Der Exoplaneten - Thread

[Thomas W. Riker]

Der Planet könnte ja fast aus Schaumstoff bestehen bei den Werten.

Ziemlich ungewöhnlich wenn die Werte stimmen sollten.

Eine Dichte von 0,29 g/cm³ und eine Temperatur von 1968 K sind wirklich extreme Werte!
Wenn Du bei obigem link Kepler-407b anklickst kommst Du zur Veröffentlichung zur Entdeckung.

[GForce]

407b hat 0,06 Erdmassen, 1,02 Erdradien

Der Planet könnte ja fast aus Schaumstoff bestehen bei den Werten.

Ziemlich ungewöhnlich wenn die Werte stimmen sollten.

[Thomas W. Riker]

Hierher:
Kepler Discoveries
habe ich die Daten zum System Kepler-296

Bisher sind 413 Stern-Systeme gelistet. Für die meisten der Sterne sind keine Distanzen angegeben und für die meisten Planeten weder Größe noch Masse, da sie bisher nur durch die Transit-Methode gemessen wurden. Ein sehr großer Anteil der Planenten hat imho nach einem Überfliegen der Liste einen Abstand von 0,05 bis 0,20 AU vom Stern.

Ein sehr heterogenes System ist Kepler-407:
407c hat 4000 Erdmassen und einen Orbit von 3000d
407b hat 0,06 Erdmassen, 1,02 Erdradien und einen Orbit von 0,669d bei einem Abstand von 0,035 AU.


Stern Kepler-296: Temperatur 4249 K; 0,516 SolarMassen; 0,5160 SolarRadien

Kepler-296b: 0,940 ErdRadien; 434 K; Orbit 3,26d; Distanz 0,039 AU
Kepler-296c: 2,150 ErdRadien; 533 K; Orbit 5,84d; Distanz 0,054 AU
Kepler-296d: 2,280 ErdRadien; 355 K; Orbit 19,85d; Distanz 0,122 AU
Kepler-296e: 1,750 ErdRadien; 297 K; Orbit 34,14d; Distanz 0,174 AU
Kepler-296f: 1,790 ErdRadien; 241 K; Orbit 63,34d; Distanz 0,263 AU

Die Resonanz von c zu b ist 1,61; die von e zu d ist 1,72.

(Reine Hypothese:
Falls es 296g geben sollte und es eine Resonanz von 1,83 gäbe,
wäre der Orbit 115,9d.)

[Bynaus]

@TWR:

Bei der Erde ist e nahe 0, da sie nur um knapp 5 miokm/a schwankt, aber es gibt Zeiten, da ist sie wirklich 0, aber wiederum kann sie ähnlich hoch sein, wie bei Pluto. Das wäre dann, mal grob geschrieben, zwischen 120 und 180 km Sonnenabstand in einem Jahr.

Ehm, nein. Ja, die Exzentrizität der Bahn der Erde schwankt, aber nicht so krass. Das Maximum liegt bei etwa 0.05. Das heisst, an Perihel und Aphel ist die Erde jeweils 5% näher bzw. weiter von der Sonne entfernt als im Schnitt, also ca. 142.1 bis 157.1 Mio km. Im Moment beträgt die Exzentriztiät ca. 0.017.

Wichtig ist das deshalb, weil die zeit-gemittelte Entfernung von der Sonne für einen Planeten auf einem exzentrischeren Orbit grösser ist als für einen auf einer kreisförmigen Bahn. Eine höhere Exzentrizität wirkt sich so aus, als ob der Planet im Schnitt etwas weiter von seinem Stern entfernt wäre. Die zeit-gemittelte Entfernung berechnet sich folgendermassen: d = a * (1 + e^2/2), dabei ist a die grosse Halbachse und e die Exzentrizität. Das heutige d (bei e = 0.017, a = 149.6 Gm) liegt also bei 149.6 Mio km, im Fall von e = 0.05 liegt d bei 149.8 Mio km. Dieser ~200'000 km Unterschied ist einer der Faktoren, die in die Kalt-Warm-Zyklen der Erde einfliessen.

[Spocky]

@ TWR: Es ist auch durchaus bekannt, dass diese Milankovic-Zyklen die Vorgänge auf der Erde steuern können, insbesondere Warm- und Kaltphasen in Eiszeiten, aber Aussterbeereignisse werden dadurch nicht ausgelöst. In sofern spielt das jetzt in der Regel keine so extrem große Rolle, solange der Planet dabei nicht aus der habitablen Zone hinauswandert, aber ich denke, darauf wolltest du hinaus?

[GForce]

Ein Planet in der habitablen Zone eines roten Zwergs ist eigentlich immer so nah dran, daß die Rotation nach recht kurzer Zeit (astronomisch gesehen) gebunden sein muß. Falls die Umlaufbahn aber eine gewisse Exzentrizität aufweist, dann muss die gebundene Rotation nicht zwingend eine ewige Tag- und ewige Nachtseite bedeuten. Es kann sich z. B. wie bei Merkur eine 3:2 Resonanz bilden (Merkur rotiert in zwei Merkurjahren dreimal um die eigene Achse). Dann gibt es durchaus einen Tag- und Nachtwechsel.

[Thomas W. Riker]

Etwas anders formuliert und hergeleitet sind das ungefähr die Abmessungen, die Hart damals vorgeschlagen hatte. Er hatte damals betrachtet, ab welcher Sonneinstrahlung ein eskalierender Treibhauseffekt einsetzt bzw. der Schnee auf der Oberfläche nicht mehr taut und der Planet irreversibel vereist und ab welchen Massengrenzen für den Planeten nach oben und unten die HZ komplett verschwindet.

Wenn ich das jetzt richtig erinnere, kam er damals auf eine HZ für die Erde von 0,96 - 1,05 AU bezogen auf die heutige Sonneneinstrahlung.

Was praktisch nie berücksichtigt wird, ist, dass die Bahnexzentrizität der Planeten keine Konstante ist. Bei der Erde ist e nahe 0, da sie nur um knapp 5 miokm/a schwankt, aber es gibt Zeiten, da ist sie wirklich 0, aber wiederum kann sie ähnlich hoch sein, wie bei Pluto. Das wäre dann, mal grob geschrieben, zwischen 120 und 180 km Sonnenabstand in einem Jahr. Ein anderes Problem bei Exos ist die Frage der Schrägstellung der Rotationsachse, die bei der Erde dank Luna nur wenig schwankt.
Und eine Frage bei Planeten in habitablen Zonen von roten Zwergen ist, ob aufgrund der Nähe der Planeten zum Stern die Rotation gebunden ist (Remus lässt grüßen!).
Des weiteren stellt sich auch die Frage, wie alt der Stern und damit dessen Planeten sind und wie lange die Bedingungen relativ konstant bleiben.

[Liopleurodon]

Ja stimmt, es hängt natürlich auch vom Planeten ab. Ich formulier den Satz mal etwas um: In einer Entfernung von 1 bis 1.2 AE um die Sonne ist es für gewisse Planetentypen (zumindest für einen) möglich, Leben zu beherbergen.

Etwas anders formuliert und hergeleitet sind das ungefähr die Abmessungen, die Hart damals vorgeschlagen hatte. Er hatte damals betrachtet, ab welcher Sonneinstrahlung ein eskalierender Treibhauseffekt einsetzt bzw. der Schnee auf der Oberfläche nicht mehr taut und der Planet irreversibel vereist und ab welchen Massengrenzen für den Planeten nach oben und unten die HZ komplett verschwindet.

Wenn ich das jetzt richtig erinnere, kam er damals auf eine HZ für die Erde von 0,96 - 1,05 AU bezogen auf die heutige Sonneneinstrahlung.

[GForce]

Als einfache Heuristik ist das sicher ok. Allerdings ist das Konzept der HZ an sich problamatisch. Man nimmt dabei an, dass die Entwicklung eines Planeten ausschliesslich von der Distanz zu seinem Stern abhängt. Es spielen aber auch andere Parameter eine Rolle, z.B. der Wassergehalt, die Grösse des Planeten, die chemische Zusammensetzung der Silikate im Planeten, der Anteil radioaktiver Elemente, etc. Es ist des weiteren nicht gesagt, dass ein Planet, der einmal bewohnbar ist, dies auch über Jahrmilliarden bleibt. Das war zwar bei der Erde so, aber wäre es nicht so, wären wir nicht hier - entsprechend können wir daraus keine Schlüsse ziehen, wie oft erdähnliche Planeten über Jahrmilliarden-Zeiträume auch wirklich bewohnbar bleiben. Dass die Geologie das Leben auf der Erde zumindest einmal fast ausgelöscht hätte (an der Perm-Trias-Grenze) können man als Hinweis dafür verstehen, dass es auch Planeten geben dürfte, auf denen das Leben erschien, dann aber zerstört wurde.

Ja stimmt, es hängt natürlich auch vom Planeten ab. Ich formulier den Satz mal etwas um: In einer Entfernung von 1 bis 1.2 AE um die Sonne ist es für gewisse Planetentypen (zumindest für einen) möglich, Leben zu beherbergen.

[Bynaus]

@Spocky:

@ Bynaus: In dem Fall ist aber die geringe Zahl von Planeten in der habitablen Zone schon nicht mehr so leicht zu erklären. Wenn die Umlaufdauern kaum länger als ein Jahr sein können, dann fallen die entfernten Planeten ja schon wieder alle raus, also von Mars aufwärts (auf unser Sytem bezogen) würden da gar nicht mehr in Frage kommen und entsprechend sind die Schrägstellungen des Systems nicht mehr so maßgebend.

Ich bin nicht sicher, dass ich verstehe, was du meinst. Kepler muss drei Transits eines Planeten beobachten, damit er als solcher gelten kann. Bei der Erde müsste man also im schlimmsten Fall vier Jahre warten, bis es soweit wäre. Planeten mit längeren Umlaufzeiten können nur durch andere Methoden (z.B. Transit-Timing) gefunden werden. Drei Transits sind jedoch eher zu wenig, um einen erdgrossen Planeten wirklich solide zu bestätigen - das heisst, man wir nur einen Bruchteil dieser Planeten überhaupt je finden.

@GForce:

Also müsste die absolut minimale, von der Erde quasi bestätigte, habitable Zone der heutigen Sonne bei (1 - 1.2)AE liegen. Oder habe ich hier irgendwo einen Gedankenfehler?

Als einfache Heuristik ist das sicher ok. Allerdings ist das Konzept der HZ an sich problamatisch. Man nimmt dabei an, dass die Entwicklung eines Planeten ausschliesslich von der Distanz zu seinem Stern abhängt. Es spielen aber auch andere Parameter eine Rolle, z.B. der Wassergehalt, die Grösse des Planeten, die chemische Zusammensetzung der Silikate im Planeten, der Anteil radioaktiver Elemente, etc. Es ist des weiteren nicht gesagt, dass ein Planet, der einmal bewohnbar ist, dies auch über Jahrmilliarden bleibt. Das war zwar bei der Erde so, aber wäre es nicht so, wären wir nicht hier - entsprechend können wir daraus keine Schlüsse ziehen, wie oft erdähnliche Planeten über Jahrmilliarden-Zeiträume auch wirklich bewohnbar bleiben. Dass die Geologie das Leben auf der Erde zumindest einmal fast ausgelöscht hätte (an der Perm-Trias-Grenze) können man als Hinweis dafür verstehen, dass es auch Planeten geben dürfte, auf denen das Leben erschien, dann aber zerstört wurde.

[GForce]

Um noch mal zur habitablen Zone zu kommen:

Aufgrund der Tatsache, daß die Sonne im Laufe der Zeit langsam heller geworden ist, müsste man ja eigentlich eine minimale habitable Zone für die Sonne, unabhängig von Modellen angeben können.

Das Leben auf der Erde entstand afaik irgendwann vor 3.5 bis 4 Milliarden Jahren. Damals hatte die Sonne etwa 70% der heutigen Leuchtkraft. Die Erde ist während der ganzen Zeit bis heute bewohnbar geblieben. Ob ich nun die Sonne langsam von 70% auf 100% "aufdreh" und die Erde immer auf 1 AE Entfernung lasse, oder ob ich eine absolut konstante Sonne annehme, und einfach die Erde langsam näher an die Sonne heranspiralieren lasse müsste ja eigentlich vom empfangenen Strahlungsfluß keinen Unterschied machen.

Ein Planet in 1.2 AE Entfernung zur Sonne würde etwa 70% der empfangenen Strahlung der Erde abbekommen. Das heißt die Erde hat im Laufe ihrer bewohnten Geschichte alle Intensitäten an Einstrahlung die zwischen 1 und 1.2 AE existieren "getestet" und ist lebensfreundlich geblieben.

Also müsste die absolut minimale, von der Erde quasi bestätigte, habitable Zone der heutigen Sonne bei (1 - 1.2)AE liegen. Oder habe ich hier irgendwo einen Gedankenfehler?

[Thomas W. Riker]

@ TWR: Wenn es a, b, c, d und f gibt, dann sollte es also auch e geben, demnach wären es ja auch 6 Planeten

Die Benennung von Exoplaneten beginnt in der Reihenfolge der Entdeckung mit "b", es gibt nie einen Exo mit dem Buchstaben "a". Falls mehrere Planeten gleichzeitig entdeckt werden, beginnt man beim innersten Planeten.
Demnach wäre Merkur Sol b, Venus Sol c, Erde Sol d, Mars Sol e etc.

Bei Systemen mit mehren Sternen werden die Sterne mit Großbuchstaben beginnend bei "A" benannt. Umkreist ein Planet nur "A" dann schreibt man ...A b, umkreist er B und C, dann ... BC b

Ich habe dann doch die Heise Seite wieder gefunden (Ich hatte erst wieder bei Extrasolarer Planet gesucht, nicht bei Kepler 296 )

NASA: Hunderte neue Exoplaneten bestätigt | heise online

WARNUNG:
Beim Vergrößern der Animation des Systems Kepler-296 bekam ich Probleme und musste meinen Laptop runterfahren.

- - - Aktualisiert - - -

@ Bynaus: In dem Fall ist aber die geringe Zahl von Planeten in der habitablen Zone schon nicht mehr so leicht zu erklären. Wenn die Umlaufdauern kaum länger als ein Jahr sein können, dann fallen die entfernten Planeten ja schon wieder alle raus, also von Mars aufwärts (auf unser Sytem bezogen) würden da gar nicht mehr in Frage kommen und entsprechend sind die Schrägstellungen des Systems nicht mehr so maßgebend.

Dazu auch eine Anwort anhand des heise.de Artikels.
Dort ist eine Grafik mit 3601 Ende 2013 erfassten Kepler-Kandidaten.

Die weit überwiegende Anzahl der Planeten hat 0,8 bis 5 Erdradien und einen Orbit von 2 bis 60 Tagen. Der Mittelwert wäre ca. bei 2 Erdradien und einem Orbit von 10 Tagen. Der Standard Exo wäre also ein Hot Sub-Neptun.

Zu diesem Zeitpunkt waren allerdings erst rund 250 Kepler-Exos bestätigt.

[Spocky]

@ Bynaus: In dem Fall ist aber die geringe Zahl von Planeten in der habitablen Zone schon nicht mehr so leicht zu erklären. Wenn die Umlaufdauern kaum länger als ein Jahr sein können, dann fallen die entfernten Planeten ja schon wieder alle raus, also von Mars aufwärts (auf unser Sytem bezogen) würden da gar nicht mehr in Frage kommen und entsprechend sind die Schrägstellungen des Systems nicht mehr so maßgebend.

@ TWR: Wenn es a, b, c, d und f gibt, dann sollte es also auch e geben, demnach wären es ja auch 6 Planeten

[Liopleurodon]

In scinebloggs wird heute kontrovers diskutiert, dass die "Verifikation" eigentlich eine rein mathematische Methode ist und keine andere Beobachtungsmethode. Daher wird diese neue Charge von einigen Diskutierenden als "confirmed Planets" angezweifelt.

Das relativiert die Meldung aber ganz erheblich. Überzeugender wäre eine Bestätigung mit einem weiteren Instrument.

Es war dann die habitable Zone eingezeichnet.

Wie oben schon mal angesprochen: Eine von mehreren möglichen Darstellungen der habitablen Zone.
Man darf solche Angaben nicht als absolute und unumstößliche Werte ansehen, sondern sollte nach dem verwendeten Modell fragen.

[Thomas W. Riker]

In scinebloggs wird heute kontrovers diskutiert, dass die "Verifikation" eigentlich eine rein mathematische Methode ist und keine andere Beobachtungsmethode. Daher wird diese neue Charge von einigen Diskutierenden als "confirmed Planets" angezweifelt.

(In der vergangenen Nacht sah ich afair bei heise.de eine NASA-Animation von kepler-296. Edit: s. nächsten # von mir)

Leider nur in einem kleinem Fenster. Die 71 MB ließen sich leider nicht laden. Als ich wieder online war, fand ich diesen link leider nicht mehr.
Ich versuche es mal zu beschreiben:
Kepler-296 b und c flitzten ähnlich wie im Merkur-Orbit relativ nahe beieinander um den Stern, d und e sind etwas abgesetzt ähnlich dem Venus-Orbit.
Ich habe mir das ein paar Minuten angesehen und habe das Gefühl, dass b und c bzw d und e zueinander eine ähnliche Resonanz haben.
Es war dann die habitable Zone eingezeichnet. 296f war dann etwa beim Übergang von dem ersten zum zweiten Viertel der Zone. Ein sechster Planet etwa analog zum Mars-Orbit hätte da durchaus noch Platz in der habitablen Zone.