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Entdeckung von Exoplaneten über die Radialgeschwindigkeitsmethode

Entdeckung von Exoplaneten über die Radialgeschwindigkeitsmethode. Gliederung. 1. Was ist die Radialgeschwindigkeitmethode? 2. Probleme dieser Methode 3. Bedeutende Entdeckungen 4. Instrumente zur Entdeckung 5. Quellen. 1. Was ist die Radialgeschwindigkeitsmethode?.

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Entdeckung von Exoplaneten über die Radialgeschwindigkeitsmethode

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Presentation Transcript

  1. Entdeckung von Exoplaneten über die Radialgeschwindigkeitsmethode

  2. Gliederung 1. Was ist die Radialgeschwindigkeitmethode? 2. Probleme dieser Methode 3. Bedeutende Entdeckungen 4. Instrumente zur Entdeckung 5. Quellen

  3. 1. Was ist die Radialgeschwindigkeitsmethode? • Älteste und erfolgreichste Methode zur Entdeckung von Exoplaneten • Grundgedanke : durch Gravitationskräfte von anderen Himmelskörpern liegt das Baryzentrum nicht im Sternmittelpunkt • Entstehen eines „Wackelns“ des Zentralsterns

  4. Was ist die Radialgeschwindigkeitsmethode? → Verschiebung des Lichtspektrums → bei Bewegung auf die Erde zu: Lichtstrahlung kurzwellig, Spektrum blauverschoben → bei Bewgung von der Erde weg: Lichtstrahlung langwellig, Spektrum rotverschoben

  5. 2. Probleme dieser Methode • Gewichtslimit der zu entdeckenden Planeten bei 5 Erdmassen • Keine Erkennung des Dopplereffekts bei einer Neigung von 90° relativ zur Erde • Bei einer Neigung von 0° relativ zur Erde nur Bestimmung der Minimalmasse des Himmelskörpers →einige Exoplaneten könnten kleine Sonnen sein • Nur Entdeckung auf relativ engen Bahnen möglich

  6. 3. Bedeutende Entdeckungen 1. 1995 Michel Mayor und Didier Queloz: erster Exolanet „51 Pegasi b“ 2. 2007: erste evtl. habitable Zone „Gliese581“

  7. 3.1 51 Pegasi b • 1995 erster bestätigter Exoplanet • 0,6 Jupitermassen schwer • ~0,05 AE Entfernung vom Zentralstern • Umlaufzeit 4d

  8. 3.1 51 Pegasi b • Spekulationen: → Gasriese → hohe Strahlungsintensität durch 51 Pegasi b → starker Vulkanismus → definitiv unbewohnbar

  9. 3.2 Gliese 581 • Erste eventuell habitable Zone 2007 • Im Sternbild Waage • 20 Lichtjahre entfernt • Gliese 581 c + Gliese 581 d in der s.g. Habitablen Zone • Beide 2007 entdeckt

  10. 3.2.1 Gliese 581 c • 5 Erdmassen schwer; 1,5-facher Erddurchmesser • 1/14 AE von Zentralgestirn entfernt • Umlaufzeit 13d • Temperaturvermutung zwischen -3 und +40°C → laut neueren Messungen zu heiß für erdähnliches Leben

  11. 3.2.1 Gliese 581 c

  12. 3.2.2 Gliese 581 d • Mind. 5,6 Erdmassen schwer • Umlaufzeit 66d • Als erdähnlichster Exoplanet gehandelt • Reiner Gesteinsplanet oder Eisplanet, der nach innen wanderte und jetz eine Wasserwelt darstellt

  13. 4. Instrumente zur Entdeckung 1. HARPS 2. GAIA-Satellit 3. APF

  14. 4.1 HARPS = High Accuracy Radial velocity Planet Searcher • Échelle-Spektrograph für das 3,6m große Teleskop in Chile von ESO • Genauigkeit bei 1 m/s • Erste Mesungen Januar 2003 • Wichtige Entdeckungen: z.B. Gliese 581 d und Gliese 581 e

  15. 4.1 HARPS

  16. 4.2 GAIA (Raumsonde) = Globales Astrometrisches Interferometer für die Astrophysik • Weltraumsonde am 19.12.2013 von ESA in den Orbit entsandt • Flugdauer voraussichtlich 5 Jahre

  17. 4.2 GAIA (Raumsonde) • Wissenschaftliches Hauptziel: → Aufklärung von Ursprung und Entwicklung unserer Galaxie mit Hilfe vieler Sternmessungen → Messungen der Radialgeschwindigkeiten → Entdeckung von Exoplaneten

  18. 4.2 GAIA (Raumsonde)

  19. 4.3 APF = Automated Planet Finder • Seit Januar 2014 am Link Observatory in Kalifornien in Betrieb • Erstes vollautomatisches Roboterteleskop → automatische Überprüfung des Wetters und Wahl der Zielsterne → ununterbrochen in Betrieb

  20. 4.3 APF • 2,4m großes Fernrohr • Genauigkeit bei 1 m/s • Suchgebiet bis in 100 Lichtjahren Entfernung • Wichtige Entdeckungen: z.B. System zum Stern HD 141399

  21. 4.3 APF

  22. 4.3 APF Video-LINK: https://www.youtube.com/watch?v=BrJZlmWmvC4

  23. 5. Quellen: • http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2013/04/02/die-wunderbare-welt-der-exoplaneten-iv-heis-und-unerwartet/ • http://www.corot.de/german/Exoplanet/Detektionsmethode.html • http://m.schuelerlexikon.de/phy_abi2011/DOPPLER_Effekt.htm • http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2009/10/20/30-neue-extrasolare-planeten/ • http://www.oai.de/de/publikationen/oai-blog/652-die-neue-vokabel-universum.html • http://pulsar.sternwarte.uni-erlangen.de/wilms/teach/astrosem09/kohlmann.pdf

  24. 5. Quellen: • http://www.exoplaneten.de/51peg/ • http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/exoplaneten/nachweismethoden/ • http://www.heise.de/tp/news/Roboter-auf-permanenter-Exoplanetenjagd-2157679.html • http://www.matkit.at/studium/sem_planet/radmet.htm • http://de.wikipedia.org/wiki/Extrasolarer_Planet#Zahl_der_bekannten_Exoplaneten

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