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Exoplaneten

Exoplaneten. Beobachtungsmethoden. Indirekte Beobachtung. Doppler-Spektroskopie (Radialgeschwindigkeit) Photometrie (Transit) Astrometrie Pulsar Timing Microlensing. Direkte Beobachtung. Auslöschungsinterferometrie Abdunkelung des Zentralsterns. 716 Planeten.

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Exoplaneten

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Presentation Transcript

  1. Exoplaneten

  2. Beobachtungsmethoden Indirekte Beobachtung • Doppler-Spektroskopie (Radialgeschwindigkeit) • Photometrie (Transit) • Astrometrie • Pulsar Timing • Microlensing Direkte Beobachtung • Auslöschungsinterferometrie • Abdunkelung des Zentralsterns

  3. 716 Planeten • Kandidaten welche durch Radialgeschwindigkeiten oder bei Astrometrie gefunden wurden: • 535 Planetensysteme • 657 Planeten • 79 Systeme mit mehreren Planeten

  4. Radialgeschwindigkeit Einfluss auf Bewegung der Sonne: Jupiter 12.5 m/s, Erde 0.04 m/s Gut geeignet, um Planeten mit ~Jupitermasse zu finden

  5. Astrometrie Aus 10 pc Entfernung gesehen, verursacht Jupiter ein „Wackeln“ der Sonne um 500 μarcsec (Erde 0.3 μarcsec) Masse des Planeten kann direkt bestimmt werden Benötigte Genauigkeit wird noch nicht erreicht

  6. 716 Planeten • Exoplaneten mit Transit • 176 Planetensysteme • 193 Planeten • 17 Systeme mit mehreren Planeten

  7. Brown et al. 2001 Transit • Zieht ein scheinbar kleinerer Himmelskörper vor einem anderen vorbei und bedeckt ihn dabei teilweise, so wird dieser Durchgang ein Transit genannt.

  8. Kandidaten welche durch 'Microlensing' gefunden wurden • 12 Planetensysteme • 13 Planeten • 1 Systeme mit mehreren Planeten

  9. Kandidaten welche durch Bildgebende Verfahren gefunden wurdenKandidaten welche durch Bildgebende Verfahren gefunden wurden • 26 Planetensysteme • 29 Planeten • 1 Systeme mit mehreren Planeten

  10. Habitable Zone(Um einen Stern) • Die Region um einen Stern, in der Wasser in den 3 Aggregatzuständen (Eis, Wasser, Dampf) existieren kann. • Zwischen 0,95 und 1,37 AE • Wo genau der Bereich verläuft, in dem Wasser flüssig ist, hängt von der Masse und der Energieabstrahlung des Sterns ab.

  11. Warum konnte auf der Venus kein Leben entstehen? • Informationen: • Entfernung zur Sonne: 0,72 AE (Erde: 1AE) • Umfang am Äquator: 38.025 km (40076 km) • Volumen: 928.400.000.000 km3 (1.083.319.780.000 km3) • Dichte: 5,24 g/cm3 (5,52 g/cm3) • Fallbeschleunigung: 8,87 m/s2 (ca. 10 m/s2) • Siderisches Jahr: 225 Erdtage (365) • Volle Drehung um die eigene Achse (Tag): 243 Erdtage • Monde: keine • ESI: 0.44 • SPH: 0.00

  12. Warum konnte auf der Venus kein Leben entstehen? • Der heftige Vulkanismus • Um Venus herum entwickelte sich eine dichte Atmosphäre und eine stets geschlossene Wolkendecke. Das sorgt für einen enormen Treibhauseffekt. Venus kann ihre Wärme nicht an den Weltraum abgeben. Sie heizte sich in den letzten Millionen Jahren immer stärker auf. Heute ist sie sogar heißer als Merkur, der sonnennächste Planet!

  13. Warum konnte auf dem Mars kein Leben entstehen? • Informationen: • Entfernung zur Sonne: 1,52 AE (Erde: 1AE) • Umfang am Äquator: 21.344 km (40.076 km) • Volumen: 163.140.000.000 km3 (1.083.319.780.000 km3) • Dichte: 3,94 g/cm3 (5,52 g/cm3) • Fallbeschleunigung: 3,69 m/s2 (ca. 10 m/s2) • Siderisches Jahr: 686,93 Erdtage (365) • Volle Drehung um die eigene Achse (Tag): 1,026 Erdtage oder 24,62 Stunden • Monde: • Phobos: 11 km (Erdmond 3476 km) • Daimos: 6 km .

  14. Warum konnte auf dem Mars kein Leben entstehen? • Der Mars zu klein, um Wasser an der Oberfläche und die Luft der Atmosphäre dauerhaft festhalten zu können. • Wasser, das an die Oberfläche tritt, verdampft sofort wegen des geringen Drucks und verflüchtigt sich als Wasserdampf. • Die dünne Luft kann die Wärme der Sonne kaum speichern. » Temperatur: - 133 °C (Min.) - 55 °C (Mittel) + 27 °C (Max.)

  15. Habitable Zone(Um eine Galaxie) • Direkt im Bereich des Zentrums einer Galaxie wird sich höchstwahrscheinlich kein Leben herausbilden können. Hier geht es viel zu turbulent zu. Viele Sterne drängen sich zusammen. Wenn einer von ihnen am Ende seines Daseins angekommen ist und explodiert, wird er seine Umgebung und damit viele andere Sterne mit Röntgen- und Gammastrahlung bombardieren. • Ganz im Außenbereich einer Galaxis wird die Entstehung von Leben kaum möglich sein, denn es benötigt ja auch eine Heimat. Die Entstehung von Planeten und Monden am Rande der Galaxien ist nicht möglich, da dort zu wenig Metalle und feste Stoffe zur Verfügung stehen. Es bilden sich Sterne ohne Planeten.

  16. Exoplanet • Definition: Ein extrasolarer Planet, kurz Exoplanet, ist ein Planet außerhalb des vorherrschenden gravitativen Einflusses der Sonne. Extrasolare Planeten gehören also nicht dem Sonnensystem an, sondern einem anderen Planetensystem bzw. umkreisen einen anderen Stern.

  17. HD 85512 • Entfernung: 36.46 Lj • Lage: Sternbild Vela • Spektralklasse: K5V • Sonnenmassen: 0.69 MSonne • Radius: 0.533 RSonne • Temperatur: 4715 (± 102) K • Alter: 5.61 Mrd. Jahre

  18. HD 85512 b Entfernung vom Stern: 0,69 AE Entdeckung in: 2011

  19. Gliese 581 • Entfernung: 20.25 ±0.3Lj • Spektralklasse: M2.5V (Sonne: G2V)

  20. Radius: 0.3 (± 0.01) Rsun  (208.710 km) • Alter: 8 (−1+3) Gyr • Scheinbare Helligkeit: 10,57 mag • Auge sieht in der Großstadt bis 4 mag und im Gebirge bis 6 mag. • vgl.: (Sonne: −26,73 mag) (Mond: −12,73 mag) (Polarstern: 1,97 mag) (Pluto: 13,9 mag)

  21. Gliese 581 e • 1. Planet • Entdeckung: 2009 • Masse: 0.0061 MJ (= 1.9M⊕) • Durchschnittliche Entfernung zum Zentralgestirn: 0.028AE (= 4.188.740,39 km) • Siderisches Jahr: 3.15Tage • Temperatur: heiß

  22. Gliese 581 b • 2. Planet • Entdeckung: 2005 • Masse: 0.05 MJ (= 15.89 M⊕) • Durchschnittliche Entfernung zum Zentralgestirn: 0.041 AE (= 6.133.512.7 km) • Siderisches Jahr: 5.37 Tage • Temperatur: 187 °C (Schätzung)

  23. Gliese 581 c • 3. Planet • Entdeckung: 2005 • Masse: 0.017 MJ (5.4 M⊕) • Durchschnittliche Entfernung zum Zentralgestirn:  0.073 AE (10.920.644.6 km) • Siderisches Jahr: 12.9182 Tage

  24. Gliese 581 g(unbestätigt) • 4. Planet • Entdeckung: ? • Masse: 0.01 MJ (= 3.18M⊕) • Durchschnittliche Entfernung zum Zentralgestirn: 0.15AE (= 22.439.680,65 km) • Siderisches Jahr: 36.7Tage 

  25. Gliese 581 d • 5. Planet • Entdeckung: 2007 

  26. Gliese 581 f(unbestätigt) • 6. Planet • Entdeckung: ? • Masse: 0.023 MJ (= 7.3100088722M⊕) • Durchschnittliche Entfernung zum Zentralgestirn: 0.028AE (= 4.188.740,39 km) • Siderisches Jahr: 433 (± 13) Tage

  27. Kepler-22 http://kepler.nasa.gov/Mission/discoveries/kepler22b/

  28. Kepler 22 b

  29. http://phl.upr.edu/library/notes/updatesonexoplanetsduringthefirstkeplerscienceconferencehttp://phl.upr.edu/library/notes/updatesonexoplanetsduringthefirstkeplerscienceconference • http://andrewrushby.com/category/astronomy-and-exoplanets/

  30. Wie aber kamen die Astronomen zu ihrer gewagt klingenden Schätzung, da bisher doch gerade erst einmal knapp 1.000 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems "offiziell" entdeckt wurden, von den die meisten ziemlich groß und gar nicht erdähnlich sind? Die Antwort lautet: mittels Mikrolinseneffekts, einem Phänomen, das man zum Aufspüren von kleinen und sonnenfernen Exoplaneten nützen kann. • Die meisten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems wurden entweder aufgrund von minimalen Veränderungen der Radialgeschwindigkeit oder der Helligkeit der Sterne gefunden ("Transit-Methode"), die vor allem auf große und sonnennahe Begleiter schließen lassen. Mit sogenannten Gravitations- oder Mikrolinsen kann man hingegen auch kleinere Planeten mit größerer Umlaufbahn entdecken - was dem Astronomenteam in sechs Jahren relativ oft gelang. • Benötigt wird für das von Albert Einstein theoretisch beschriebene "Microlensing" ein weit entfernter Stern als Lichtquelle. Zieht davor ein anderer Stern vorüber, wird durch dessen Gravitation das Licht des Quellsterns gebeugt, was zur Helligkeitssteigerung führt. Der vorbeiziehende Stern wirkt quasi als Linse. Wird er freilich von Planeten begleitet, dann hinterlassen die ihre Spuren in der sogenannten photometrischen Kurve, was auf Masse und Umlaufbahn der Planeten schließen lässt.

  31. Earth Similarity Index (ESI) • Standard Primary Habitability (SPH) • http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/stats • http://www.nytimes.com/interactive/2011/12/03/science/space/1202-planet.html • http://www.factfictionandconjecture.ca/files/milky_way.html

  32. http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/list_esihttp://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog/list_esi • KOI • http://www.scienceblogs.de/mt/suche.cgi?IncludeBlogs=34&search=exoplaneten

  33. Quellen • http://www.astrokramkiste.de/habitable-zone

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