"Super-Erde..."

[Bynaus]

Ich hab jetzt ein wenig im Internet gesucht und bin fündig geworden: Ich habe mir eine Formel hergeleitet, mit der sich die Möglichkeiten der heutigen Forschung im Bereich Entdeckung von Exoplaneten berechnen lassen. Damit kann man sagen:

Mit derzeitigen Messmethoden (mit derselben Genauigkeit wie jene, mit welcher die "Super Erde" entdeckt worden ist) lassen sich um einen Stern, der die Masse der Sonne hat, Planeten in Erdentfernung nur entdecken, wenn sie mindestens 11.2 Erdmassen haben.
Die unterste Messgrenze für einen Planeten, der mit Mu Arae d vergleichbar wäre bzg. Abstand zu seinem Stern, wäre ein Planet mit einer Masse von 3.3 Erdmassen.

Wenn man dies nun auf das Sonnensystem überträgt, könnte man sagen:

Zurzeit:
Merkur, Venus, Erde, Mars: nicht entdeckbar.
Jupiter: entdeckbar. (12 * untere Messgrenze)
Saturn: entdeckbar. (3 * untere Messgrenze)
Uranus: nicht entdeckbar. (nur 1/3 der Messgrenze)
Neptun: nicht entdeckbar. (weniger als 1/3 der Messgrenze)
Pluto: das ist keine ernsthafte Frage, oder?

EDIT:

Wenn ihr selber ein bisschen basteln wollt:

Messgrenze = Wurzel aus (Abstand Planet - Sonne in Metern) * kleinste Messbare Radialgeschwindigkeit * Wurzel aus (Masse des Sterns in kg / Gravitationskonstante)

Zurzeit ist die kleinste Messbare Radialgeschwindigkeit 1 m/s.
Die Gravitationskonstante ist 6.673e-11.
Die Masse der Sonne ist 2e30 kg.
Die Masse der Erde (damit ihr das Ergebnis interpretieren könnt) ist 6e24.

Die Masse, die man erhält, ist die Grenze: Alles, was schwerer ist, ist entdeckbar, was leichter ist, unentdeckbar...

[Spocky]

Nette Bastelei

Wie stark haben sich die Messmethoden eigentlich in den letzten Jahren verbessert? Vielleicht kann man so ja auch berechnen, ab wann man den ersten wirklich erdähnlichen Planeten entdecken kann?

lg, Spocky

[Bynaus]

In den 60er Jahren waren es noch einige 100 m/s.
Ich hab mal in meinem Buch zum Thema nachgesehen: Als 1995 51 Peg b entdeckt wurde, war die Gerätegrenze bei etwa 15 m/s. Also rund eine Verbesserung um rund 93% in 10 Jahren.
Ich glaube aber nicht, dass sich das linear extrapolieren lässt, zumindest nicht, wenn man auf dem Boden bleibt mit den Teleskopen. Ein Orbital-Teleskop, das mit der Dopplermethode nach extrasolaren Planeten sucht (wie COROT) könnte noch viel bessere Werte erreichen.

[EREIGNISHORIZONT]

Wie muss ich mir die Entdeckung der Super Erde vorstellen? Hat man sie direkt oder indirekt nachweisen können?

Soviel ich weiss, hat man bis jetzt immer nur am Verhalten der Sterne, also wenn diese in ihrer Bahn eine Abweichung haben, feststellen können, dass eine andere Masse die Bewegung des Sternes beeinflusst.
Trifft dieses zu?

[Spocky]

Man hat auch schon Planeten dadurch gefunden, dass sie vor ihrer Sonne vorbeigezogen sind und somit direkt. Wie das in dem Fall war, kann dir Bynaus sicher besser sagen.

[Bynaus]

In dem Fall war es die indirekte Methode: Die Dopplermethode, bei der das "Wackeln" des Sterns aufgrund seines ihn umkreisenden Planeten misst. Die Rechnung, die ich oben aufgestellt habe, bezieht sich dann auch auf die empfindlichkeit dieser Methode.

[Challenger]

Man hat auch schon Planeten dadurch gefunden, dass sie vor ihrer Sonne vorbeigezogen sind und somit direkt. Wie das in dem Fall war, kann dir Bynaus sicher besser sagen.

Das geht natürlich nur wenn wir auf der Ekliptik des anderen Sonnensystems liegen wenn wir dorthin schauen..

[Spocky]

Das geht natürlich nur wenn wir auf der Ekliptik des anderen Sonnensystems liegen wenn wir dorthin schauen..

Das versteht sich ja von selbst. Deshalb können mit dieser Methode auch nie so viele Planeten entdeckt werden, wie mit anderen Methoden.

[Bynaus]

Das macht die Methode aber mit der faszinierenden Möglichkeit, die Atmosphären dieser Transit-Planeten zu untersuchen, wieder wett. Von den heute 6 Transit-Planeten, die heute bekannt sind, kann man vermutlich mehr über die Entstehungsgeschichte, Planetenbildungsmodelle und Verbreitung von Leben lernen als von allen anderen Exoplaneten zusammen.

[Bynaus]

Die Europäer machen es vor, die Amis nach...

Nach dem europäischen Team habt nun auch das amerikanische Team um Marcy und Buttler die Entdeckung von zwei leichtgewichtigen, sternnahen Planeten bekannt gegeben. Die beiden Objekte kreisen um die Sterne Gliese 436 und 55 Cancri - im letzeren System ist dies bereits der vierte bekannte Planet.

Infos über die neuen Planeten:
55 Cancri Ae: http://www.planeten.ch/objekt.php?id=597
Gliese 436 b: http://www.planeten.ch/objekt.php?id=596

Bilder und Radialgeschwindigkeitskurven finden sich hier:

http://planetquest.jpl.nasa.gov/news/ssu_images.html

[EREIGNISHORIZONT]

Das erste Foto eines fernen Planeten?

Astronomen melden eine möglicherweise sensationelle Entdeckung: Erstmals könnte ein Planet in einem fremden Sonnensystem fotografiert worden sein. Die Forschung wäre der Entdeckung einer zweiten Erde damit einen entscheidenden Schritt näher gekommen.



Eso-Foto von 2M1207 und dem mutmaßlichen Planeten: Hoffnung für die Jäger der zweiten Erde

"Keine der verfügbaren Beobachtungsmethoden spricht dagegen, dass es sich um einen Exoplaneten handelt", heißt es in einer Mitteilung der Europäischen Südsternwarte (Eso) in Chile. Bei dem Himmelskörper, der um den Stern mit der Bezeichnung 2M1207 kreist, handele es sich wahrscheinlich um einen Gasriesen von der fünffachen Masse des Jupiters.

Allerdings will sich das europäisch-amerikanische Forscherteam um Gael Chauvin nicht endgültig darauf festlegen, dass es tatsächlich erstmals einen Planeten fotografiert hat. Es könne sich auch nur um einen Lichtfleck handeln, hieß es.

Die Wissenschaftler hatten bereits im April mit dem 8,2-Meter Teleskop "Yepun" auf dem Berg Paranal in Chile einen schwachen Lichtfleck in der Nähe von 2M1207 ausgemacht. Der Stern ist 230 Lichtjahre von der Erde entfernt und wahrscheinlich ein so genannter Brauner Zwerg. Obwohl er wesentlich kleiner und lichtschwächer ist als unsere Sonne, strahlt er immer noch rund hundertmal heller als sein Begleiter.

Mit großem technischen Aufwand gelang den Eso-Forschern im Juni dennoch eine direkte Aufnahme des Objekts. Die Daten lassen unter anderem auf Wassermoleküle in dem Fleck oder dem darin vermuteten Planeten schließen, schreiben die Astronomen in einer Studie, die demnächst im Fachblatt "Astronomy and Astrophysics" erscheinen soll. Das weise auf einen kleinen und relativ leichten Himmelskörper hin. Ein endgültiger Beweis, dass es sich um einen Planeten handelt, stehe aber aus. Die Wissenschaftler wollen deshalb prüfen, ob die Bahn des schwach leuchtenden Objekts zu jener eines Planten im Orbit des Sterns passt.

Sollte sich die Annahme als wahr herausstellen, wäre die Planetenforschung einen großen Schritt vorangekommen. Die Fähigkeit, Planeten direkt zu beobachten, gilt als Voraussetzung für die Entdeckung einer zweiten Erde. Denn nur durch die Messung des Lichtspektrums kann die Existenz einer Atmosphäre und ihre Zusammensetzung gemessen werden - was Rückschlüsse auf fremdes Leben ermöglichen könnte.

Die mehr als hundert bisher bekannten Exoplaneten wurden allesamt indirekt nachgewiesen: Mit ihrer Schwerkraft zwingen sie ihren Heimatsternen eine Taumelbewegung auf, die Teleskope erkennen können. Eine direkte Abbildung der Planeten scheiterte bisher daran, dass sie von ihren Sonnen bei weitem überstrahlt werden.

Quelle: Spiegel Online

WOW! Wenn das wirklich Hand und Fuß hat, währe das wirklich ein Riesenschritt in der Erforschung von Exo-Planeten.

Meine Frage an die Profis hier:
Wie wahrscheinlich ist das Ganze? Kann es wirklich möglich sein? Währen auch Bilder eines kleineren Planeten wie dem oben beschriebenen möglich?

[Kopernikus]

Also wenn das jetzt richtig verstanden habe, dann soll hier ein Planet in einer Entfernung von 55 AU einen Braunen Zwerg umkreisen.

Bei Helligkeitsverhältnis von 100:1 klingt das glaubwürdig, mit den Teleskpen auf dem Paranal kann man noch wesentlich extremer Unterschieden verarbeiten ohne das man mit Saturierungseffekten und ähnlichem rechnen muss.
Und die ESO ist normalerweise äußerst vorsichtig was die Veröffentlichung solcher Daten angeht.
Ich bin sehr optimistisch, das es sich hierbei wirklich um die vermutete Sensation handelt.

Allerdings ist es noch ein weiter Weg bis man Sonnensysteme abbilden kann, die dem unsrigen ähneln. Normale Sterne überstrahlen ihre Planeten um das Millionenfache. Das wird ein ähnlicher Prozeß sein, wie bei der Doppler-Methode, erst findet man die mit deutlichsten Signatur und arbeitet sich dann ganz langsam die Masse- und Entfernungstabelle runter.

Aber der erste Schritt ist getan, nun haben die ganzen Ehrgeizigen Projekte für große Weltrauminterferometer, die man für sowas braucht, endlich eine Chance auf Realisierung.

Ein Beispiel dafür gibts hier:

http://planetquest.jpl.nasa.gov/TPF/tpf_index.html