Didaktik der Astronomie

Exoplaneten

Stellen Sie sich vor es wird Nacht ...

... zum ersten Mal.

   

Der Lange Weg

• „Dunkle“ Begleiter von Sternen: zB Weisse Zwerge: Sirius b, Prokyon b

• Positionsmessungen: Peter van de Kamp und Barnards Stern

• Geschwindigkeitsmessungen: Von Doppelsternen zu Planeten

   

Erste Hinweise ab 1984Scheiben um Sterne

Scheibe um β Pictoris Scheiben­„Silhouetten“ im Orion­Nebel

   

EXOPLANETEN

1992 ­ 2008

   

Überaschungen

• 1992: A. Wolcszan PSR 1257+12   Pulsarplaneten• 1994: G. Walker, vielleicht keine Planeten• 1995: M. Mayor, 51 Pegasi b, 4 Tage­Jahr• Exzentrische Planeten

51 Pegasi b4 Tage0.05 AE0,5x Jupiter

   

Radialgeschwindigkeit von 51 Peg

   

Planeten inDoppelsternsystemen: 

 γ Cephei  b

   

Junge Bären­Planeten:   Eridaniε

Umlaufzeit: 7,1 JahreAbstand Planet Stern:1,4 bis 5,4 AEMasse: 0.8 bis 1.6 JupiterErdabstand: 10,49 Lichtjahre

   

5­fach System im Krebs:55 Cancri

Min Masse

0.045

0.84

0.21

4.05x Jupiter

Bez.

Ae

Ab

Ac

Ad

Umlaufzeit

2.81 Tage

14.7 Tage

44.3 Tage

12.1 Jahre

Exzentrizität  0.17  0.02  0.34  0.16

Entdeckung  2004 1997  2002 2002

   

Sind das wirklich Planeten?

Auf der Suche nach dem ersten Planetendurchgang

   

   

HD 209458 – Die Lichtkurve

   

Planeten­Durchgänge zeigen:

1. Massen sind Planetenmassen2. Radien sind Gasplanetenradien3. Dichte und Zusammensetzung4. Nachweis mit 2 Methoden!

   

EXTREM ­PLANETEN

   

Auf dem Weg zu den Kleinen

   

Neue Rekorde• Mikro­Gravitationslinsenereignisse ?

(statistisch 5­7 Erdmassen aber zB mit 1% Wahrscheinlichkeit ein Schwarzes Loch)

• Gliese 581 b: 5,1 Erdmassen (mindestens)• GJ 436 b: M = 22,6 ± 1,9 Erdmassen ­­

„Heisser Neptun“ (Uranus: 15, Neptun 17)• TW Hydrae b: ; 9,8 +/­ 3,3 M_Jup; 10 Ma?

   

DIREKTE BEOBACHTUNGEN

Das erst Bild von Exoplaneten

   

Ausgleich der Luftunruhe:Adaptive Optik – NACO an Yepun

   

   

   

GQ Lupi b + Stars,BD+planetsStars: Collapse ofBonnor­Ebert sphersBrown Dwarfs: same as starsPlanets: Nucleatedinstability, plausible, Toomre­stable nebulae, particle in box accretion

Poster bei Neuhäuser et al.

   

2M1207 2MASSWJ1207334­393254

Chauvin et al. 2004

   

HD 149026 b – Transit­SaturnKern mit 70 Erdmassen: Planetenentstehung wie im SoSy

Sato, Fischer et al. 2005

   

Ein Planet für einen hellen Stern

   

Pollux_in_Tautenburg

Günther Wuchterl

Astrophysikalisches Institut und Universitäts­SternwarteJena

   

2007 Jahr der Planetendurchgänge

   

SIE SIND ÜBERALL!

   

Der nächste Entdeckungs­Schritt

VON GASPLANETEN ZU ERDÄHNLICHEN PLANETEN

   

   

Die Aufgabe

   

Suchen Sie selbst!

   

   

CoRoT­Feld im 2m Teleskop

   

CoRoTs Himmel

   

CoRoT ­ SuchgebieteBezeichnung Dauer Beginn Ende Sterne

in TagenAbgeschlossenIra01 61 02.02.07 02.04.07 11448Src01 26 13.04.07 09.05.07 7015Lrc01 153 15.05.07 15.10.07 11414

29877LaufendLra01 150 23.10.07 21.03.08 11448

   

Der ALARM­Modus

• Rohdaten werden direkt an LAM weitergeleitet (alle ein bis zwei Wochen)

• Schnellanalyse• Rangliste „interessanter“ Sterne (Transits?)• Upload der Liste zum Satelliten• Helligkeitswerte alle 30 Sekunden gespeichert

   

4. Mai 2007 CoRoT­Exo­1b

   

Vergleich Boden­WeltraumEntdeckungslichtkurven

OGLE­TR­56 CoRoT­Exo­1b

   

20. Dez. 2007 – der zweite PlanetCoRoT­Exo­2b

   

Die ersten CoRoT­Planeten

  Exo­1b : 1,51 d, 1,49 (8) RJup

, 1,03(1) Mjup

   Exo­2b:  1,47 d, 1,46 (3) R

Jup, 3,31(1) M

Jup

   

CoRoT­Exo­1b

   

Exoplaneten

Haben wir schon die typischen Planeten gefunden?

 Ist das Sonnensystem typisch?

   

Anzahl entdeckter Exoplaneten

2007

270

   

Entdeckungen pro Jahr

   

Baum der Exoplaneten

Jahr: nach obenBahnform: nach hintenBahnradius: nach rechtsMasse: Kugelgröße

   

Entdeckungsmethoden

   

Massen / Mindestmassen

   

[Mindest­]Massen ­ logarithmisch

   

Umlaufszeiten

   

Warum sind Exoplaneten seltsam?

• Exzentrisch• Sternnahe• Massereich

   

Seltsam Exzentrisch?

   

Vergleich mit Doppelsternen

   

Pulsarplaneten• Überlegene Genauigkeit (Kleinplaneten)• Seltener Hauptkörper: Sternrest• Planetensystem mit kreisrunden Bahnen!

   

Seltsam aber ähnlich:das Pulsarsystem

Überragende Genauigkeit

Kleinplaneten nachweisbar!

SoSy­ähnliche

Bahnen und Massen!

   

Seltsam nahe ? Schnelle Funde!

   

Auf dem Weg zur Normalität

• Größere Planeten mit Jupiters Umlaufzeit ­­­ etwa 12 Jahre

• Rundere Bahnen,• Planetensysteme.

   

Die Suche ist erst am Anfang

• Nahe schwere Planeten leichter zu entdecken,

• Suchstrategien und Entdeckungsmethoden,• Planetensuche dauert jahrelang,• Jupiter entdecken heißt 12 Jahre beobachten

   

Wir finden Exoplanetenweil 

sie anders sind als unsere!

   

PLANETENDÄMMERUNG ...

Stellen Sie sich vor es wird Nacht ...... zum ersten Mal.

   

   

Übungen Exoplaneten1) Suchen Sie nach Relationen zwischen den 

Eigenschaften der Exoplaneten; http://exoplanet.eu/ ­­> Interactive catalog

2) Erstellen Sie eine Visualisierung eines Exo­Systems mit SoSy­Vergleich;

3) Entwerfen Sie einen Exo­Planetenweg analog zur Sonnensystem­Variante.