Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)
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Samstag, 29. April 2023

Einem jungen Planeten zuschauen...

...  wie er seinen Stern umläuft und dabei die Gas- und Staubscheibe, die ihn hervorgebracht hat, verändert.

Das ist mit dem Instrument SPHERE beim VLT in Chile möglich geworden.

Die Bilderfolge stammt aus den Jahren 2015, 2017 und 2019 und wurde vor wenigen Tagen veröffentlicht.

Sie zeigt den Stern HD 169142. Er hat etwa 1,7 Sonnenmassen, ist gerade 10 Millionen jahre alt und knapp 400 Lichtjahre entfernt.

In den Bildern ist er durch eine Scheibe abgedeckt, damit man die schwach leuchtende Scheibe aus Gas und Staub erkennen kann, die sich um diesen Stern befindet.

Wenn diese Staubkörner aneinander haften, wachsen sie, so dass bald auch eine Gravitation von ihnen ausgeht, die das Wachstum beschleunigt und einen Protoplaneten bildet.

Den sieht man im ersten Bild sehr deutlich. In den Jahren danach erkennt man, wie sich dieser Protoplanet um seinen Stern bewegt und dabei die Struktur der Staubscheibe verändert.

Der dunkle Ring auf der Höhe des Planeten ist entstanden, weil er bei jedem Umlauf immer mehr Staub und Gas an sich bindet, also seine Umgebung regelrecht leer fegt.

Der Protoplanet selbst hat etwa die Masse unseres Jupiters und umkreist den Stern etwa in 5 Milliarden km Abstand (das entspricht der Neptunbahn).

credit: ESO/Hammond et al.








Mittwoch, 22. März 2023

JWST: Staubige heiße Luft auf Exoplanet

 Das James Webb Space Teleskop JWST hat den 40 Lichtjahre entfernten Planeten VHS 1256 b näher untersucht.

Er umkreist zwei eng beieinander stehende Sterne in 10 000 Jahren mit einem Abstand der vierfachen Plutoentfernung zu Sonne  (24 Milliarden km). Durch diesen großen Abstand kann das Planetenlicht direkt untersucht werden, wenn man die hellen Sterne abdeckt.

Somit konnten Spektren im nahen und mittleren Infrarot aufgenommen werden.

Eindeutig zeigen sich Silikatkörner von Staub- bis Sandgröße.

Der Planet dreht sich in 22 Stunden, dabei steigen heiße Silikatgebiete auf und sinken abgekühlt wieder ab. Am oberen Rand der Atmosphäre haben sie etwa 870°C.

Dabei ändert sich auch die Helligkeit des Planeten deutlich.

Daneben sind noch Wassermoleküle, Methanmoleküle und CO nachgewiesen worden. Hinweise auf Kohlendioxid gibt es auch.

Bild 1: Künstlerische Darstellung des Planeten mit seinen beiden Sternen im Hintergrund.

Bild 2: Infrarotspektrum des Planetenlichtes

credit: NASA/ESA/CSA/JWST




Donnerstag, 9. März 2023

Doppelportrait eines Exoplaneten

 Zwei Gruppen von Forschenden um Mesa (Italien ) und de  Rosa (Chile) studierten die Kataloge von Hipparcos und Gaia, die genaueste Positionen von Sternen registriert haben.

Bei dem Stern AF Leporis entdeckten sie unabhängig voneinander Wackelbewegungen, wie sie nur von einem umkreisenden Planeten erzeugt werden können.

Mit dem SPHERE Instrument am VLT in Paranal, Chile konnten beide Teams nun diesen Exoplaneten direkt fotografieren.

SPHERE kann den hellen Zentralstern ausblenden und die Luftunruhe durch adaptive Optik ausschalten.

Und in der Tat: Auf beiden Aufnahmen taucht der Exoplanet auf. Der Stern selbst hat etwa die gleiche Masse, Größe und Temperatur wie die Sonne, er ist nur 200 mal jünger als sie: gerade 24 Millionen Jahre alt.

Der Planet umkreist seinen Stern etwa im Abstand des Saturn zur Sonne.

Das System ist 88 Lichtjahre von uns entfernt.


credit: ESA/Mesa, Rosa




Freitag, 13. Januar 2023

JWST: Erster Exoplanet bestätigt

 Mit Hilfe des Tess-Satelliten kam schon er Verdacht auf, dass um den Stern LHS 475 ein Exoplanet kreisen könnte.

Mit dem Nah-IR-Spektrometer des James Webb Space Teleskops JWST konnte nun die Existenz endgültig bestätigt werden.

Der Stern  ist ein 41 Lichtjahre entfernter Roter Zwergstern (0,3 Sonnenmassen, 0,3 Sonnenradien, 3300 K Photosphärentemperatur, scheinbare Helligkeit 12,7 mag).

Das JWST hat zwei Transitdurchgänge beobachtet: Dabei sinkt die Helligkeit des Sternes, wenn der Planet von uns aus betrachtet vor dem Stern vorbeiläuft. Dabei kann man auch Spektren der möglichen Planetenatmosphäre gewinnen.

Der Planet hat 0,3% der Jupitermasse und ist fast so groß wie die Erde. Seine Oberflächentemperatur entspricht aber eher der der Venus. Sein Bahnradius ist deutlich kleiner als der des Merkur, der Stern ist natürlich auch kleiner und kühler wie die Sonne.

Die Umlaufsdauer des Planeten liegt bei 2,1 Tagen.

Am 31.8.22 gelang zwar die Aufnahme eines Absorptionsspektrums der Planetenatmosphäre. Eine erdähnliche Atmosphäre lässt sich ausschließen. Die Modelle können noch nicht zwischen einer Methanatmosphäre oder einer reinen Kohlendioxidatmosphäre unterscheiden.

Bild 1: Lichtkurve

Bild 2: Spektrum im langwelligen IR zwischen 3000 und 5000 nm (weiße Punkte mit Fehlerbalken). Eingezeichnet sind die beiden diskutierten Modellatmosphären und das erwartete Spektrum bei fehlender Atmosphäre.

credit: NASA/ESA/CSA




Donnerstag, 24. November 2022

JWST: Detailuntersuchung eines Exoplaneten

 Der 720 Lichtjahre entfernte sonnenähnliche Stern WASP - 39 (Spektralklasse G8, steht in der Jungfrau) wird vom Exoplaneten WASP-39 b umkreist.

Der Planet hat etwa Saturngröße, aber er läuft ganz dicht am Stern, der Bahnradius liegt nur bei 7 Millionen km). Von uns aus gesehen läuft der Planet bei jeder Umkreisung vor dem Stern her. Dies kann man an einer geringen Helligkeitsabnahme des Sternes erkennen. Während des Abfalls und des Anstiegs der Helligkeit muss auch Sternenlicht durch die Planetenatmosphäre fallen. Untersucht man dann die Spektren, so erkennt man Absorptionsstrukturen, die man auf bestimmte Stoffe in der Planetenatmosphäre zurückführen kann.

Mit verschiedenen Instrumenten ist mit Hilfe des James Webb Space Teleskops JWST die Zusammensetzung des durchgehenden Lichtes untersucht worden.

Achtung: Gemessen wurde die Transmission, d.h.  je weiter oben die Messpunkte liegen, desto weniger Licht kam durch ("umgestülpte Absorptionslinien").

Gefunden wurde: Kalium K, Wasserdampf H2O, Kohlenmonoxid CO, Schwefeldioxid SO2, Kohlendioxid CO2 und Natrium Na.

Modellrechnungen der Planetenatmosphäre mit variablen Wolkenhöhen und Elementhäufigkeiten geben sehr gut diese Beobachtungen wieder. Damit hat das JWST die bisher genaueste Untersuchung einer Planetenatmosphäre ermöglicht.

Bild 1: Künstlerische Darstellung

Bild 2: Transmissionsspektren

credit: NASA/ESA/CSA




Donnerstag, 20. Oktober 2022

Breaking News: Marshmallow-Planet entdeckt

Embargo bis 17.00 Uhr: 

Der Exoplanet T01-3757b im Sternbild Fuhrmann umkreist einen roten Zwergstern mit 0,6 Sonnenmassen, 0,6 Sonnenradius und einer Leuchtkraft von 0,09 Sonnenleuchtkräften.

Das System steht 580 Lichtjahre entfernt.

U.a. mit dem 3,5 m Teleskop auf dem Kitt Peak konnte die Bahngeschwindigkeit über den Dopplereffekt gemessen werden. In 3,5 Tagen umkreist der Stern in einem Abstand von 0,038 +/- 0,004 AE seinen Stern (1 AE = 150 Millionen ikm, Entfernung Erde-Sonne).

Dabei bedeckt er von der Ere aus gesehen den Stern. Daraus kann man einen Planetenradius von 150 000 km bestimmen. Es ist also ein jupiterähnlicher Planet.

Aus den Messungen ergibt sich auch eine Masse von 85 Erdmassen. Das bedeutet eine Dichte von 0,27 g/cm³. Das entspricht etwa der Dichte eine Marshmallows.

Damit ist das der Planet mit der geringsten Dichte, der um einen roten Zwergstern kreist.

Rote Zwergsterne sind massearme Hauptreihensterne, die auch Wasserstoff zu Helium fusionieren. Sie sind sehr aktiv und erzeugen viele Flareausbrüche.

Bild 1: Künstlerische Darstellung des Systems

Bild 2: Gesamt Lichtkurve des Stern

Bild 3: Bedeckung durch den Planeten

credit: 

Kanodia et al., Astronomical Journal 164, Sept.22

NSF/NOIRLab/AURA







Donnerstag, 13. Oktober 2022

Breaking News: Feuerwerk auf Exoplaneten?

 Embargo 14.00 Uhr

wohl kaum zu glauben aber zumindest gibt es den Nachweis für das schwere Element Barium in der höheren Atmosphäre zweier Exoplaneten.

Barium hat die Ordnungszahl 56 (Anzahl der Protonen im Kern) bei einer Masse von 137, d.h. es gibt noch weitere 81 Neutronen im Kern. Damit ist es 2,5 - mal massereicher als ein Eisenkern.

Barium  ist für die grüne Farbe irdischen Feuerwerks verantwortlich.

Es siedet bei 1900°C...und genau so heiß kann es auf den Exoplaneten WASP-76 b und WASP-121 b werden.

Jedenfalls hat man mit dem ESPRESSO - Spektrographen in beiden sog. heißen Jupitern Barium nachgewiesen.

Aber wie kommt es, selbst bei dem gasförmigen Zustand, so hoch? Ein Feuerwerk ist es sicher nicht...

Bei WASP 76-b vermutet man sogar Regentropfen aus ehemals gasförmigem Eisen.

Beide Planeten sind so heiß, weil sie in ganz engen Umlaufsbahnen um ihren Stern kreisen. In etwa 2 Tagen ist ein Umlauf vollendet.

Dabei treten sie von uns aus gesehen vor den Stern, so dass das Sternenlicht durch die Planetenatmosphäre hindurch muss und somit die Atmosphärenzusammensetzung im Spektrum zeigt.

Das wird im Video sehr schön dargestellt.

Bild: Künstlerische Darstellung des Systems

Video: Entdeckung des Bariums im Spektrum

credit: ESO





Samstag, 27. August 2022

JWST: Erster Nachweis von Kohlendioxid bei Exoplaneten gelungen

 Das James Webb Space Teleskop JWST purzelt von einem Rekord in den nächsten...

Am 10.7. konnte zweifelsfrei CO₂ in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachgewiesen werden.

Im 700 Lichtjahre entfernten System WASP-39 kreist in nur 4 Tagen ein heißer Gasplanet (Masse 25% vom Jupiter, Radius = 1,3 Jupiterradien) in etwa 7 Millionen km Abstand um seinen Stern (etwa 12% des Merkurabstandes zur Sonne).

Dabei heizt er sich auf 900°C auf.

2011 wurde dieser Planet mit dem Transitverfahren entdeckt: Wir blicken so auf die Bahn, dass er vor dem Stern vorbeizieht und den etwas verdunkelt.

Während dieser Verdunklungsphase tritt auch immer Sternlicht durch die Planetenatmosphäre hindurch und wird dort teilweiser absorbiert.

Im nahen IR-Bereich zwischen 4100 und 4600 nm konnte nun ein eindeutiges Absorptionssignal des CO₂ - Moleküls gefunden werden.

Dazu hat das JWST den Stern 8 Stunden lang beobachtet, 3 Stunden vor Beginn der Bedeckung, 3 Stunden während der Bedeckung und noch zwei Stunden danach.

Abb. 1: Absorptionsspektrum von CO₂ (Achtung: Darstellung ist unüblich, nach oben steigt die Absorption!)

Abb. 2:Lichtkurven bei drei verschiedenen Wellenlängen

credit: NASA/ESA/CSA/Hustak







Sonntag, 21. August 2022

Vereinte Jagd nach Exoplaneten

 Next Generation Transit Survey, NGTS, steht in Paranal (Chile) und ist ein seit 2016 von der ESO betriebenes Teleskopsystem: 12 Teleskope mit 20 cm Spiegeln überwachen hellere Sterne am Himmel. Ziel ist der Nachweis von regelmäßigen Helligkeitsänderungen durch umkreisende Planeten.

NGTS wird von Universitäten und Forschungseinrichtungen aus England, Schweiz und Deutschland  betreut.

Wenn sich ein Kandidat für ein Planetensystem ergibt, dann können mit den größeren Spektroskopen in La Silla (HASRPS) und am VLT (ESPRESSO) Bewegungsstudien gemacht werden, aus denen dann letztlich Aussagen über die Massen der Planeten gewonnen werden können. Dazu wird das VLZ eingesetzt (links mit Laserstrahl der adaptiven Optik), aber auch VISTA (rechts), das Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy.

credit: ESO




Donnerstag, 21. Juli 2022

NIRPS und HARPS, die Planetenjäger

 nein, das sind keine galaktischen Kämpfer aus Star Wars Folge 27b...sondern zwei hochmoderne Geräte, mit denen man das Wackeln von Sternen untersuchen kann.

Beide sind am 3,6 m Teleskop in La Silla, Chile angebracht.

HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) für das sichtbare Licht arbeitet schon seit2003,

und NIRPS Near InfraRed Planet Searcher für IR-Strahlung seit wenigen Tagen.

Beide Geräte sind in der Lage, hochpräzise Wellenlängen zu vermessen und so anhand der Blau- und Rotverschiebungen die durch die Exoplaneten hervorgerufenen Sternbewegungen zu erfassen.

Aus diesem Wackeln der Sterne lassen sich Bahnen von Exoplaneten um diese Sterne berechnen.

Dabei können Bewegungen von 1 m/sec  (Fußgängergeschwindigkeit) registriert werden.

HARPS und NIRPS werden eingesetzt um Gesteinsplaneten zu finden, NIRPS soll dabei vor allen die Bewegung kalter roter Zwergsterne mit Massen zwischen 2 und 10 Sonnenmassen erfassen.

NIRPS ist zusätzlich noch mit einer adaptiven Optik ausgestattet: Turbulenzen der Erdatmosphäre, die zum Flackern der Sterne führen, können ausgeglichen werden.

Dadurch ist NIRPS doppelt so empfindlich wie der ältere kurzwellige Bruder HARPS.

HARPS konnte ich 2013 bei meinen Besuch in La Silla besichtigen.

credit: ESO

Bild 1: NIRPS mit der adaptiven Optik

Bild 2: NIRPS unten am 3,6 m Hauptspiegel angebracht

Bild 3: Blick auf die Kuppel (rechts) zum 3,6 m Teleskop mit den Planetenjägern HARPS und NIRPS

Bild 4,5: Blick auf die Kuppel (2013)

Bild 6: Das 3,6 m Teleskop (2013)

Bild 7: Im Kontrollraum (2013)












Sonntag, 17. Juli 2022

JWST - Bilderregen aus dem Kosmos: Lichtkurve

 Lichtkurve

Beim Exoplaneten WASP 96b haben wir ja schon den spektralen Blick in die Planetenatmosphäre gesehen.

Hier noch die Lichtkurve, die das JWST registriert hat.. Das Spektrum wurde aufgenommen, während der Planet vor dem Stern stand.

Damit endet die Minireihe zum JWST...

In der nächsten Woche geht die Reihe über Supernovae weiter.

credit: NASA/ESA/CSA



Mittwoch, 13. Juli 2022

JWST - Bilderregen aus dem Kosmos: Eine Planetenatmosphäre

 Eine Planetenatmosphäre

Unter den ersten Beobachtungsobjekten war auch der Exoplanet WASP-96b, der einem heißen Jupiter gleicht (Temperatur dort 725°C).

Er umkreist einen sonnenähnlichen Stern in7,5 Millionen km Abstand innerhalb von 3,5 Tagen. Dabei tritt er so vor den Stern, dass das JWST das durch die Planetenatmosphäre gehende IR-Licht untersuchen konnte. Man kann deutlich die Absorption der iR-Strahlung durch Wasserdampf in der Atmosphäre erkennen (nach oben in der Kurve wird mehr absorbiert).

Das Spektrum beginnt im Roten bei 750 nm und geht bis 2750 nm.





Mittwoch, 15. Juni 2022

BreakingNews 1: Ein neuer Blick auf die Planetenbildung

 Embargo bis 18.15 Uhr MESZ

Um mehr Informationen über die Prozesse der Planetenbildung zu bekommen sind mit dem Gemini Planet Imager des Gemini-Süd Observatoriums in Chile im IR 44 Staubscheiben um junge Sterne untersucht worden.

Die Ergebnisse werden heute bei der 240. Tagung der American Association of Astronomy veröffentlicht.

Es zeigt sich, dass um Sterne bis zu 3 Sonnenmassen die Staubscheiben Ringstrukutren besitzen. Diese Ringe werden von neu entstandenen Planeten erzeugt, wie ist noch unbekannt.

Ein jupiterähnliche Planet wurde auch neu entdeckt, ebenso ein Brauner Zwerg, also ein Stern, der es nicht zur Zündung der Wasserstoff-Fusion gebracht hat.

Diese Ringbildung findet man nicht bei massereicheren Sternen. Da aber auch diese Planeten besitzen, muss es auch andere Wege zur Planetenbildung geben.

In den Bildern sind die Sterne selbst ausgeblendet (schwarze Scheiben)

credit: Int.Gemini Observ./NOIRLab/NSF




Mittwoch, 27. April 2022

Besonders heiße Jupiter

 Aus Daten von  600 Stunden Beobachtungszeit mit dem Hubble Space Teleskop HST und 400 Stunden mit dem Spitzer Weltraumtelekop haben Forschende vom University College London 25  Exoplaneten der Sorte "Heiße Jupiter (Hot Jupiter)"  gefunden, von denen Bedeckungen durch ihren Stern beobachtet werden konnten  (2/3 von ihnen zeigte auch Transits, d.h. liefen vor dem Stern her).

Heiße Jupiter sind Exoplaneten der Masse etwa unseres Jupiters, die aber statt - 110°C eine Atmosphärentemperatur von über 600°C haben. Die Ursache ist ein sehr geringer Abstand von ihrem Stern (nur 0,05 AE statt 5 AE bei Jupiter, AE: Astronomische Einheit = Entfernung Erde-Sonne))

Bei Bedeckungen und Transits kann man über die Spektren Informationen über die Planetenatmosphären gewinnen.

Es zeigte sich ein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Metalloxiden (TiO, VO) und Metallhydriden (FeH, H-) und einer besonders heißen oberen Schicht der Atmosphäre von über 2000°C.

Diese genannten Verbindungen sind bei den hohen Temperaturen noch stabil und können besonders gut die Strahlung des Sternes absorbieren. Dadurch heizen sie die oberen Schichten der Atmosphären direkt auf.

In besonders heißen Hot Jupiter Exoplaneten, in denen diese Verbindungen nicht vorkommen, wird auch keine besondere  Aufheizung der oberen Schichten beobachtet.

Ein vergleichbarer Aufheiz-Effekt tritt in der Erdatmosphäre durch die Ozonschicht auf.

Das Bild zeigt eine künstlerische Darstellung der Hot Jupiter...

credit: NASA/ESA/HST/Bartmann



Dienstag, 5. April 2022

Wie ein Exo-Jupiter entsteht

 In natureAstronomy ist jetzt eine neue Arbeit über den Planeten AB Aur b veröffentlicht worden.

AB Aur ist ein etwa 160 Lichtjahre entfernter junger Stern im Sternbild Fuhrmann, etwa 3 Millionen Jahre alt. Mit einer Masse von 2,4 Sonnenmassen und 60 Sonnenleuchtkräfte bei knapp 10 000 K Photosphärentemperatur ist es schon eine recht schwere Sonne.

Die in den letzten Jahren mit dem Subaru-Teleskop und ALMA gemachten Aufnahmen im Sub-MM-Bereich (etwa 0,9 mm Wellenlänge) zeigen eine teils spiralförmige angeordnete Gas- und Staubscheibe um den Stern.

In einem Abstand von 93 AE (Entfernung Erde-Sonne) ist die Strahlung eines tief in Staub eingebetteten entstehenden Exoplaneten gefunden worden, der noch ständig an Masse zunimmt.

Zur Zeit sind es wohl noch unter 10 Jupitermassen bei knapp dreifacher Jupitergröße. Dieser im Entstehen befindliche Exoplanet hat noch eine Temperatur von etwa 2200 K. Teile der Bahn konnten beobachtet werden: Exzentrizität 0,4, Bahnneigung 43°.

Noch weiter außen, bei 430 AE und 580 AE gibt es Anzeichen für weitere Planetenbildungen.

Interessant ist, dass nach gängigen Theorien zur Entstehung jupiterähnlicher Planeten Gravitationsinstabilitäten so weit außerhalb nicht als Ursache eignen. Die angedeutete Spiralstruktur der Staubwolke lässt eine Gravitationsinstabilität vermuten, die zur Entstehung beigetragen hat.

Bild 1: Bild des Exo-Jupiters

Bild 2: Bewegung des Exo-Jupiters in 13 Jahren

credit: Currie, Lawson, Schneider et al, natureAstronomy






Montag, 4. April 2022

Wir gratulieren: Landessieg für Astronomie-Projekt zu Exoplaneten an Johannes Deutschmann

 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







Samstag, 5. März 2022

Neuer Planetenjäger in Aktion

 Der Spektrograph HARPS am 3,6 m Teleskop in LaSilla, Chile, gilt als der erste große Planetenjäger.

Bisher konnten über 5000 Exoplaneten bestätigt werden.

Nun ist ein weiterer dazugekommen:

NEID am 3,5 m WIYN - Teleskop  des Kitt Peak National Observatoriums in Arizona ist nun der Planetenjäger für den Nordhimmel geworden, neben  MAROON-X auf Maunakea (Hawaii).

Was machen diese Geräte? Sie können mit höchster Präzision die Radialgeschwindigkeit von Sternen messen (auf Fußgängergeschwindigkeiten von etwa 1 km/h genau) und somit feststellen, ob und wie Planeten durch ihre Schwerkraft diese Sterne zum Wackeln bringen.

Grundlage ist die Wellenlängenänderung der Spektrallinien durch den Dopplereffekt.

Erdähnliche Planeten in bewohnbaren Zonen erfordern Messgenauigkeiten von 0,4 km/h. Das zu erreichen ist erklärtes Ziel aller Planetenjäger.


credit: KPNO/NOIRLab/NSF




Sonntag, 13. Februar 2022

Herzlichen Glückwunsch!

 ... an Johannes Deutschmann (14).

Mit 13 Jahren hat er begonnen, sich mit der Chaostheorie näher zu  beschäftigen. Schnell fiel sein Blick auf Mehrfach-Stern- Systeme und ob sich dort auch stabile Planetenbahnen entwickeln können.

Ein solches 4-Körper-System ist nicht analytisch berechenbar, es kann nur iterativ mit Hilfe eines Computerprogrammes durch   vektorieller Darstellung der Newtonschen Kraftgesetze simuliert werden. Also lernte er programmieren (!) und entwickelte ein eigenes Programm, mit dem er das System GW Orionis (3 Sterne, 1 Planet) untersuchen konnte. Er bestimmte mögliche Bereiche, in dem sich stabile Planetenbahnen entwickeln können.

Damit erhielt er beim Wettbewerb "Schüler experimentieren" Hessen-Nord den ersten Platz im Fachgebiet Geo- und Raumwissenschaften. Er hat sich damit zum hessischen Landeswettbewerb qualifiziert.

Nach Abschluss der Wettbewerbe werden wir hier mehr über diese fantastische Forschung erfahren und ihn auch zu einem Online-Vortrag einladen.

Nochmals herzlichen Glückwunsch zu dieser tollen Leistung.

Insgesamt gab es zahlreiche  Preise für die Teams aus dem SFN, darunter 5 erste Plätze bei Schüler experimentieren und 2 erste Plätze bei Jugend forscht.

Bild 1: Johannes bei der Online-Präsentation für die Jury

Bild 2: Goldregen für den Sieger bei der Feierstunde im FutureSpace.

Bild 3: Bildercollage der Feierstunde












Donnerstag, 10. Februar 2022

Breaking News: Weiterer Exoplanet bei Proxima Centauri entdeckt

 Embargo bis 10.2., 14.00 Uhr

Heute erscheint in der Zeitschrift astronomy & astrophysics der Bericht über die Entdeckung des dritten Planeten, der um Proxima Centauri kreist.

Proxima Centauri:

Bekannt ist das Doppelsternsystem Alpha Centauri, das man am Südhimmel gut mit freiem Auge sehen kann. Es wird in eine mittleren Abstand von 9000 AE von einem weiteren Stern umkreist (1 AE = 150 Mill.km).Die Umlaufsdauer liegt bei 591 000 Jahren.

Zur Zeit steht Proxima etwa 12 000 AE ( = 0,2 Lichtjahre) weg von den beiden Hauptsternen in Richtung Erde. Das entspricht am Himmel immerhin einen Winkelabstand von 2°. Damit ist er mit einem Erdabstand von 4,247 Lichtjahren der uns nächststehende Stern (außer der Sonne).

Aber Proxima ist sehr unscheinbar: Sein Durchmesser beträgt nur 15% desjenigen der Sonne, seine Masse nur 12%. Da er auch noch deutlich kühler ist (3000 K) erscheint er uns nur als Stern mit 11 mag. Man braucht also ein Fernrohr um ihn zu sehen!

Das einzige, was er mit der Sonne gemeinsam hat, ist das Alter.

Die Entdeckung des dritten Planeten:

Zwei Exoplaneten von Proxima sind schon vorher bekannt gewesen:

Proxima c kreist in großer Entfernung mit einer Umlaufszeit von 5 Jahren.

Proxima b kreist alle 11 Tage in der bewohnbaren Zone um den Stern. Seine Existenz wurde erst 2020 bestätigt. Dabei wurde auf den Aufnahmen de r Hinweis auf einen weiteren Planeten gefunden, Proxima b.

Dieser konnte jetzt mit dem Spektrographen ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) am VLT in Chile  näher untersucht und bestätigt werden.

Proxima b wurde mit der Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt: Mit dem Spektrographen registriert man feinste Wackelbewegungen des Sternes (nur dessen Licht sieht man!) an Rot- und Blauverschiebungen der Spektrallinien.

Proxima b wackelt so an Proxima, dass dieser Geschwindigkeitsänderung von 1,44 km/h bekommt. Die wurden gemessen.

Was wissen wir von Proxima b?

Mit einer Umlaufszeit von 5 Tagen kreist er in einem Abstand von 4 Millionen km um Proxima innerhalb dessen bewohnbaren Zone. Seine Masse liegt nur bei einem Viertel der Erdmasse.

Damit ist er einer der masseärmsten Exoplaneten, die mit der Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt wurden.

Bilder: 

Größenvergleich Alpha Centauri A, B und Proxima Centauri (wikipedia)

Position am Himmel (aufgenommen von LaSilla, ESO)

Künstlerische Darstellung: Proxima b im Vordergrund, die anderen Planeten des Systems und Proxima (ESO/Carcada)





Montag, 3. Januar 2022

Fomalhaut: Der verlorene Planet

Fomalhaut ("Maul des Fisches") ist der hellste Stern im südlichen Fisch. Seine Entfernung liegt bei 25 Lichtjahren, Masse und Radius sind etwa doppelt so groß wie bei der Sonne. Aber er ist viel heißer, 8600 K, ein Stern der Spektralklasse A.

Fomalhaut ist von einer Staub- und gasscheibe umgeben.

Das erste Bild (HST/ALMA) zeigt zwei überlagerte Aufnahmen:

Im Zentrum sieht man Fomalhaut mit Gashülle, in Blau eine Beobachtung durch das HubbleSpaceTeleskop HST.

Das Mikrowelleninterferometer ALMA in Chile kann mit 66 Antennen ein großes Teleskop simulieren und deshalb viel mehr Details als das HST erkennen.

In Rot und Gelb sieht man das Ergebnis für eine Ringhälfte.

2004 entdeckte man im Staubring eine Konzentration die man als Fomalhaut b, als Exoplanet ansah. Das Mikrowellenbild galt als eine der ersten Direktaufnahmen eines fremden Planeten.

Dann passierte etwas seltsames. Nach wenigen Jahren wurde das Objekt immer lichtschwächer, größer und war nach 2014 kaum noch zu erkennen.

Das konnte kein Exoplanet sein!

Übrig als Deutung bleibt die Annahme eines  großen Trümmerhaufens aus Gesteinsbrocken und Staub, der sich in den Jahren schlichtweg aufgelöst hat.

Das zweite Bild (NASA/ESA/University of Arizona) zeigt den Prozesse der Auflösung sehr schön.