Exoplaneten

Wieviel irdische Teleskope bekommt man eigentlich für ein Weltraumteleskop?
Ok, ist eine blöde Frage, aber nun haben auch finanziell schwache Weltraumorganisationen die Möglichkeit wichtige Entdeckungen zu machen.


Donnerstag, 4. Februar 2010
Erdgestütztes Teleskop entdeckt Methan auf Exoplanet
 
Pasadena/ USA - Astronomen von "Jet Propulsion Laboratory" (JPL) ist es erstmals gelungen, durch eine Spektralanalyse mit einem Teleskop auf der Erde Methan in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachzuweisen. Bislang war dies nur mit Weltraumteleskopen möglich.
http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspot.com/2010/02/erdgestutztes-teleskop-entdeckt-methan.html

Wieviel irdische Teleskope bekommt man eigentlich für ein Weltraumteleskop?

Die Vor- und Nachteile gegeneinander Aufzuwiegen dürfte schwierig sein. Die Frage ist ja letztlich: Was will ich mit dem Teleskop erreichen?
Je nach dem, wie die Frage beantwortet wird, gehen die Planungen auf die bodengestützte oder eben weltraumtaugliche Variante.
Da die Anforderungen hier grundlegend verschieden sind, ist ein Kostenvergleich imho nicht möglich.

Grüße,
Olli

Ok, ist eine blöde Frage,

Damit hast Du sie selbst beantwortet  

Gruß, Klaus

Man sollte auch bedenken, dass auf der Erde die Strahlung bei verschiedenen Wellenlängen von der Atmosphäre geschluckt wird. Manche Dinge kann man also PRINZIPIELL nicht von der Erde aus beobachten.

Man sollte auch bedenken, dass auf der Erde die Strahlung bei verschiedenen Wellenlängen von der Atmosphäre geschluckt wird. Manche Dinge kann man also PRINZIPIELL nicht von der Erde aus beobachten.

Dazu gehört zum Beispiel der Infrarotbereich, in dem Herschel arbeitet. Bei diesen wellenlängen braucht man ein Weltraumteleskop. Im sichtbaren Licht ist es wohl leichter, große Teleskope auf der Erde zu bauen, als Weltraumteleskope zu starten.
mfg websquid

Hallo Leute,

das interessante an der Storie ist doch das man Metan mit einem 30 Jahre alten Teleskop nachgewiesen hat. Das war aber nur möglich durch eine neue Software, die die störenden Einflüße der Atmosphäre filtern konnte.

Eine eigens entwickelte neue Beobachtungs- und Analysesoftware ermöglichte es den Forschern nun, ihre damaligen Analysen des rund 63 Lichtjahre von der Erde entfernten Gasriesen "HD 189733b" auch durch Messungen mit dem 3-Meter-Infrarotteleskop der "Infrared Telescope Facility" (IRTF) auf Hawaii zu bestätigen.

Mit dieser Software hätten wir schon viel früher Exoplaneten entdecken können, aber nun werden wohl die "veralteten" Teleskope entsprechend aufgerüstet.
Ich bin schon gespannt, was man dann noch alles entdecken wird.

Hier geht es zum IRTF
http://irtfweb.ifa.hawaii.edu/

Moin,

der Exo *WASP-19b*, siehe auch Beitrag # 529 in diesem Titel, läuft auf einer leicht elliptischen Bahn um seinen Mutterstern. Auffällig ist bei ihm die hohe Strahlungsintensität, die die Wissenschaft aber nicht deuten kann. Es wird angenommen, dass er durch seine sehr enge Umlaufbahn möglicherweise regelrecht durchgeknetet wird. Das würde aber bedeuten, dass er sich auf der sternzugewandten Seite stark ausbeult und sogar Materie verliert, die sich um den Hauptstern ansammeln müsste. Um das herauszubekommen, wird *WASP-19b* näher beobachtet.
Auch an dem Bahnverlauf wird noch gerätselt. Möglicherweise gibt es zwischen ihm und seinem Mutterstern noch einen weiteren, bisher unentdeckten Exoplaneten.


Grafik: Destiny_of_hot_Jupiters / kiaa.pku.edu.cn

Mehr dazu >>> kiaa.peking university

Jerry

Hallo Jerry,

in dieser Arbeit wird aber der Exoplanet WASP 12b behandelt und nicht WASP 19b.  Hier noch der gesamte Bericht von Shu-lin Li und Co-Autoren: 
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1002/1002.4608v1.pdf 

Schöne Grüße aus Hamburg und bis heute Abend in Berlin - Mirko

http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1002/1002.4608v1.pdf

In dass Arbeit ist eine gute grafik von es.


Bin ich die einzige, die ein Lachen stieg aus der Verwendung von Microsoft Paint in den anderen Grafik?

Keine photometrischer Detektion von HD 40307 b bei Spitzer.
http://arxiv.org/abs/1002.4707

Keine photometrischer Detektion von HD 40307 b bei Spitzer.
http://arxiv.org/abs/1002.4707

Das ist natürlich schade, da man bisher nur sehr wenige transitvollziehende Super-Erden kennt und die Beobachtung von Transits nach bisherigem technologischen Stand die einzige Möglichkeit ist, um Aussagen über die Dichte des Planeten und die chemische Zusammensetzung der Oberfläche bzw. Atmosphäre zu liefern.

Bekannte Transit-Supererden sind Corot-7b und GJ 1214b. Über beide hatten wir hier im Thread schon diskutiert.

Aber die Suche geht weiter und ich finde es schön, dass man das Post-Helium-Spitzer für solche Zwecke einsetzt. 

Das viel untersuchte und etwa 45 Lichtjahre entfernte System 47 Ursae Majoris (kurz: 47 Uma) ist um einen Planeten reicher.

Der neue Planet 47 Uma d liegt recht weit draußen und benötigt für einen Umlauf um den G0V-Stern rund 40 Jahre. Die große Halbachse liegt bei 11,6 AU und die Masse bei  rund 1,6 M_Jup.

Noch sind die Angaben sehr ungenau, da es sich um das Ergebnis komplexer Modellrechnungen handelt.

47 Uma b wurde bereits im Jahr 1996 entdeckt. 2001 wurde die Existenz von 47 Uma c bekannt gegeben.

Details: http://exoplanet.eu/star.php?st=47+Uma

Hallo Timo,

worauf stützen sich die Modelle? Nur auf Analyse der bisher entdeckten Planeten zusammen mit der Arbeitshypothese einer "dichten Besetzung" des Systems, dass also jeder (wahrscheinliche) "Slot" auch besetzt sein muss? Oder gibt es auch Anzeichen in den Beobachtungsdaten, dass da mehr sein muss?
In den verlinkten Daten steht aber auch noch, dass 47 Uma c unsicher ist, bzw. teilweise nicht bestätigt werden konnte.

Hallo Daniel,

nach der neuen Analyse der gemessenen RV-Daten scheint es wahrscheinlicher , dass es 3 planetare Begleiter gibt. Die Autoren der Stufie beziffern die Wahrscheinlichkeit für das 3-Planeten-Modell als 10⁵ mal so hoch im Vergleich mit einem 2-Planeten-Modell. Die nun präsentierte Lösung stellt somit ein wesentlich besseren "Fit" für die vorliegenden RV-Daten dar.

Mit der möglichen "maximalen Auffüllung" des Systems hat das erstmal nichts zu tun.

Wittenmyer et al. (2009) hat allerdings bei einer Untersuchung mit dem Hobby-Eberle-Teleskop die Existenz von 47 UMa c nicht bestätigen können, aber auch nicht ausschließen können: "Considering the continued ambiguity in the parameters for a second planet, and the everlengthening period of such an object, we use the one-planet fit for all further analysis in this work." - "Vor dem Hintergrund der noch wie vor bestehen Uneindeutigkeit der Parameter für den zweiten Planeten und dessen sich immer weiter vergrößernden Umlaufperiode, verwenden wir ein Ein-Planeten-Fit für alle weiteren Analysen in dieser Arbeit."  
Sie haben also einfach definiert, dass es nur einen Planeten geben soll.

Die Bemerkung zur sich immer weiter vergrößernden Umlaufperiode bezieht sich wahrscheinlich auf Arbeiten aus dem Jahr 2006, in denen einige Orbitallösungen Umlaufperioden für 47 UMa c von bis zu 7586 Tagen erbrachten. Diese Unsicherheiten und Auseinandersetzungen über 47 UMa c könnten meiner Meinung nach ein Hinweis auf die Existenz eines dritten (massiven) Planeten sein.

Von welcher Datengrundlage die neue Arbeit von Gregory und Fischer (2010) ausgeht, kann ich nicht sagen, da ich im Moment von zu Hause nicht so einfach an das Paper rankomme. Die Unsicherheiten bleiben jedoch nach wie vor groß. Als Umlaufperioden für die drei Planeten geben sie an: "1078 ± 2 d, 2391+100−87 d  and  14002+4018−5095 d".

Dank Timo. So wird's mir klarer.

Das Hungarian-made Automated Telescope Network, kurz HATNet hat mal wieder zugeschlagen und ihren Vierzehnten Transit-Exoplaneten entdeckt: HAT-P-14 b. Der Exoplanet ist mir 2 Jupitermassen (2,32 M_Jup recht massiv und umläuft seinen F-Klasse Stern in 4,63 Tagen.

Der Planet eignet sich gut, um nach Veränderungen im Orbit zu suchen, die auf weitere Planeten hindeuten könnten. Außerdem ließen sich durch genaue Messungen der Transitdauer die Anwesenheit von großen Exomonden bestätigen bzw. ausschließen.

Die Entdeckung eines Exomondes ist nach wie vor noch nicht gelungen.

HAT-P-14 befindet sich in rund 670 Lichtjahren Entfernung. Hier die Daten für Planet und Stern: http://exoplanet.eu/planet.php?p1=HAT-P-14&p2=b

Moin,

Durch CoRoT und des HARPS haben Astronomen den ersten *normalen* Exoplaneten entdeckt. *CoRoT-9b* zieht regelmäßig vor einem sonnenähnlichen Stern vorbei ( 1.500 Lj / Sternbild Schlange).


ESO PR Photo 1011a: Künsterische Darstellung von CoRoT-9b

*CoRoT-9b* hat ~ 80% M_Jup, besteht größtenteils aus Wasserstoff sowie Helium und zieht alle 95 Tage vor seinem Mutterstern vorbei, der Transit dauert ~ 8 Stunden. Seine Umlaufbahn entspricht in etwa der des Merkur und daher zeigt er im Gegensatz zu allen anderen Transitplaneten ein gemäßigtes Klima. Seine Oberflächentemperatur sollte zwischen -20°C und +160°C liegen. Der exakte Wert hängt davon ab, ob stark reflektierende Wolken vorhanden sind.

Mehr Info >>> Der erste Exoplanet mit gemäßigtem Klima

Jerry

Durch CoRoT und des HARPS haben Astronomen den ersten *normalen* Exoplaneten entdeckt.

Diese Aussage tut aber einigen anderen bekannten Exoplaneten Unrecht. Wir kennen eine ganze Reihe von Planeten, die Corot-9b ähnlich sind. Das besondere an Corot-9b ist, dass er der erste "normale" Planet ist, der gleichzeitig Transits vollzieht. Dies eröffnet ganz andere Möglichkeiten der detaillierten Untersuchung.

Zugleich ist es zunehmend schwer mit der Transitmethode Planeten zu entdecken, je weiter diese von ihrem Stern entfernt sind. Mit zunehmender Entfernung vom Zentralstern sinkt die Wahrscheinlichkeit für Transitereignisse dramatisch. In der Größenklasse von Corot-9b wurde jedenfalls noch kein Planet so weit draußen in seinem Sonnensystem durch die Beobachtung von Transits entdeckt. Das macht optimistisch, was weitere Entdeckungen mit Corot und vor allem mit Kepler angeht.

Hier noch die genauen Daten: http://exoplanet.eu/planet.php?p1=CoRoT-9&p2=b

Interessant an CoRoT-9b ist die ausgesprochen lange Transitzeit, seine Lage in der habitablen Zone und sein Zentralstern, ein sonnenähnlicher. Obwohl wir auf Gasriesen kein Leben erwarten können, ist das der ideale Kandidat für spektroskopische Analysen seiner Atmosphäre. Von einem möglichen Nachweis von CO2, Wasser oder Methan ist die Rede.

Man sollte auch nicht außer acht lassen, dass [denkbare] Exomonde um CoRoT-9b "heiße Kandidaten" für die Entstehung von Leben sind.

...der ideale Kandidat für spektroskopische Analysen seiner Atmosphäre.

Naja, ideal wäre, wenn Corot-9b nicht 1.500 Lichtjahre entfernt wäre. Dann könnten wir tatsächlich spektroskopische Analysen durchführen.  

So müssen wir uns noch ein paar Jahre gedulden, bis sensitivere Instrumente einsatzbereit sind.

Die Möglichkeit von Monden, ist natürlich eine interessante Aussicht, aber liegt der Planet wirklich in der habitablen Zone? Der Orbit ist mit dem des Merkur vergleichbar und der Stern ist der Sonne wirklich sehr ähnlich.

Mich hatte das da aufgeschreckt:

daher zeigt er im Gegensatz zu allen anderen Transitplaneten ein gemäßigtes Klima. Seine Oberflächentemperatur sollte zwischen -20°C und +160°C liegen. Der exakte Wert hängt davon ab, ob stark reflektierende Wolken vorhanden sind.

Das ist schon ein ziemlich großer Rahmen um die habitable Zone, das stimmt.

Die ESA hat sich dem Thema auch angenommen und zieht es schön reißerisch auf:

Newly discovered planet could hold water

Und die Frage nach habitabler Zone auf einem Exomond wird auch angesprochen:

There is also one other tantalising possibility about this world. Although the planet itself is a gas giant and hence has no solid surface to stand on, what if it possessed a moon like Saturn’s Titan? If the temperature were towards the lower end of the estimated range, then any moon would be an ice ball. If it were towards the upper end, it would be rather too hot for liquid water. But what if it were somewhere in the middle?

Wahrlich, die Temperaturbandbreite ist das Problem. Wenn CoRoT-9b genau in deren Mitte liegt und der Planet einen titanähnlichen Exomond hat, könnte es tatsächlich geklappt haben mit dem Leben dort.

Die Unsicherheit, was die Temperatur des Planeten angeht, hängt vor allem von verschiedenen Möglichkeiten für die Planetenatmosphäre ab. Gibt es helle, H₂O Wolken in der Troposphäre oder nicht? Eine weitere Spannbreite entsteht durch die exzentrische Umlaufbahn. Corot-9b's Exzentrizität ist zwar im Vergleich mit anderen Transitexoplaneten nicht besonders groß und die Temperaturunterschiede zwischen Periastron und Apoastron noch relativ gerig. Die Variation beträgt aber immer noch 40-50 Grad. Reflektiert der Planet durch Wolken relativ viel einfallende Strahlung, beträgt die Temperatur im Periastron 20° C und im Apoastron -20° C. Nimmt man eine geringere Albedo für einen wolkenlosen Planeten an, kommt man entsprechend auf 160° C und 110° C. Für einen etwaigen Mond müsste man ähnliche Annahmen treffen.

Eine große Unsicherheit scheint ebenfalls noch über das Alter des Systems bestehen. Zwischen 0,15 Mrd. und 8 Mrd. Jahren scheint alles möglich zu sein, wobei die Autoren des Nature-Papers eher zu einem reifen Alter tendieren.

Erhitzung durch Gezeitenwirkung scheint keine große Rolle zu spielen. Bei einem Mond wäre das sicherlich anders.

Die sekundäre Eklipse ist übrigens ausgesprochen schwach, sodass diese Möglichkeit die Atmosphäre besser zu untersuchen leider auf absehbare Zeit verwehrt bleibt. Bleibt noch die Spektroskopie während des primären Transits.

Durch die Analyse von Transitzeit- und Transitdauervariationen lassen sich möglicherweise Hinweise auf weitere Planeten oder eben Monde aufspüren.

Das Originalpaper lässt sich hier finden: http://www.nature.com/nature/journal/v464/n7287/full/nature08856.html

Hallo,

bei der Vermutung, dass CoRoT-9b in der habitalen Zone liegen könnte, möchte ich allerdings ein Veto einlegen...

CoRoT-9 ist ein Stern mit der Spektralklasse G3V ( also unserer Sonne sehr ähnlich ) und auch Masse und Durchmesser dieses Sternes unterscheiden sich nur minimal von den Werten der Sonne. CoRoT-9b umkreist diesen Stern in etwas mehr als 95 Tagen. Das entspricht einer Umlaufbahn, welche in etwa mit der Umlaufbahn von Merkur vergleichbar ist. Und Merkur befindet sich dann doch schon weit außerhalb der habitalen Zone in unserem Sonnensystem. Diese liegt, vereinfacht ausgedrückt, im Bereich zwischen den Umlaufbahnen von Venus und Mars.

Ludmilla Carone, eine der Co-Autorinnen des Nature-Artikels, äußert sich auch entsprechend bei Twitter : 
http://twitter.com/Exotides/status/10664212534 

Die für CoRoT-9b genannten Temperaturen zwischen -23°C und +157°C beziehen sich ausschließlich auf einen jupiterähnlichen Gasriesen mit entsprechender Atmosphärenzusammensetzung und entsprechenden Atmosphärendruck und basieren auf rechnerischen Modellen. Als Basis wurden hierzu die Daten von CoRoT-9b ( 1,05-facher Jupiterradius, 84 Prozent der Jupiter-Masse ) verwendet. Anschließend wurde berechnet, wie sich der Strahlungsfluss des Zentralsterns verteilt und in welchem Umfang die Planetenatmosphäre von CoRoT-9b dadurch aufgeheizt wird.

Ludmilla Carone weist darauf hin, dass man aus diesen Abschätzungen NICHT darauf schließen kann, dass terrestrische Monde lebensfreundliche Bedingungen aufweisen : 
http://www.scienceblogs.de/planeten/2010/03/corot9b-moderater-gasriese-mit-transit.php
( in dem Kommentaren )

Sollte CoRoT-9b über einen oder mehrere Monde verfügen, welche eine felsige Oberfläche aufweisen, so würden diese Monde bedeutend stärker aufgeheizt werden als CoRoT-9b. Dies kommt daher, dass sich die empfangene Wärmestrahlung bei terrestrischen Körpern wesentlich schlechter verteilt als bei Gasriesen.
http://twitter.com/Exotides/status/10664233712 

Somit erscheint eigentlich auch eventuelles Leben auf eventuellen Monden des neuen Exoplaneten als eher unwahrscheinlich.

Schöne Grüße aus Hamburg - Mirko

Hallo,

Mirko hat es ja bereits geschrieben, daher von mir nur noch etwas Ergänzung:

Die Temperatur von Gasriesen kann man nicht mit denen von terrestrischen Planeten vergleichen. Und die Monde eines Gasriesen sollten eher wie letztere angesehen werden, auch wenn sie kleiner sind.
Die Oberflächentemperatur and damit die habitable Zone hängt von vielen Umständen ab, wie Vulkanismus, Zusammensetzung der Atmosphäre, Albedo, Wolkenbildung etc. Das ist alles sehr spekulativ. Für einen Stern wie CoRoT-9 (G Typ) liegt die habitable Zone typischerweise zwischen etwa 0,4 AU und 2,5 AU.
Venus hat z.B. sehr viel CO2 in der Atmosphäre und daher eine sehr hohe Oberflächentemperatur, da CO2 ein sehr gutes Treibhausgas ist. Auf der Erde gab es anfangs auch reichlich CO2 in der Atmosphäre, aber das Vorhandensein von Wasser ermöglichte das Einbinden von Kohlenstoff in den Erdmantel und damit weitere Abkühlung.
Ob überhaupt reichlich Wasser in Form von Asteroiden/Kometen von jenseits der Eislinie bis zu CoRoT-9b gelangte ist ebenfalls offen. Zumindest in unserem Sonnensystem scheint sich Wasser nur auf der Erde und auf dem Mars angesammelt haben, auf Venus bzw. Merkur hingegen nicht. Andererseits zieht so ein Gasriese Asteroiden und Kometen förmlich an.


Gruss Cosmo