Exoplanetensuche: Methoden & Programme

Ich musste auch erstmal googeln und habe dann das hier gefunden:
http://home.strw.leidenuniv.nl/~keller/

Ein Eintrag vom 7. März 2012 beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Subsystems von SPHERE. Der Autor schreibt, dass das "first light" von SPHERE für Ende 2012 geplant ist.
Selbst wenn zwischenzeitlich alles nach Plan gelaufen ist werden wir noch längere Zeit warten müssen bis erste echte Ergebnisse veröffentlicht werden.

Hallo, hier auch noch ein Link zu einer ausführlichen Reihe über Exoplaneten in deutsch (24 Teile):

http://wincontact32naturwunder.blogspot.de/search/label/Exoplaneten

Auch die Powerpoints über Astrobiologie sind nicht uninteressant:

http://wincontact32naturwunder.blogspot.de/search/label/Astrobiologie

Und links unten gibt es völlig umsonst 15 Astro-pdfs ...


Gruß Exofan

Ich frag mich nur immer - wie gehts dann weiter, wenn wirklich ein Planet mit hohem Potential (für höheres Leben) gefunden wird? Werden dann Projekte umgestoßen, gibts neue Ausrichtungen? Also nicht gleich mit hinfliegen natürlich, aber langfristige Planungen/Forschungsrichtungen/bevorzugte Technikentwicklungen. Neue Anstöße für weltweite Kooperation in Hinsicht "jetzt sollten wir aber mal"?
Gibts zu dem Thema "wie dann" irgendwas zu lesen?

Ich denke man würde dann daran gehen, Projekte wie Darwin ( http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Darwin_overview ) tatsächlich umzusetzen.

Sicherlich der extremste Entwurf in dieser Richtung dürfte der EEI sein: http://de.wikipedia.org/wiki/Exo_Earth_Imager

Also tatsächlich in Richtung direkt gekoppelte optische Interferometer zur Abbildung von Planeten und eventuell sogar deren Oberflächendetails

Also Darwin halt ich für nicht machbar, wenn ich mal kaufmannisch rechne. Alles Nötige zum Unterschied zwischen Licht und Radiowellen hast Du gesagt. Satelliten im Abstand mehrerer hundert Meter auf tausendstel mm auszurichten, halt ich als Techniker für noch lange nicht machbar. Die Satelliten bestünden aus vlt 50mal mehr (und teureren) Einrichtungen zum Justieren als die eigentlichen Instrumente. Das Gewicht dürfte bei einigen Tonnen liegen. Hier gehts ja nicht nur darum, mal ab und zu ein bissel Pffft aus 'ner Düse zu machen oder ein paar Räder zu drehen, um wieder für angemessene Zeit in Korrelation zu sein. Und der Standort müßte im wirklich freien Raum sein, also 1 Mill.km draußen. L2 und Mondnähe sind da viel zu "turbulent".

Ich denke mal, bevor man nicht eine fette Plattform im Kilometerbereich bauen kann, die aus mehreren Sandwichlayern besteht, und zwar aus Berylliumlegierungen, braucht man nicht anfangen. Und sowas erleben selbst unsere Kinder nicht mehr.

Für ganz unmöglich halte ich das allerdings auch nicht.

Ja ich habe zur indirekten Kopplung von Systemen wie im Radiobereich üblich was gesagt und diese ausgeschlossen - aber das muss eine direkte Kopplung von Teleskopen ja nicht unmöglich machen, wenn dazwischen keine Atmosphäre stört

Außerdem müssen ja die Satelliten nicht unbedingt  100% perfekt zueinander ausgerichtet werden - eine passende Verzögerungsoptik innerhalb des Satelliten kann ja die Feineinstellung übernehmen. Das sollte das ganze relativ gut machbar machen, wenn auch natürlich immer noch eine große Herausforderung besteht dabei.

PS: Wir kommen irgendwie gerade so von TESS ab - Olli, Kreuzberga findet ihr vielleicht nen besseren Platz für die letzten Posts?

Also ich fände eine Teleskopanlage auf dem Mond mit Flüssigspiegel interessanter, dank 3D Druck mit Mondmaterial weitaus günstiger zu bauen als etwas vergleichbar leistungsfähiges im freien Weltraum, und auch leichter zu warten.

Wir sollten das aber wirklich verschieben, gibt es einen Thread für Teleskopkonzepte?

Ja, das "Projekt" gabs schon mal im SF Roman: Paul Ehrhard, Spuren im Mondstaub 
Inzwischen gibts die Erkenntnis, daß der Mond ganz schön herumzittert, und zwar eigentlich immer irgendwie.
Beim DLR (und auch anderswo) gabs da letztes Jahr neue Erkenntnisse
http://www.dlr.de/pf/desktopdefault.aspx/tabid-4880/8104_read-13215/
Entgegen früherer Annahmen, daß das nur die für Teleskope "uninteressante" Erdseite betrifft, rumpelts auch auf der Rückseite.
Selbst bei einer genau passenden parabolischen Unterschale werden da etliche Tonnen Flüssigkeit gebraucht. (Mal abgesehen von den Dreh- Stabilitäts- und sonstigen Mechanismen)
So - und dann wackelt es plötzlich ---
Vlt kann mal jemand ausrechnen, wann die darüber hin und her laufenden Wellen wieder ruhig sind. Und ruhig heißt : absolut ruhig !
Also ich glaub fast, für das insgesamt zu investierende Geld könnte man einen Spiegel aus dem Vollaluminium heraus schleifen 
Zum 3D Druck mit Mondgestein mag jemand anderes etwas sagen...

Hallo Zusammen,
in dem Video wird erklärt,
wie ein Exoplanet beim Transit vor seinem Stern beobachtet wird.
Es wird in dem Film die Funktion von dem Instrument Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research, (SPHERE) am Observatorium der Europäischen Südsternwarte am Paranal-Observatorium vorgestellt.


ESOcast 60: A Polarised View of Exoplanets

Zu SPHERE folgende Infos:
http://astro.berkeley.edu/~kalas/lyot2007/Presentations/Beuzit_Jean-Luc.pdf
http://www.eso.org/sci/facilities/develop/instruments/sphere.html

Mit den besten Grüßen
Gertrud

Es gibt eine neue Methode zur Bestimmung der Masse von Exoplaneten. Bei einem Transit strahlt ein Anteil des Sternlichts durch die Atmosphäre des vorbeiziehenden Planeten. Das Spektrum des Ereignisses zeigt die Zusammensetzung der Atmosphäre an - und gibt Hinweise auf deren Druck. Der wiederum läßt Rückschlüsse auf die Gravitation und damit die Masse des Planeten zu.

Die beiden Entdecker Julien de Wit und Sara Seager haben ihre neue Methode an einem Exoplanet mit bekannter Masse getestet, die Abweichung ist minimal.

Quelle: http://www.sciencemag.org/content/342/6165/1473.abstract?sid=ea37dd5e-30b0-4bf9-9a1a-34f361be53b6

Quelle: http://www.sciencemag.org/content/342/6165/1473.abstract?sid=ea37dd5e-30b0-4bf9-9a1a-34f361be53b6

Dein Link führt leider nur zum kurzen Abstract auf Science. Die eigentliche Arbeit ist hinter einer Paywall versteckt. Ich habe die Originalarbeit weder auf arxiv noch sonstwo gefunden. Ärgerlich.

Ich weiß jetzt nicht aus welcher Quelle du das hier hast (im Abstract steht das so nicht):

Das Spektrum des Ereignisses zeigt die Zusammensetzung der Atmosphäre an - und gibt Hinweise auf deren Druck. Der wiederum läßt Rückschlüsse auf die Gravitation und damit die Masse des Planeten zu.

Das ist zwar nicht falsch, aber irreführend da wichtige Infos fehlen. Und GG kommt damit auch prompt zu einer falschen Einschätzung der Methode:

Venus und Erde sind fast gleich groß, die Drücke in ihren Atmosphären aber sehr unterschiedlich. Da würde ich nicht allzu viel Vertrauen in diese Methode haben.

Einen etwas erhellenderen Bericht habe ich hier gefunden:
www.phys.org/pdf306698234.pdf
Die unterschiedlichen Drücke (genauer: Das Druckprofil) einer Atmosphäre werden (selbstverständlich) berücksichtigt.
Die Autoren gehen von einer Gleichung aus (ich vermute eine Art barometrische Höhenformel), welche die Effekte der Planetentemperatur, Atmosphärendichte und Gravitationskraft auf das atmosphärische Druckprofil beschreibt. D.h., wenn man das Druckprofil, die Temperatur und die Dichte kennt kann man die Gravitationskraft bestimmen. Und daraus dann problemlos die Masse des Planeten.
Die Autoren konnten nun herausarbeiten, dass die drei Größen Temperatur, Dichte und Druckprofil das Transmissionsspektrum eines Planeten unabhängig voneinander beeinflussen und somit aus diesem ermittelt werden können.

Ja, das hätte ich wohl etwas eindeutiger formulieren sollen. 

Hallo @Besucher,
etwas habe ich noch zu den Thema "Planetenwaage"  gefunden.

http://web.mit.edu/newsoffice/2013/new-technique-measures-mass-of-exoplanets-1219.html

https://www.sciencemag.org/content/342/6165/1473.figures-only

http://www.nature.com/news/distant-planet-weighed-using-clues-from-starlight-1.14421

http://www.pro-physik.de/details/news/5668881/Eine_neue_Waage_fuer_Exoplaneten.html

http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2013/waage-fuer-exoplaneten/

Mit den besten Grüßen
Gertrud

Hallo Gertrud,
danke für die Links. Das sind allerdings alles sich kaum unterscheidende, kurze populärwissenschtliche Zusammenfassungen der Methode. Dein erster Link ist übrigens der gleiche Text wie mein phys.org-Link und insgesamt der informativste.
Es ist auch nicht so, dass ich jeden einzelnen Schritt und jede kleinste Formel des Verfahrens nachvollziehen muss (oder könnte), aber ein bisschen mehr mathematisch-physikalischer Hintergrund wäre schon interessant. Und da ist ein Überfliegen der Originalarbeit meistens am hilfreichsten.

@Major Tom:
Und ich dachte du hättest deine Formulierungen aus irgendeinem Pressetext. Alles kein Problem, denn ohne dein Posting wüssten wir ja gar nichts von der neuen Methode (ich zumindest nicht). 

Als nachweihnachtliche Bescherung hier ein Link zu einem neu erschienenen Paper vom MIT zur Masseberechnung von Exoplaneten mittels eines vollkommen anderen Ansatzes, der wohl gerade bei kleinen Planeten einen erheblichen Vorteil bietet. Da sich die Forscher hierzu im Gegensatz zur Radialgeschwindigkeitsmethode der Atmosphäreneigenschaften des Exoplaneten bedienen, könnte wohl selbst Spock ein "faszinierend" nicht unterdrücken....

http://www.sciencemag.org/content/342/6165/1473.full

Hallo Doc Hoschi,
leider kommt bei deinem Link eine Bezahlsperre.  :'(
Da ich keine 50 $ ausgeben will, kannst Du kurz beschreiben, wie die neue Methode funktioniert?
LG
Rücksturz

Merkwuerdig, bei mir geht der Link und ich kann sogar die ueber 70 Seiten Abhandlung als PDF runterladen. 

Ich fass mal ganz kurz zusammen:

Bisher wurde die Masse von Exoplaneten anhand ihrer Radialgeschwindigkeit um ihren Mutterstern berechnet. Diese Methode ist allerdings nur zuverlaessig fuer massereiche Planeten wie z.B. Heisse-Jupiter und auch nur, wenn der Mutterstern eine entsprechende Helligkeit aufweist.

Die Abhandlung beschreibt nun ein neuses Messkonzept, welches die Ausdehnung und ichte der Atmosphaere eines Exoplaneten nutzt um Rueckschluesse auf dessen Masse zu ziehen. Mit heutigen verfuegbaren Teleskopen lassen sich mit dieser Methode bereits entsprechend genau die Massen von Heissen-Jupitern berechnen. Man erwartet, dass man mit Hilfe des JWST und dem von der ESA vorgeschlagenem Exoplanet Characterisation Observatory (EChO) auch die Masse von Mini-Neptunen, Super-Erden, und erdaehnlichen Planeten berechnen kann, selbst wenn der Mutterstern selbst nur eine geringe Helligkeit aufweist.

Och Mensch, jetzt hatte ich mir gerade eben eine Zusammenfassung zurechtgezimmert:

Nun, was die beiden Forscher beschreiben, ist dass die Massebestimmung ausschließlich über das Transmissionsspektrum des Exoplaneten bestimmt werden kann. Die bisher hauptsächlich angewandte RV-Methode (radial velocity) funktioniert zwar sehr gut für massereiche Planeten, aber bei sehr lichtschwachen kleinen Planeten ist die Methode offensichtlich zu unpräzise. Die neue Methode (MassSpec) basiert auf Transitbeobachtungen (1 Transit kann schon ausreichen). Die Masse eines Planeten beeinflusst dessen Transmissionsspektrum durch das atmosphärische Druckprofil (bzw. Skalenhöhe der Atmosphäre) und dadurch das atmosphärische Absorptionsprofil. Auf die einzelnen Berechnungen will ich jetzt lieber nicht eingehen.....
Die Methode benötigt a) die Skalenhöhe der Atmosphäre, b) Planetenradius (der wiederum Aufschlüsse über die Opazität der Atmosphäre gibt), c) Temperatur und d) mittlere Molekularmasse der Atmosphäre.  Vieles davon kommt als Information über das Transmissionslicht zur Erde.
Die Methode wird nicht durch eventuelle Wolken auf Exoplaneten beeinflusst und kann (über die gemessene Masse) zudem noch Aufschlüsse über die generelle Zusammensetzung des Planeten liefern (Fehler bis 15% könnten hier jedoch wohl nur Abschätzungen erlauben).
Aktuell ist mit den verfügbaren Instrumenten die Analyse nur bei Gasriesen wie "heißen Jupitern" anwendbar, da hier die Werte für Temperatur über Emissionsspektroskopie und die molekulare Zusammensetzung (H/He) bekannt sind. Hier wurde die Methode mit dem heißen Jupiter HD 189733b getestet, dessen Masse über RV bestimmt wurde (1,14 Jupitermassen +/-0,056). Das Ergebnis über MassSpec betrug 1,15 Jupitermassen. Gar nicht so schlecht, wenn man bedenkt, dass einige Werte abgeschätzt wurden…..oder gerade deshalb??
Die Ergebnisse ermöglichen die Bestimmung erdähnlicher Exoplaneten und Supererden mittels der Daten zukünftiger Teleskope (wie das SNR Spektrum vom JWST oder dem vorgeschlagenen Exoplanet Characterization Observatory - EchO), die besser für die Atmosphärenanalyse ausgelegt sind. Es wird geschätzt, dass über das JWST Mini-Neptune (bis zu 500 Parsec), erdgroße Planeten (50 Parsec) und Supererden (100 Parsec) für M9V Sterne vermessen werden können. Für M1V Sterne gelten dann natürlich schlechtere Werte (200,20,40), etc.
Da über SPECULOOS (http://www.mpia-hd.mpg.de/homes/ppvi/posters/2K066.pdf) M-Zwerge schon ab 2016 untersucht werden sollen, kann die Methode bereits da eingesetzt werden, um erdähnliche Planeten zu vermessen.

Wesentlich vereinfacht steht das alles auch hier:
http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/planetenwaage-neue-methode-vermisst-auch-kleine-exoplaneten-a-941183.html

Das hatten wir schon anderswo hier im Forum.

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=7212.msg274799#msg274799

Sorry für das "doppelt gemoppelt", aber das Foren-Labyrinth ist zuweilen echt verzwickt zu durchschauen.... .
Ansonsten bitte ich Olli und/oder Kreuzberga diesen und die vorhergehenden Posts wieder zu löschen....

Danke für die Erklärungen, jetzt kann ich mir das Prinzip vorstellen.
(Wenn es für mich auch wie eine Gleichung mit 5 oder 6 Unbekannten klingt...  )
Grüße
Rücksturz

Ansonsten bitte ich Olli und/oder Kreuzberga diesen und die vorhergehenden Posts wieder zu löschen....

Ich habe die Beiträge mal hier zusammengeführt. Passt schon. 

Hallo der Gemini Planet Imager am Teleskop Gemini South in Chile wurde eingeweit (first light)

damit soll es möglich sein Jupiter große Planeten auf bahnen zwischen 5-40 AE direkt abzubilden

http://www.gemini.edu/node/12113

Animation Okkulterpositionierung



Doch zu welcher Mission das gehört kann ich nicht sagen.

Gruß, HausD

PlanetQuest

http://planetquest.jpl.nasa.gov/

Hallo Zusammen,

Das Instrument Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research (SPHERE) wurde im Mai 2014 am Very Large Telescope (VLT) der ESO am Paranal-Observatorium in Chile angebracht und hat erste Beobachtungen durchgeführt.

Das SPHERE-Instrument wird in die Kuppel des VLT-Hauptteleskops 3  gehoben und ist bereit zur Montage

Details

Herkunftsnachweis: ESO/J.-L. Lizon
http://www.eso.org/public/germany/images/eso1417g/

 Das SPHERE-Instrument ist der schwarze Kasten auf der Plattform an der Seite des VLT-Hauptteleskop 3 der ESO zu sehen. 

Details

Herkunftsnachweis: ESO/J. Girard http://www.eso.org/public/germany/images/eso1417c/

Das VLT-Hauptteleskop 3 der ESO nimmt den Großteil des Bildes ein und das  SPHERE-Instrument ist der schwarze Kasten unten rechts.

Details

Herkunftsnachweis: ESO/J. Girard    
http://www.eso.org/public/germany/images/eso1417d/


The SPHERE instrument during Installation on the VLT 4K Ultra High Definition TV [UHD]
Quelle:
http://www.eso.org/public/germany/news/eso1417/
http://www.eso.org/sci/facilities/develop/instruments/sphere.html

Mit den besten Grüßen
Gertrud

Hallo Zusammen,

die Beiträge zu dem Konzept Starshade habe ich in diesem Thread zusammengefasst.
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=14513.msg369952#msg369952

Mit den besten Grüßen
Gertrud

Animation Okkulterpositionierung



Doch zu welcher Mission das gehört kann ich nicht sagen.

Gruß, HausD