Johannes Deutschmann, 14 Jahre alt, aus Kassel ist am Samstag Landessieger beim Landeswettbewerb Schüler experimentieren in der Sparte Geo- und Raumwissenschaften geworden.
Zusätzlich gewann er noch einen Sonderpreis und wird in das Phaeno nach Wolfsburg eingeladen.
Johannes hat sich seit Herbst 2021 mit dem 1300 Lichtjahre entfernten Dreifach-Sternsystem GW Orionis beschäftigt. Vermutlich gibt es hier den ersten Exoplaneten, der sich in einem Dreifachsystem befindet.
Ziel seiner Forschungsarbeit war es herauszufinden, ob überhaupt stabile Planetenbahnen in solchen Sternsystemen möglich sind.
Dazu entwickelte er ein Simulationsprogramm, denn analytische Lösungen sind schon bei drei Massen nicht möglich, hier liegt ja sogar ein Vier-Körper-Problem vor. Die selbst erstellte Simulation wurde an Objekten des Sonnensystems, deren Bewegungen bekannt sind, getestet.
Die nächste große Hürde war die Bestimmung der Startwerte für die Simulation aus den bekannten Bahnelementen des Sternsystems.
Mit komplizierten himmelsmechanischen Rechnungen nahm auch Johannes diese Hürde und konnte schließlich tausende von möglichen Planetenbahnen durchrechnen.
Nur wenige waren über längere Zeiten stabil. Die Bahndaten für die stabilen und instabilen Orbits des Planeten trug Johannes dann in ein Phasenraumbild ein: Geschwindigkeit und Startposition werden hier in Beziehung gesetzt.
Es ergab sich eine leicht gekrümmte Linie, auf der alle möglichen Startpositionen für stabile Bahnen liegen. Diese Linie entspricht allen möglichen Keplerbahnen, d.h. Bahnen, die dem 3.Keplershcen Gesetz gehorchen.
Damit konnte Johannes erstmals zeigen, wo man in einem Drei-Sternen-System überhaupt sinnvoll nach Exoplaneten suchen muss.
Eine tolle Leistung, zu der wir ihm herzlich gratulieren.
Bild 1: GW Orionis (links künstlerische Darstellung, rechts Beobachtung des VLT), ESO
Bild 2: Das Phasenraumdiagramm der stabilen Planetenbahnen (J. Deutschmann)
Bild 3: Präsentationsstand
Bild 4: Übergabe des Landessieges
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