Exoplaneten

Hallo Cosmo,

zur Inklination: Stell dir eine Holzwand vor, die direkt vor dir auf dem Boden steht. Die Wand soll die Orbitebene repräsentieren. Kippt die Wand nun auf dich zu, wächst die Inklination. Bei 90° liegt die Wand auf dem Boden. Kippt die Wand hingegen von dir weg könnte man entweder sagen, die Inklination wir negativ oder eben größer als 90° - das ist eine Frage der Konvention. Anders gesagt: Die Inklination wird größer als 90°, wenn die Wand durch den Boden durchkippt, du also immer mehr die vorherige Rückseite der Wand zu Gesicht bekommst. Die Umlaufrichtung ist hier nicht wichtig.

Grundsätzlich kann man die Umlaufrichtung aber bestimmen. Bei Exoplaneten, die Transits vollziehen (Inklination nahe 90 Grad), ist dies durch den Rossiter-McLaughlin-Effekt möglich. Je nachdem in welcher Richtung der Planet den Stern umläuft verdeckt er ein bestimmtes Gebiet des Sterns zuerst. Der Teil des Sterns der sich auf uns zu dreht ist leicht ins Blaue verschoben, der sich bei der Drehung zurückziehende Teil leicht ins Rote. Bedeckt der Planet einen dieser Teile, lässt sich das im Spektrum des Sterns erkennen. Die Reihenfolge der Bedeckung zeigt die Umlaufrichtung an.

Zitat von: Kreuzberga am 25. November 2009, 18:26:46

Wenn im Zusammenhang von Exoplaneten von Mindestmasse die Rede ist, ist also immer (meist) die Masse desjenigen hypothetischen Planeten gemeint, der bei i=90° die gemessene Radialgeschwindigkeitsänderung erzeugen könnte.

Warum gibt man nicht zusätzlich die Höchstmasse an, also für eine Inklination von 0°?

Ups, die Frage hatte ich vorhin übersehen. Eine Höchstmasse anzugeben ist nicht wirklich praktisch, aber man könnte sicherlich für die jeweiligen Daten mehrere Orbitlösungen angeben, bspw. für i=90°, i=45° und i=10°.

Gegen i=0° hat man es allerdings leicht mit Massendimensionen zu tun, die einen substellaren Begleiter ausschließen würden! 

Ein Beispiel: Ein Planet, der bei i=90° eine Halbamplitude der Radialgeschwindigkeitskurve von 100 m/s auslöst, würde bei einer um 89° gedrehten Orbitebene, also i=1° oder i=179°, nur noch einen Ausschlag von 1,74 m/s hervorrufen (alles andere gleich).

Für die Masse heißt das: Ein Planet mit einer Jupitermasse erscheint dem Beobachter bei i=90° ebenso wie ein ein Objekt (von einem Planeten kann man da ja nicht mehr sprechen ) mit über 57 Jupitermassen bei einer Inklination von 1° (oder 179°).

Immer beachten: Das obige gilt nur für die Methode der Radialgeschwindigkeitsmessung zur Entdeckung von Exoplaneten. Zum Glück verfügen wir über weitere Methoden um das Bild der fremden Sonnensysteme immer weiter zu vervollständigen. Alle Methoden haben ihre Stärken und ihre Schwächen und ihre eigenen Probleme, was Falsch-Positive angeht.

Ein Astronomenteam der Thüringer Landessternwarte Tautenburg und der Hamburger Sternwarte haben einen substellaren Begleiter um den F6V-Stern 30 Arietis B, kurz 40 Ari B, mit Hilfe von Radialgeschwindigkeitsmessungen mit dem Alfred-Jensch-Teleskop in Tautenburg aufgespürt.

Der potentielle Exoplanet 30 Ari B b umläuft den Stern in  [tex]335.1^+_-2,5[/tex] Tagen und verfügt über eine Minimalmasse von  [tex]9.88^+_-0.94[/tex] Jupitermassen. Die gr. Halbachse des Orbits beträgt fast genau 1 AU. Hier sind die vollständigen Daten zu Stern und Planet: http://exoplanet.eu/planet.php?p1=30+Ari+B&p2=b

@Timo: Danke für die Info - aber gibts an dem neuen Fund etwas besonderes? Für mich klingt der nach einem ziemlich ordinären Exoplaneten.
...

Es gibt die Theorie, dass intelligentes Leben nur auf Planeten in der habitable Zonen entstehen kann, wenn ein oder zwei jupiterähnliche Planeten weiter außen ihre Bahn ziehen und den erdähnlichen Planeten "schützen".

Wenn große Planeten eine Umlaufzeit von mehreren Jahren haben, dann macht die Suche nach intelligenten Leben in diesen Sonnensystemen einen Sinn.

Gegenüber vielen anderen Entdeckungen war diese Entdeckung schon besser, aber auch dieser Planet ist nicht entfernt genug. 

Hallo,

bisherige Forschungsergebnisse des CoRoT Satelliten sind in Astronomy & Astrophysics in einer speziellen Ausgabe erschienen. Darin enthalten sind 55 Beitraege rund um die Hauptaufgabe von CoRoT, also das Auffinden von Exoplaneten sowie Asteroseismologie.
Und das alles ist Ausnahmsweise auch frei fuer jeden zugaenglich unter der folgenden Internetseite:

http://www.aanda.org/index.php?option=toc&url=/articles/aa/abs/2009/40/contents/contents.html

Gruss,
Volker

Das die Sonne sehr wenig Lithium im Vergleich zu anderen Sternen enthält war schon länger bekannt. Nun hat die ESO 500 andere sonnenähnliche Sterne analysiert und festgestellt, dass sie auch weniger als 1% des Lithiumgehalts von anderen Sternen enthalten.
Diese Erkenntnis soll bei der effizienteren Suche nach erdähnlichen Exoplaneten helfen.

Quelle: Nature

@trallalla: Danke für deinen Beitrag. Das Thema gabs aber schon eine Seite vorher.

Oh, das habe ich doch glatt übersehen 

Exoplanet mit bisher kürzester Umlaufperiode entdeckt: WASP-19b umläuft seinen sonnenähnlichen Mutterstern (G8V; 0,95 M_S; 0,93 R_S) in nur 0,79 Tagen, also in weniger als 19 Stunden.

Der Planet selbst ist ein so genannter Hot Jupiter mit M_J=1,15 und R_J=1,31.

http://www.iop.org/EJ/abstract/0004-637X/708/1/224

Hoila

Ich hoffe das es kein alter Hut ist, aber erstens bin ich bei diesem Thema ein "Besucher" und zweitens habe ich unter 61Vir nichts gefunden.
Der Bericht auf space.com ist (zumindest für mich) interessant.
Unter vier neuen gefundenen Exoplaneten umrunden 3 den sonnenähnlichen Stern 61Virginis (dieser befindet sich nur 28 Lichtjahre von uns entfernt). Zumindest der Kleinste von diesen wird als Supererde bezeichnet, da er zwar größer als die Erde, aber kleiner als Uranus oder Neptun ist (na ja, da ist auch ordentlich "Platz" dazwischen). Die Minimummasse von 61Vir b beträgt 5,1 Erdmassen.

So the smallest one is in the super-Earth mass range, and is the first planet like this to be found around a sun-like star

Entdeckt wurden sie mittels der Radialgeschwindigkeitsmethode unter Zusamenarbeit des Keck Observatory in Hawaii und des Anglo-Australian Telescope in New South Wales.
Es nährt wiederum die Hoffnung das die Entdeckung erdähnlicher Planeten (von der Größe her!) nicht mehr in weiter Zukunft liegt.

The discovery of potentially habitable nearby worlds may be just a few years away

Nachtrag: Dies dürfte der Originalartikel sein.

Grüße, James

Hallo James,

ja, wirklich eine interessante Entdeckung (kein alter Hut!).  

Die ersten möglicherweise tellurischen Planeten um einen sonnenähnlichen Stern vom Typ G - das ist schon was.

Besonders erfreulich ist, dass um 61 Vir aus bahndynamischer Perspektive durchaus noch Platz ist für einen noch kleineren Planeten innerhalb der habitablen Zone. In den Daten konnten die Wissenschaftler schon einige Hinweise auf eventuelle weitere Planeten auftreiben, jedoch reichte die Qualität dann doch nicht aus, um eine weitere keplersche Lösung zu generieren.

Weitere Beobachtungen werden sicherlich noch mehr interessantes über 61 Virginis enthüllen. 

Zu den neuen Planeten um 61 Virginis, dem (oder vielleicht sogar den?) Planeten um HD 1461 und einem weiteren um HD 134987 gibt es nun auch einen Portalartikel: http://www.raumfahrer.net/news/astronomie/16122009190519.shtml

Weitere Neuigkeiten über Supererden folgen bald! 

Hi Timo

Aus dem Portalartikel:


Danke für die Ehre! Aber es war doch das Anglo Australian Teleskop  

Viele Grüße, James

Hallo James,

danke für den Hinweis.  Ist geändert.

Gruß, Timo

es gibt berichte heute in den newskanälen ZB ZDF das es sich bei GJ 1214b um eine Wasserwelt WATERWORLD handelt
das mag zwar sein aber nicht nach unserem Standard !
Die Dampfdrucktabelle gibt dahingehend Aufschluss das es bei 120-280°C(oberflächentemperatur von GJ 1214b ) auch unter druck flüssiges Wasser gibt.
Umkreisung des Zentralsterns in 1,6Tagen 2,5 fache Erdmasse.

Die kleine grünen Männchen dürften wohl eher Mikroben sein .

Ich verstehe diese Waterworldbegrifflichkeit nicht. Schließt man einfach aus Masse und den sich ergebenen Druckverhältnissen auf eine (sehr spekulative) Zusammensetzung?

Ich verstehe diese Waterworldbegrifflichkeit nicht. Schließt man einfach aus Masse und den sich ergebenen Druckverhältnissen auf eine (sehr spekulative) Zusammensetzung?

Hallo Karl,

im grunde ja. Im Portalartikel sind die drei Modelle, die für die Dichteverhältnisse des Planeten in Frage kommen jeweils kurz beschrieben: http://www.raumfahrer.net/news/astronomie/20122009160711.shtml

Die Wasserwelt stellt lediglich eine Möglichkeit dar. Weitere Beobachtungen sind notwendig um die Natur des Planeten genauer zu bestimmen.

Hallo Timo,

aus deinem Artikel:

GJ 1214b hätte einen großen Anteil an Wasser bei einem Kern aus Eisen und Silikaten. Darüber würde eine Schicht aus superfluidem Wasser bei Drücken jenseits des kritischen Drucks (221 bar) von Wasser liegen, welche dann direkt in eine heiße, ausgedehnte Wasserdampfatmosphäre übergehe würde. Eine Schichte aus normalem, flüssigem Wasser gäbe es nach diesem Modell nicht, obwohl auch das nicht vollständig ausgeschlossen werden kann. Bei noch stärkeren Drücken könnte sich ebenso über dem Kern eine Zone aus ionisiertem Wasser, d.h. eine Form von Plasma befinden, sowie exotische Formen von Eis, wie Eis VII, das erst bei Drücken von über 20.000 bar entsteht.

Das mit dem Plasma klingt merkwürdig für mich. Laut dieser Quelle brauch man für wirkliches Wasserplasma Temperaturen von 12.000 Kelvin - und da zersetzen sich die H₂O-Moleküle sehr schnell in ihre Bestandteile.

Aber wie du sagst, die Wasserwelt ist nur eine von drei Modellen für GJ 1214b und aus meiner Sicht auch nicht unbedingt die wahrscheinlichste.

Ich weiß übrigens jetzt, überall possible waterworld steht. Da gabs einen Film, der so hieß.

Das mit dem Plasma klingt merkwürdig für mich. Laut dieser Quelle brauch man für wirkliches Wasserplasma Temperaturen von 12.000 Kelvin - und da zersetzen sich die H₂O-Moleküle sehr schnell in ihre Bestandteile.

Die Aussage stammt aus dem Rogers/Seager-Paper: http://fr.arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0912/0912.3243v1.pdf, S. 7.

Dort ist die Rede von Temperaturen größer gleich 6000 Kelvin.

Diese Nachricht ist im ganzen Prä-Weihnachtsrummel wohl etwas untergegangen:

Mit dem HARPS-Spektrographen am 3,6m-Teleskop der ESO in La Silla, Chile, wurden mal wieder hübsche Exoplaneten entdeckt. Es handelt sich um ein Mehrfachsystem namens BD−08°2823 in dem ein Planet mit einer dem Uranus vergleichbaren Masse den Stern in nur 5,6 Tagen umläuft, während ein weiterer, saturnähnlicher Planet weiter draußen seine 238 Tage dauernden Runden dreht.

Eine Besonderheit dieser Entdeckung ist, dass es sich bei BD −08°2823 um einen aktiven Stern handelt, also um einen Stern mit einer hohen Helligkeitsfluktuation. Die Entdeckung zeigt, dass auch aktive Sterne bei der Suche nach massearmen Planeten nicht ausgeschlossen werden können.

Eine weitere Besonderheit ist, dass BD−08°2823 einer von 194 Sternen ist, die von dem Wissenschaftlerteam als Kandidaten für Untersuchungen mit dem HARPS-Spektrographen aus dem Hipparcos-Katalog ausgewählt wurde. Das klingt jetzt erstmal langweilig, aber ich finde es toll, dass die Daten der Hipparcos-Mission heute noch bei der Suche nach Exoplaneten helfen können, auch wenn die Qualität meist zu schlecht ist, um Transitereignisse direkt in den Hipparcos-Daten zu finden.

Hipparcos wurde übrigens 1989 zusammen mit einem schnöden Kommunikationssat, TV-SAT 2, auf einer Ariane 44LP gestartet.

Spannend ist dies auch dadurch, dass die Nachfolgemission zu Hipparcos bereits in den Startllöchern steht und wesentlich präzisere Daten liefern wird. Während Hipparcos 118.204 Sterne katalogisierte, wird Gaia ab 2012 mehr als eine Milliarde Sterne in den Blick nehmen. Und wie die aktuelle Verwendung der Hipparcos-Daten zeigt, sind nicht nur die astrometrischen Ergebnisse der Mission, sondern auch die photometrischen Daten interessant für die Suche nach Exoplaneten.

Gaia wird also nicht nur selbst Exoplaneten durch die genaue Vermessung von Sternpositionen (Astrometrie) entdecken, sondern vor allem einen hervorragenden Katalog bereitstellen, der die Auswahl von Kandidaten für weitere Beobachtungen mit anderen Teleskopen erheblich erleichtert.

Hier ist noch die zum obigen Post gehörende Quelle: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0912/0912.3202v1.pdf

Zu vermerken wäre noch, dass um den ebenfalls aktiven K5V-Stern BD+20 1790 ein Hot Jupiter entdeckt wurde (M~6,5 M_Jup; Umlaufperiode: 7,78 Tage; gr.Halbachse: 0,066 AE).

Darüber hinaus gibt es einen neuen saturnähnlichen Planeten um den M-Zwerg Gl649 (M~0,32 M_Jup; T~598 Tage; gr. Halbachse: 1,135 AE).

Über das interessante System DP Leo werde ich demnächst noch was schreiben.

Neben den neuen, durch Kepler entdeckten Exoplaneten, wurde ebenfalls die Existenz eines Multi-Planetensystems um den rund 160 Lichtjahre entfernten G5V-Stern HD 9446 veröffentlicht.

Entdeckt wurden die beiden Planeten durch Radialgeschwindigkeitsmessungen mit dem neuen SOPHIE-Spektrographen (Echelle) am 1,93-Meter-Teleskop des Haute-Provence-Observatoriums in Frankreich (OHP). Die Planeten wurden im Rahmen einer speziell auf jupiterähnliche Objekte um F-, G- und K-Sterne abzielenden Suche gefunden, bei der nur mittlere Messgenauigkeiten von 5-10 m/s notwendig sind.

Die Radialgeschwindigkeitsspektra wurden in 3 Durchgängen während des Zeitraums von November 2006 bis März 2009 aufgezeichnet. Die Gesamtbelichtungszeit beträgt etwa 7 Stunden.

Die Planeten umlaufen den aktiven Stern in 30, respektive 190 Tagen. Die Massen betragen abhängig von der Inklination der Umlaufbahnen mindestens 0,7 und 1,82 M_Jup.

Details: http://exoplanet.eu/papers/hebrard_HD9446.pdf

Moin,

bei *Corot-7b* machen sich die Wissenschaftler Gedanken, warum dieser 4,8 M_E grosse Exoplanet in nur 0,017 AE den Mutterstern umkreist. Diese Entfernung ist für einen Gesteinsplaneten abnormal.

Nach neuesten Modellen und Berechnungen scheint jetzt klar zu sein, dass *Corot-7b* früher ~ 95 M_E hatte und mehr als doppelt so weit vom Mutterstern entfernt war.

Irgendetwas hat dazu geführt, dass er sich als Gasplanet dem Zentralstern genähert hat, wobei er dadurch seine Gashülle verloren hat und jetzt nur noch der innere feste Kern vorhanden ist.


This artists impression shows sunrise over CoRoT-7b, the smallest-known exoplanet. The world is about 70 percent larger than Earth. Now, a team led by Brian Jackson at NASAs Goddard Space Flight Center finds that the planet may be the rocky remains of a gas giant planet whose atmosphere was evaporated by close proximity to the star. Credit: ESO/L. Calada

Jerry   

Mit dem Planeten HD156668b wurde eine weitere Supererde entdeckt. Der Planet ist mit Bezug auf die Masse der zweitkleinste, der bisher in einem anderen Sonnensystem aufgespürt wurde. Die Masse beträgt etwas mehr als 4 Erdmassen und der Planet umläuft seinen K2-Stern in etwa 4,6 Tagen bei einem Abstand von 0,05 AU. Das System befindet sich in einer Entfernung von etwa 77 Lichtjahren und wurde im Rahmen der Eta-Earth-Survey durch  Messungen der Radialgeschwindigkeit mit dem hochäuflösenden Echelle-Spektrographen am 10m-Keck-Teleskop detektiert.

http://exoplanet.eu/planet.php?p1=HD+156668&p2=b

Das US-amerikanische Magellan Planet Search Program hat die Entdeckung von 5 langperiodischen Exoplaneten um G- und K-Sterne bekanntgegeben. Die Massen der Planeten verteilen sich zwischen 1,5 und 7,8 Jupitermassen, wobei die Umlaufzeiten zwischen 606 und 2097 Tagen liegen. Die genauen Daten aller Planetensysteme können hier abgerufen werden:

HD 86226: http://exoplanet.eu/planet.php?p1=HD+86226&p2=b
HD 175167: http://exoplanet.eu/planet.php?p1=HD+175167&p2=b
HD 164604: http://exoplanet.eu/planet.php?p1=HD+164604&p2=b
HD 152079: http://exoplanet.eu/planet.php?p1=HD+152079&p2=b
HD 129445: http://exoplanet.eu/planet.php?p1=HD+129445&p2=b

Das wissenschaftliche Paper gibt es hier: http://fr.arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1001/1001.4093v1.pdf

Auffällig ist die jeweils relativ hohe Exzentrizität der Umlaufbahnen. Sie liegt bei den 5 Planetenkandidaten zwischen 0,24 und 0,73. Bei nur einem der Systeme, HD 164604, gibt es Hinweise auf einen weiteren Körper, der für die exzentrische Umlaufbahn verantwortlich sein könnte.