,

gültige Grenzregion für die "Kante" des Sonnensystems ist die Heliopause. Dies ist die Region des Weltraums, in der der Sonnenwind auf den anderer Sterne trifft. Es handelt sich um eine schwankende Grenze, die auf ca. 120 AU (17,6 Milliarden Meilen) geschätzt wird. Beachten Sie, dass sich dies in der Oort Cloud befindet.

Obwohl der obige Artikel etwas veraltet ist, war die Vorstellung von der Heliopause für Wissenschaftler immer noch von Interesse, insbesondere wie weit sie entfernt ist - daher das Interesse an den fortlaufenden Voyager-Missionen , die auf der Website angegeben sind, dass sie 3 Phasen haben :

• Kündigungsschock

Der Durchgang durch den Terminierungsschock beendete die Terminierungsschockphase und begann die Heliosheath-Explorationsphase. Voyager 1 überquerte den Kündigungsschock bei 94 AU im Dezember 2004 und Voyager 2 bei 84 AU im August 2007.

(AU = Astronomische Einheit = mittlere Entfernung Erde-Sonne = 150.000.000 km)

• Heliosheath

Das Raumschiff wurde in der Heliosheath-Umgebung betrieben, die immer noch vom Magnetfeld der Sonne und den im Sonnenwind enthaltenen Partikeln dominiert wird.

Ab September 2013 befand sich Voyager 1 in einer Entfernung von 18,7 Milliarden Kilometern von der Sonne und Voyager 2 in einer Entfernung von 15,3 Milliarden Kilometern von der Sonne.

Ein sehr wichtiger Punkt auf der Voyager-Seite ist, dass

Die Dicke der Heliohülle ist ungewiss und kann Dutzende AU betragen , was mehrere Jahre in Anspruch nimmt, um sie zu durchqueren.

• Interstellarer Raum, als den die NASA-Voyager-Seite definiert hat

Der Durchgang durch die Heliopause beginnt die interstellare Erkundungsphase, wobei das Raumschiff in einer von interstellaren Winden dominierten Umgebung operiert.

Die Voyager-Missionsseite enthält das folgende Diagramm der oben aufgeführten Parameter

Es ist ein bisschen kompliziert, da wir nicht genau wissen, wie die Dynamik dort draußen aussieht, wie kürzlich in dem Artikel Eine große Überraschung vom Rand des Sonnensystems berichtet wurde

ein seltsames Reich von schaumigen Magnetblasen,

Was in dem Artikel vorgeschlagen wird, könnte eine Mischung aus solaren und interstellaren Winden und Magnetfeldern sein, die besagt:

Einerseits scheinen die Blasen ein sehr poröser Schild zu sein, der viele kosmische Strahlen durch die Lücken lässt. Andererseits könnten kosmische Strahlen in den Blasen eingeschlossen werden, was den Schaum in der Tat zu einem sehr guten Schutzschild machen würde.

Hier ist meine Antwort. Ich werde versuchen, es so umfassend wie möglich zu gestalten.

Es ist ziemlich schwer, den Rand des Sonnensystems zu definieren . Die meisten Menschen würden es wahrscheinlich so definieren, dass Objekte nicht mehr durch die Gravitation an die Sonne gebunden sind. Das verschiebt jedoch die Frage ein wenig: Wo ist diese Trennlinie? Um dies zu beantworten, gehe ich auf die Regionen des Sonnensystems ein.

Die erste Region ist die Domäne der inneren Planeten - im Grunde alles vom Asteroidengürtel nach innen. Es besteht aus Mars, Erde, Venus, Merkur, ihren Monden und all den kleineren Objekten, die sie umgeben. Das innere Sonnensystem ist sehr steinig, wie man sich vorstellen kann. Die terrestrischen Planeten bestehen hauptsächlich aus Gestein, ebenso wie die Asteroiden und die Monde der inneren Planeten.

Die zweite Region ist die Domäne der Gasriesen . Es besteht aus Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, ihren Monden, Ringsystemen und verschiedenen kleineren Körpern wie Trojanischen Asteroiden. Die Gasriesen hatten einen großen Einfluss auf das Sonnensystem, als es zum ersten Mal gebildet wurde. Sie zogen Felsbrocken ein, ergriffen Monde und stabilisierten oder destabilisierten möglicherweise die Umlaufbahnen. Einige sind möglicherweise nach außen gewandert (nach dem Modell von Nizza ), aber ihre Umlaufbahnen sind derzeit stabil. Die Gasriesen bestehen größtenteils aus Gasen, es wird jedoch angenommen, dass sie feste oder geschmolzene Kerne haben. Die Zusammensetzung ihrer Monde ist bekannt - eher wie Objekte im inneren Sonnensystem.

Als nächstes kommt der Kuipergürtel . Es wird manchmal als Cousin des Asteroidengürtels eingeführt, aber das stimmt nicht. Die Körper, aus denen der Kuipergürtel besteht, sind Fels- und Eisbrocken. Bemerkenswerte Beispiele für Kuipergürtelkörper und / oder transneptunische Objekte sind die Zwergplaneten Pluto, Sedna, Makemake und Haumea. Es gibt auch viele kleinere Objekte, einschließlich einiger kurzperiodischer Kometen (obwohl diese eigentlich Teil der weniger bekannten "verstreuten Scheibe" sind). Obwohl es seit Jahren Theorien über einen anderen Planeten gibt, wird dies nicht als wahrscheinlich angesehen. Der Gürtel reicht von 30 bis 50 AE.

Weiter draußen ist noch die Oort Cloud , benannt nach Jan Oort. Die Beobachtung von Objekten in der Oort Cloud ist äußerst schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, so dass ihre Existenz noch nicht überprüft wurde. Es wird von langperiodischen Kometen und kleineren Objekten besiedelt. Diese bestehen ebenfalls aus Fels und Eis. Man geht davon aus, dass sich die Oort Cloud auf unglaubliche 50.000 AU ausdehnt. Während die anderen bisher genannten Regionen grob in Ebenen liegen, ist die Oortenwolke kugelförmig.

Einige betrachten die entfernte Kante der Oort Cloud als die Kante des Sonnensystems, da sich der Großteil der Masse des Sonnensystems darin befindet, aber die Grenze zwischen dem Sonnensystem und dem interstellaren Raum wird tatsächlich als innerhalb seiner inneren Reichweite liegend angesehen: die Heliopause. Dies wird allgemein als Grenze des Sonnensystems akzeptiert, da dort der Sonnenwind auf das interstellare Medium trifft. Dies wird oft auf 121 AU gesetzt - wo 2013 die Voyager 1 durchlief. Die Heliopause ist die äußerste Grenze der Heliosphäre , hinter der das interstellare Medium die Kontrolle übernimmt. Die inneren "Schichten" sind durch den Terminationsschock und die Heliosheath begrenzt.

Während das Sonnensystem aus vielen Regionen besteht, wird die Heliopause als seine äußere Grenze angesehen.

Nochmals, ich begrüße jegliche Anregungen zu dieser Frage und Antwort.

Wann immer ich diese Frage diskutiere, scheint es, dass die Heliopause oder eine Variation davon als Antwort gegeben wird - und dann wird erwähnt, dass sich die Oort-Wolke darüber hinaus erstreckt.

Eine richtigere Antwort sollte daher sein, dass sie in der Entfernung endet, in der Objekte praktisch nicht mehr an das Schwerpunktzentrum des Sonnensystems gebunden sind. Dies wird normalerweise durch die Hügelkugel definiert , die sich dem Gravitationseinflussbereich annähert.

Eine einfache Ansicht der Ausdehnung des Sonnensystems ist die Hügelkugel der Sonne in Bezug auf lokale Sterne und den galaktischen Kern. (1)

Dies erstreckt sich auf zweihundertdreißigtausend AE, ungefähr 3,6 Lichtjahre. Wieder keine Mauer. Nach (1) Cherbatov (1965) lassen sich die Radien der Gravitationskugeln der Sonne unterteilen in:

• Anziehungsbereich bis 4500 AU (Sonnenanziehung> Anziehungspunkt des galaktischen Zentrums),

• Wirkungsbereich 60.000 AE (bequemer, um die Sonne als Zentralkörper und das galaktische Zentrum als störenden Körper in Umlaufbahnberechnungen zu verwenden) und schließlich

• Hügelkugel 230.000 AE (Objekt muss innerhalb dieser Grenze kreisen, um von der Sonne festgehalten zu werden).

Ich glaube, die NASA gibt an, dass sich nicht nur der Sonnenwind, sondern auch die Anziehungskraft ändert. Das heißt nicht, dass die Sonne keinen Anziehungskraft oder Sonnenwind hat, sondern dass der Einfluss der Sonne jetzt geringer ist als die Umgebung. Einfach gesagt, wenn die Sonne das Tauziehen nicht mehr gewinnt.