Schlagwort: Exoplanet

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Keplers Sonnen und Planeten

In vielen Zeilen sind Sterne in verschiedenen Farben der größe nach sortiert in Zeilen angeordnet, sodass die Sterne sich überlappen. Unten beginnen die kleinsten Sterne, oben sind große dargestellt. Es sind alle Sterne, bei denen Exoplaneten gefunden wurden.

Illustrations-Credit: Jason Rowe, Kepler-Mission

Beschreibung: Astronominnen und Forschende entdeckten mithilfe der produktiven Raumsonde Kepler, die Planeten sucht, 1235 Kandidaten für Planeten, die um andere Sonnen kreisen. Die Suche der Mission Kepler nach erdähnlichen Welten begann im Jahr 2009.

Um Planeten zu finden, beobachtet Kepler ein reichhaltiges Sternfeld. Dort sucht die Raumsonde nach leichten Verdunkelungen des Sternenlichts, das durch den Vorübergang eines Planeten vor seinem Zentralstern verursacht wird. Solche Verdunkelungen bezeichnet man als Planetentransite.

Diese eindrucksvolle Illustration zeigt alle Planetenkandidaten, die von Kepler entdeckt wurden, beim Transit vor ihrem Zentralstern. Sie sind von links oben nach rechts unten nach ihrer Größe sortiert. Die Sterne mit den Silhouetten ihrer transitierenden Planeten sind im gleichen Maßstab mit satten Sternfarben dargestellt.

Bei manchen Sternen sind mehrere transitierende Planeten zu sehen. Doch ihr müsst das Bild bei hoher Auflösung sehr genau ansehen, um alle zu erkennen. Die Sonne ist zum Vergleich im selben Maßstab abgebildet, sie befindet sich rechts unter der obersten Reihe. Vor der Sonnenscheibe sind Jupiter und die Erde im Transit zu sehen.

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Sechs Welten für Kepler-11

Die Illustration vergleicht das System Kepler 11 mit unserem Sonnensystem. Oben ist Kepler 11, unten die Sonne mit den Planeten Merkur und Venus als Schema dargestellt.

Illustrationscredit: Tim Pyle, NASA

Beschreibung: Sechs Welten umkreisen Kepler-11, einen sonnenähnlichen Stern im Sternbild Schwan (Cygnus), der 2000 Lichtjahre entfernt ist. Die neue Entdeckung basiert auf Daten der Planeten suchenden NASA-Raumsonde Kepler. Sie macht das Kepler-11-System zum umfangreichsten Exoplaneten-System, das wir kennen.

Die Illustration vergleicht Kepler-11 mit unserem Sonnensystem. Der Vergleich zeigt, dass fünf der Planeten von Kepler-11 näher an ihrem Heimatstern kreisen als der Merkur an der Sonne. Ihre Umlaufzeiten betragen zwischen 10 und 47 Tagen. Alle sechs Exoplaneten sind größer als die Erde und bestehen wahrscheinlich aus einer Mischung aus Gestein und Gas.

Ihre Existenz sowie ihre Größen und Massen wurden durch sorgfältige Beobachtung des Ausmaßes ermittelt, in dem die Planeten das Licht von Kepler-11 abblenden, wenn sie vor dem Stern vorüberziehen. Im August 2010 registrierte die Kamera des Kepler-Teleskops sogar den gleichzeitigen Transit dreier Planeten im System.

Gestern wurde bekannt gegeben, dass die Kepler-Mission mithilfe der Transit-Methode in einem Sichtfeld, das nur etwa 1/400stel des Himmels umfasst, inzwischen mehr als 1200 Kandidaten für Exoplaneten ermittelt hat. Dieses faszinierende Ergebnis lässt vermuten, dass es in unserer Galaxis viele noch unentdeckte Planeten gibt, die um Sterne kreisen.

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Zarminas Welt

Links oben leuchtet ein matter roter Stern mit ein paar Flecken, rechts unten ist ein Planet der eine hell beleuchtete Sichel zeigt, das Licht ist aber scheinbar zu hell für den Stern. Links und rechts neben dem roten Stern sind noch weitere Planeten zu sehen.

Illustrationscredit und Bildrechte: Lynette Cook

Beschreibung: Der rote Zwergstern Gliese 581 ist an die 20 Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Waage. In den letzten Jahren wurde er von Astronomen* genau untersucht. Erdgebundene Teleskope hatten Anzeichen für mehrere Planeten beobachtet, die den kühlen Stern umkreisen. Mindestens zwei davon befinden sich nahe an der habitablen Zone des Systems. Das ist jene Entfernung vom Stern, in der es auf der Oberfläche eines erdähnlichen Planeten flüssiges Wasser geben kann.

Nun gab ein Team unter der Leitung von Steven Vogt (UCO Lick) und Paul Butler (DTM Carnagie Inst.) die Entdeckung eines weiteren Planeten mitten in der habitablen Zone des Systems bekannt. Ihre Arbeit basiert auf Beobachtungsdaten von 11 Jahren. Die Entdeckung ist ein klarer Fall für den ersten möglicherweise bewohnbaren Planeten, der bei einem nahe gelegenen Stern gefunden wurde.

Dieser Illustration einer Künstlerin zeigt den Planeten im inneren Teil des exoplanetaren Systems. Er ist als Gliese 581g katalogisiert, doch Vogts nennt ihn – nach seiner Frau – Zarminas Welt.

Die Auswertung der Daten zeigt einen Planeten mit einer Umlaufzeit von 37 Tagen, einem Bahnradius von nur 0,15 AE und einer Masse von 3,1 Erdmassen. Die Modellabschätzungen ergeben weiters einen Planetenradius von 1,5 Erdradien sowie eine etwa 1,1- bis 1,7-fache Oberflächengravitation der Erde. Der Fund eines habitablen Planeten, der so nahe bei der Erde liegt, lässt den Schluss zu, dass es noch viele weitere davon in unserer Milchstraße gibt.

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HD 10180: das bisher reichhaltigste Planetensystem

Künstlerische Animation: ESO, L. Calçada

Beschreibung: Gibt es andere reichhaltige Planetensysteme? Unser Sonnensystem hat die meisten Planeten aller uns bekannten Sterne, sehr wahrscheinlich weil es so schwierig ist, Planeten bei anderen Sternen zu finden. Genaue Messungen zeigten nun jedoch ein schwaches, aber komplexes Wackeln des sonnenähnlichen Sterns HD 10180, was vermuten lässt, dass er mindestens fünf Planeten oder mehr besitzt. Damit ist es das reichhaltigste bisher bekannten extrasolaren Planetensystem.

Die Planeten von HD 10180 wurden in Daten gefunden, die im Lauf von Jahren mit dem empfindlichen HARPS-Spektrographen gesammelten wurden. Der HARPS-Spektrograph ist am 3,6-Meter-Teleskop der ESO auf La Silla (Chile) montiert. Das Planetensystem unterscheidet sich wohl stark von unserem Sonnensystem, weil alle bei HD 10180 entdeckten Planeten eine ähnliche Masse wie Neptun besitzen, aber weniger weit vom Stern entfernt sind als der Mars von der Sonne.

Das oben gezeigte Video ist die Animation eines Fluges in dieses System. In Zukunft könnten mehr genaue Daten von einem längeren Zeitraum die Perioden für das Aufspüren des Wackelns von Sternen bis in jenen Bereich erweitern, in dem weiter entfernte und erdähnlichere Planeten entdeckt werden können.

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Begleiter eines jungen sonnenähnlichen Sterns bestätigt

Ein heller weißer Fleck mit gelben Rand ist von einem Muster aus grünen und rötlichen Flecken umgeben. Links oben ist ein kleiner heller Lichtfleck.

Credit: Gemini-Observatorium, D. Lafreniere, R. Jayawardhana, M. van Kerkwijk (Univ. Toronto)

Beschreibung: Das erste direkte Bild eines extrasolaren Planeten, der einen sonnenähnlichen Stern umkreist, wurde nun bestätigt. Der Heimatstern befindet sich nur 500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Skorpion und ist als 1RXS J160929.1-210524 katalogisiert. Er ist nur ein wenig größer, massereicher und kühler als die Sonne. Der Stern ist allerdings viel jünger – er ist nur ein paar Millionen Jahre alt; im Vergleich dazu ist die Sonne im mittleren Alter von 5 Milliarden Jahren.

Dieses scharfe Infrarotbild zeigt den planetaren Begleiter des jungen Sterns links über der Bildmitte. Die Masse des Planeten wird auf etwa 8 Jupitermassen geschätzt, und seine Umlaufbahn ist gewaltige 330 Erde-Sonne-Distanzen von seinem Heimatstern entfernt. Der junge planetare Begleiter ist noch heiß und im Infrarotlicht relativ hell, wahrscheinlich wegen der Hitze, die bei seiner Entstehung durch Kontraktion unter dem Einfluss der Gravitation entstand.

Solche neu entstandenen Planeten sind an sich leichter zu entdecken, bevor sie altern und auskühlen und dabei stark verblassen. Das oben gezeigte Entdeckungsbild entstand 2008 wurde aber erst kürzlich bestätigt, als man feststellte, dass der Planet bei seinem Heimpatstern blieb, während sich die Hintergrundsterne im Lauf der Zeit leicht verschoben haben.

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Ein riesiger Planet für Beta Pic

Mitten in dem blau gefärbten Bild ist eine runde Struktur, von der zwei gegenüberliegende gelbe Ströme mit roten Rändern ausfließen.

Credit: A.-M. Lagrange, D. Ehrenreich (LAOG) et al., ESO

Beschreibung: Der junge Stern Beta Pictoris ist nur 50 Lichtjahre entfernt. Er wurde in den frühen 1980er Jahren zu einem der bedeutendsten Sterne am Himmel. Beobachtungen mit Satelliten- und erdgebundenen Teleskopen zeigten eine äußere Staub- und Trümmerscheibe um den Stern und eine innere freie Zone, die etwa so groß ist wie unser Sonnensystem – ein deutlicher Hinweis auf die Entstehung von Planeten.

Infrarotbeobachtungen mit Teleskopen der Europäischen Südsternwarte zeigten schrittweise eine Quelle in der freien Zone, die nun als riesiger Planet bestätigt wurde, der Beta Pic umkreist. Dass der Planet an zwei verschiedenen Positionen in seiner Umlaufbahn beobachtet wurde, gilt als Bestätigung.

Der riesige Planet wird als Beta Pictoris b bezeichnet. Er muss rasch entstanden sein, da Beta Pic selbst nur 8 bis 20 Millionen Jahre alt ist. Seine Umlaufperiode wird auf 17 bis 44 Jahre geschätzt, also könnte die Umlaufbahn von Beta Pictoris b ähnlich sein wie Saturns Bahn, wenn er in unserem Sonnensystem wäre. Damit ist er der Planet mit der geringsten Entfernung zu seinem Stern, der je direkt beobachtet wurde – bis jetzt zumindest.

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Gefährlicher Sonnenaufgang auf Gliese 876d

Das Bild zeigt eine felsige, orangefarbene dämmrige Landschaft, hinter dem Horizont lleuchtet ein Stern mit ausladenden Protuberanzen.

Illustration und Bildrechte: Inga Nielsen (Hamburger Sternwarte, Gate to Nowhere)

Beschreibung: Auf dem Planeten Gliese 876d könnten Sonnenaufgänge gefährlich sein. Obwohl niemand weiß, wie die Bedingungen auf diesem Planeten, der den veränderlichen Roten Zwerg Gliese 876 in einem niedrigen Orbit umkreist, tatsächlich sind, vermittelt die künstlerische Darstellung oben einen ungefähren Eindruck. Mit einem Orbit innerhalb der Merkurbahn und einer Masse, die das mehrfache jener der Erde beträgt, könnte Gliese 876d so langsam rotieren, dass die Unterschiede zwischen Tag und Nacht dramatisch sind. Gliese 876d wird hier mit aktivem Vulkanismus dargestellt, der durch Gezeitenkräften hervorgerufen werden könnte, die den Planeten durchwalken und innerlich aufheizen, und der möglicherweise tagsüber verstärkt auftritt. Der aufgehende Rote Zwergstern zeigt erwartete stellare magnetische Aktivität, wodurch dramatische und gewaltige Sonnenfackeln auftreten. Am oben dargestellten Himmel wird die dünne Atmosphäre eines hypothetischen Mondes von den Sternwinden des Roten Zwerges weggeblasen. Gliese 876d regt die Phantasie an, weil er  einer der wenigen bekannten extrasolaren Planeten ist, die nahe an der habitablen Zone ihrer Heimatsterne liegen.

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Wo ist HD 189733?

Siehe Beschreibung. Ein Klick auf das Bild liefert die höchste verfügbare Auflösung.

Bildcredit: NASA, ESA, A. Fujii, and Z. Levay (STScI)

Beschreibung: Der Stern mit der Katalogbezeichnung HD 189733 ist nur 63 Lichtjahre entfernt. Auf diesem detailreichen Weitwinkelbild des nördlichen Sternbildes Schwan (Cygnus) ist seine Position eingezeichnet.

Angesichts der vielen vertrauten hellen Sterne, Nebel und Sternhaufen in dieser Region erscheint HD189733 nicht besonders interessant. Man weiß jedoch, dass er mindestens einen heißen, ungefähr jupitergroßen Planeten besitzt, der in einem sehr geringen Abstand um ihn kreist, und zwar mit einer beeindruckend kurzen Umlaufzeit von 2,2 Tagen.

Da der Planet seinen Heimatstern regelmäßig abdunkelt, können Astronomen das Sternenlicht, das direkt durch die Atmosphäre des Planeten dringt, mittels Spektroskopie analysieren und die Moleküle bestimmen. Zuerst wurde Wasserdampf in der Atmosphäre des Planeten entdeckt. Nun berichten Forschende, dass die Daten des Weltraumteleskops Hubble auch die chemische Signatur von Methan (CH4) aufweisen. Dieses interessante Ergebnis ist der erste Nachweis eines organischen Moleküls auf einem Planeten, der um einen fremden Stern kreist.

Wahrscheinlich ist der Planet von HD 189733 zu heiß und zu unwirtlich für Leben. Doch diese Arbeit ist ein erster Schritt zur Messung der Bedingungen und der Chemie auf anderen extrasolaren Planeten, auf denen es Leben geben könnte.

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