HARPS: Exoplaneten helfen solares Rätsel lösen

astronews.com Redaktion

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Die Suche nach extrasolaren Planeten könnte jetzt zur Lösung eines Rätsels beigetragen haben, das Astronomen schon seit Jahren beschäftigt und das mit einem Stern zu tun hat, der der Erde viel näher liegt: unserer Sonne. Mit Hilfe des Spektrographen HARPS fanden die Forscher Hinweise darauf, dass der bislang unerklärte niedrige Anteil von Lithium der Sonne direkt mit ihren Planeten zu tun haben könnte. (12. November 2009)

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Orbit

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An diesem Artikel erstaunt mich, dass man zum jetzigen Zeitpunkt bereits sicher zu wissen glaubt, welche Sterne Planeten haben und welche nicht, stecken wir doch erst in der Anfangsphase der Entdeckung von Exoplaneten. 'Kepler' ist doch das erste Instrument, mit dem auch kleinere Planeten detektiert werden sollen, und auf die Resultate von Kepler wird sich diese Arbeit wohl noch nicht abstützen können. Die sind doch noch gar nicht veröffentlicht.
Oder liege ich da falsch?
Orbit
 

Maenander

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An diesem Artikel erstaunt mich, dass man zum jetzigen Zeitpunkt bereits sicher zu wissen glaubt, welche Sterne Planeten haben und welche nicht, stecken wir doch erst in der Anfangsphase der Entdeckung von Exoplaneten. 'Kepler' ist doch das erste Instrument, mit dem auch kleinere Planeten detektiert werden sollen, und auf die Resultate von Kepler wird sich diese Arbeit wohl noch nicht abstützen können. Die sind doch noch gar nicht veröffentlicht.
Oder liege ich da falsch?
Orbit

So wie ich das sehe, hat man eine Gruppe von sonnenähnlichen Sternen betrachtet, die sicher Planeten haben, und sie mit einer Gruppe verglichen, bei denen noch keine Planeten detektiert wurden. In der Gruppe derer mit detektierten Planenten waren wohl keine Sonnen mit höherem Lithiumgehalt, in der anderen hingegen schon. Natürlich kann man nicht ausschließen, dass die Sterne dieser Gruppe auch Planeten haben, da hast Du Recht. Aber man kann vielleicht aus der Häufigkeit von Detektionen abschätzen, dass ein gewisser Anteil von dieser Vergleichsgruppe zumindest keine großen, detektierbaren Planeten haben sollte.

Besser geht es eben bei aktueller Instrumentierung noch nicht. Man kann zumindest mit Statistik arbeiten.
 
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Kibo

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Ich frage mich wie man in dem Artikel mit gradezu schlafwandlerischer Sicherheit davon ausgehen dass das Lithium zerstört wurde. Ich hätte ja jetzt eher getippt dass es in den Planeten und ihren Vorstufen gebunden wäre, sie es quasi aus dem Nebel noch vor der Sternenbildung rausgefiltert haben.
Ich meinte mal gelesen zu haben das Objekte unterhalb einer gewissen Größe vom Nebel abgebremst werden und so in die Sonne bzw den Schwerpunkt des Nebels fallen. Daher wäre es doch logisch anzunehmen dass Sterne, die bereits bei ihrer Entstehung schon von größeren Brocken (die späteren Planeten) umkreist wurden, die den ganzen Kram schwerer als Wasserstoff und Helium aufsammeln konnten, auch eine geringern Metallanteil (und damit auch Lithium) haben.

Nachtrag: Ganz davon abgesehen, dass mir kein Prozess einfiele der einfach Lithium zerstört, wenn dann vielleicht zu höheren Elementen verbrennt.
 

Maenander

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Hmm Kibo, a weiß ich gar nicht wo ich anfangen soll :)
Vielleicht mal 2 Punkte auf die Schnelle:

1. Du hast Recht, Lithium wird in der Kernfusion verfeuert, allerdings wird dabei aus Lithium und Wasserstoff zweimal Helium (ppII-Kette). Lithium gibt es danach nicht mehr, deswegen wird es "zerstört". Diese Fusion läuft bereits bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen (für Kernfusion) ab.

2. Es ist genau umgekehrt, statt so wie Du vorschlägst. Man findet, dass Sterne mit Planeten überdurchschnittlich viele schwere Elemente beherbergen. Ein hoher Anteil begünstigt anscheinend die Planetenbildung.

Man könnte noch Deine Vorstellungen von Planeten als "Filtern" widerlegen, vielleicht hab ich ja später nochmal Zeit dazu ;)
 

Atraides

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1. Du hast Recht, Lithium wird in der Kernfusion verfeuert, allerdings wird dabei aus Lithium und Wasserstoff zweimal Helium (ppII-Kette). Lithium gibt es danach nicht mehr, deswegen wird es "zerstört". Diese Fusion läuft bereits bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen (für Kernfusion) ab.

Dein Einwand geht doch ins Leere. Wenn Li in allen Sonnen gleichverteilt sein müßte, dann müßte die Abbaurate überall gleich sein bei Sonnen gleicher Größe. Wenn die Sonne also weniger hat, dann war es entweder vorher nicht da oder das Vorhandensein von Planeten hat die Abbaurate in der Sonne beschleunigt. Ich kann mir nichts vorstellen, was letzteres bewirken soll.

2. Es ist genau umgekehrt, statt so wie Du vorschlägst. Man findet, dass Sterne mit Planeten überdurchschnittlich viele schwere Elemente beherbergen. Ein hoher Anteil begünstigt anscheinend die Planetenbildung.

Eben. Möglicherweise waren ja die Bildungsbedingungen in unserem System und ähnlichen so, das sich erst die schwereren Elemente zu Körpern gesammelt haben, darin war Li chemisch gebunden. Auch die Sonne hat erst als dickster Planet begonnen. Erst danach hat die Sonne die leichtesten Elemente aufgesammelt, weil sie es konnte und sie behalten konnte, die anderen Objekte aber nicht in dem Umfang. Insbesondere Wasser und damit Wasserstoff haben die sich bildenden Planeten dann quasi ausgeschwitzt und der Sonne zugeführt.

Mich würde nicht wundern, wenn man irgendwann feststellen würde, daß der Anteil der schweren Elemente in der Bildungswolke maßgeblich bestimmen würde, was entsteht, weil die chemischen Reaktionsprodukte bestimmen, was sich wo sammelt und gehalten werden kann. Li ist reaktionsfreudig und wenn es erstmal chemisch gebunden ist, dann in einer Verbindung, die so schnell nichts erschüttert. Bei Wasserstoff sieht das schon ganz anders aus.

mfg

M. Bähr
 

Maenander

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Dein Einwand geht doch ins Leere. Wenn Li in allen Sonnen gleichverteilt sein müßte, dann müßte die Abbaurate überall gleich sein bei Sonnen gleicher Größe. Wenn die Sonne also weniger hat, dann war es entweder vorher nicht da oder das Vorhandensein von Planeten hat die Abbaurate in der Sonne beschleunigt. Ich kann mir nichts vorstellen, was letzteres bewirken soll.

Es ist noch unklar, warum Lithium bei Sonnen mit Planeten leichter verbrannt werden sollte, aber im Artikel wird ja vorgeschlagen, dass Planeten oder Interaktion mit einer Scheibe irgendwie die Materialmischung im Stern erhöhen, z.B. durch mehr differentielle Rotation, und Lithium somit den heißeren Zonen zuführen, wo es verbrannt werden kann.

Mich würde nicht wundern, wenn man irgendwann feststellen würde, daß der Anteil der schweren Elemente in der Bildungswolke maßgeblich bestimmen würde, was entsteht, weil die chemischen Reaktionsprodukte bestimmen, was sich wo sammelt und gehalten werden kann. Li ist reaktionsfreudig und wenn es erstmal chemisch gebunden ist, dann in einer Verbindung, die so schnell nichts erschüttert. Bei Wasserstoff sieht das schon ganz anders aus.

mfg
M. Bähr

In der Tat ist es richtig, dass die (inneren) Planeten ihr flüchtiges Material an die Sonne abgegeben haben und damit die solare Zusammensetzung geändert haben könnten, zumindest in der Photosphäre. Kürzlich erschien dazu eine Arbeit: http://de.arxiv.org/pdf/0911.1893v1

Darin wird argumentiert, dass sonnenähnliche Sterne ohne Planeten eine höhere Häufigkeit von Elementen mit hoher Temperaturfestigkeit haben, und der Unterschied von etwa 15% in etwa dem entspricht, was die inneren Planeten beinhalten. Lithium hat zwar eine hohe thermochemische Kondensationstemperatur von über 1000K. Die Streuung aus dem von der astronews.com-Redaktion verlinkten Artikel beträgt aber nicht etwa 15-20% wie bei diesem Effekt zu erwarten, sondern liegt teilweise bei 1000%. Deswegen muss man davon ausgehn, dass die Verbrennungsraten von Lithium stark fluktuieren, und in der neuen Arbeit will man eben herausgefunden haben, dass Planeten ein Faktor dabei sind. Wie genau das funktionieren soll ist noch nicht geklärt.

Ich muss meine Meinung also ein bisschen revidieren, Kibos Vorstellung von Planeten als Filtern ist womöglich kein so schlechtes Bild, allerdings reicht es bei weitem nicht aus den Lithiummangel in der Sonne zu erklären. :)
 
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Luzifix

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1. Du hast Recht, Lithium wird in der Kernfusion verfeuert, allerdings wird dabei aus Lithium und Wasserstoff zweimal Helium (ppII-Kette). Lithium gibt es danach nicht mehr, deswegen wird es "zerstört". Diese Fusion läuft bereits bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen (für Kernfusion) ab.

Wenn Ihr Euch mal überlegt, daß unsere Sonne vielleicht zur fünften oder werweißwievielten Generation von Sternen in unserer Milchstraßengegend gehört und daß sich der beschriebene Effekt dabei doch ebenso kummuliert wie die Menge an metallogenem Staub in der protoplanetaren Scheibe, dann ist obiges Zitat doch als Erklärung für die Beobachtungen ausreichend.
 

Nathan5111

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Ich sehe hier zumindest einen Ansatz, alte Daten unter diesem Aspekt noch einmal auszuwerten, neue Daten durch gezielte Beobachtungskampagnen zu ermitteln und sich theoretische Grundlagen zu erarbeiten.

Alles fließt
Nathan
 
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