Chaos und Risiken für die Erde durch stellare Vorbeigänge

In rund 1,3 Millionen Jahren wird ein Stern die äußerste Region unseres Sonnensystems, die Oortsche Wolke, durchqueren. Die dabei auftretenden gravitativen Wechselwirkungen führen nicht nur zu Chaos in dieser Region, sondern sind auch Auslöser für Kometenströme in Richtung Sonne und erhöhen damit das Risiko von Kometeneinschlägen auf der Erde. Diese Vorgänge werden im Rahmen dieses FWF- Projekts eingehend untersucht, mit dem Ziel, die erhöhte Kollisionswahrscheinlichkeit mit der Erde abzuschätzen. Die wissenschaftliche Arbeit dieses Projekts lässt sich in folgende drei Studien unterteilen. VORBEIZIEHENDE STERNE Die europäische Weltraummission GAIA hat gezeigt, dass sich der Stern Gliese 710 (ein K-Stern) in Richtung Sonnensystem bewegt und dabei in einer Entfernung zwischen 600 Mrd. und 1800 Mrd. Kilometern von der Sonne die Oortsche Wolke durchqueren wird. Diese äußerste Region des Sonnensystems ist bekannt als Reservoir von Milliarden von Kometen. Es ist daher anzunehmen, dass dieser stellare Fly-by Kometenströme in Richtung Sonne entfacht, die die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen auf der Erde signifikant erhöhen. Dabei wurden bei der Sterndurchmusterung von GAIA die massearmen Sterne (M-Stern) nicht beobachtet, diese sind aber in Sonnenumgebung mit rund 90 Prozent bei weitem in der Mehrzahl. Im Rahmen dieses Projekts sollen auch die M-Sterne und die noch kleineren Braunen Zwerge in die Studie der stellaren Fly-bys einbezogen werden, um auch deren Auswirkung auf das Impaktrisiko auf der Erde abzuschätzen. CHAOS AM RANDE DES PLANETENSYSTEMS Das Chaos, das durch den stellaren Fly-by im äußeren Sonnensystem entsteht, betrifft vorwiegend die Kometen der Oortschen Wolke und des Kuiper Gürtels. Durch numerische Simulationen wird gezeigt, wie sich das Chaos in Richtung inneres Sonnensystem weiter entwickelt und welchen Einfluss die Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun dabei haben. Besondere Beachtung schenken wir den großen Objekten des Kuiper Gürtels (wie Sedna oder Eris), die hinsichtlich Bahnstabilität untersucht werden, um das Störpotential für den äußersten Planeten im Sonnensystem abzuschätzen. Auch der noch unentdeckte Planet 9 wird dabei ins Visier genommen. KOLLISIONEN VON KOMETEN UND ASTEROIDEN Kometenströme, die durch den Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter ziehen, können zu Kollisionen zwischen Kometen und Asteroiden führen. Diese Ereignisse sollen in diesem Projekt simuliert werden,um das Zusammenspiel von Kollisionen und Bahndynamik zu untersuchen. Außerdem wird überprüft, ob die bisweilen unentdeckten kleineren Asteroiden, die erst mittels Large Synoptic Survey Teleskop LSST (auch bekannt als Rubin Observatory) beobachtet werden können, zusätzlich die Kollisionswahrscheinlichkeit auf der Erde beeinflussen.