Extrasolare Planeten: Unerwartete Bahnen geben Rätsel auf

astronews.com Redaktion

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Auf einem Astronomentreffen in Glasgow wurde heute die Entdeckung von neun weiteren Transitplaneten bekannt gegeben. Bei einer Analyse dieser und früher entdeckter Welten stellten die Forscher zudem fest, dass sich überraschend viele davon quasi falsch herum um ihren Planeten bewegen. Der Befund ist mit den gängigen Theorien über die Entstehung dieser Planeten nur schwer zu vereinbaren. (13. April 2010)

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Bynaus

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"Falsch herum um ihren Planeten" -> sollte wohl "falsch herum um ihren Stern" heissen...
 

HubertL

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Heiße Jupiter sind doch verhinderte Sterne, die es nicht mal bis zum Braunen Zwerg geschafft haben. Also dafür nicht genug Masse mitbekommen haben, um zu zünden oder richtig warm zu werden.
Übergänge sind ja wohl fließend..

Wenn es doch Doppelsternsysteme mit zwei Sonnen gibt, Doppelsysteme mit Sonne und Braunem Zwerg, warum nicht auch Doppelsysteme mit Sonne und HeißemJupiter?

Dass also die HeißenJupiter dieser Art gar nix mit der protoplanetaren Scheibe zu tun haben.

Und dann dürfte die Rotationsrichtung der protoplanetaren Scheibe keinen Einfluss auf die Rotationsrichtung des Partners spielen.

Die Staubscheibe kann dabei sicher so weit zerstört werden, dass keine erdähnlichen Planeten entstehen, Planetensysteme sind doch in Doppel- oder Mehrfachsystemen eh ein Problem!?

Hguß
HubertL
 

wrentzsch

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Wer eindimensional denkt, bekommt eindimensionale Antworten.
Und die vierte dimension ist Zeit.
Kann die Sonne nicht Später eine Sonne mit Planeten einfangen?
Welche Drehrichtung oder welches Geschehen ist dann ausgeschlossen?
 

Orbit

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wrentzsch schrieb:
Kann die Sonne nicht Später eine Sonne mit Planeten einfangen?
Welche Drehrichtung oder welches Geschehen ist dann ausgeschlossen?
wrentzsch
Diese zwei Fragen hätten genügt. Darauf kann man einen Gedanken verwenden.
Wer aber meist nulldimensionale Beiträge schreibt wie du, sollte solch grosskotztige Einleitungen...
Wer eindimensional denkt, bekommt eindimensionale Antworten.
... bleiben lassen.
 

Bynaus

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Heiße Jupiter sind doch verhinderte Sterne, die es nicht mal bis zum Braunen Zwerg geschafft haben.

Das finde ich eine etwas problematische Aussage. Ist ein Tümpel ein verhinderter See? Ein See ein verhinderter Ozean?

Die Prozesse, die Sterne und Planeten bilden, sind unterschiedlich. Beobachtungen legen nahe, dass Objekte bis hinunter zu etwa 5-10 Jupitermassen nach dem "Sternmodus" entstehen können. Planeten hingegen können nach dem "Planetenmodus" wohl bis zu 20, 30 Jupitermassen schwer werden, noch weit entfernt von jedem Stern (allerdings sind es bereits Braune Zwerge). Die Planeten, um die es hier geht, sind aber deutlich kleiner als die 5-10 Jupitermassen, was die Vermutung nahe legt, dass sie nach dem Planetenmodus entstanden sind.

Wenn es doch Doppelsternsysteme mit zwei Sonnen gibt, Doppelsysteme mit Sonne und Braunem Zwerg, warum nicht auch Doppelsysteme mit Sonne und HeißemJupiter?

Nach dem Sternentstehungsmodus sind grössere Massenverhältnisse eher unwahrscheinlich. Das heisst, es gibt sehr viel mehr Doppelsterne, in denen die Komponenten z.B. Massen 3:5 haben, als solche mit 10:1. Bei Hot Jupiters wäre das Massenverhältnis extrem hoch (z.B. Sonne:Jupiter ~1000:1). Auch das legt die Vermutung nahe, dass diese Objekte nach Planetenmodus entstanden sind.

Kann die Sonne nicht Später eine Sonne mit Planeten einfangen?

Der Einfang von Objekten über interstellare Distanzen ist 1) extrem unwahrscheinlich wegen der involvierten Abstände (Ausnahme: Kugelsternhaufen), 2) nur möglich, wenn das eingefangene System eine Komponente verliert, die den überschüssigen Impuls wegträgt.
 

SpiderPig

Gesperrt
Hallo,

ich würde sagen, dass bei der - in allen Planetensystemen zu erwartenden - Migration der Planeten, zu einer stabilen Resonanz zueinander, wohl auch recht oft vorkommen kann, dass die Großen Planeten sich näher begegnen. Beide werden sehr stark von ihrer Umlaufbahn gerissen was natürlich großes Chaos im jungen Planetensystem verursacht. Die Begegnung mag einigermaßen in der Ekliptik stattfinden, aber muss nicht unbedingt genau in der Ekliptik stattfinden wodurch sich die Planetenbahn auch um über 90° verändern kann. Dass dabei einer der Planeten sehr nahe an die Sonne gerät und schließlich einen Hot-Jupiter bildet ist in einem solchen Falle sogar recht wahrscheinlich.
Der andere Planet wird dabei vermutlich weiter vom Stern weg driften.

Als Heimat für einen lebensfreundlichen Planeten würde ein solches Planetensystem vermutlich ausfallen, weil die sehr chaotische Migration die kleineren Planeten wohl alle zerstreuen bzw. vernichten wird.

Gruß
SP
 

MGZ

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Ich frage mich, ob bei einem jungen, aktiven Stern eine ausreichend starke Protuberanz unter Umständen zur Bildung eines Gasplaneten führen kann :D
 

Orbit

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Flotter Spruch, Isodoom.
Bedenke aber, dass das Universum erstens nicht unendlich alt ist und dass wir uns zweitens mit einem quasi endlichen Bereich des Universums beschäftigen, wenn wir das sichtbare Universum betrachten ('quasi', weil sich der Radius dieses Bereichs mit c vergrössert).

Orbit
 

Franz_F

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Für mich drängt sich folgende Frage auf:
Sind die Hot Jupiters die wir im Moment mit Perioden von 1 - 5 Tagen beobachten nicht recht temporäre Objekte?
Begründung: Die Perioden dürften kleiner sein als die Rotationsperiode des Sterns. Ergo müsste sich durch die Gezeitenreibungung der Abstand immer mehr verringern, bis der Planet schliesslich die Roche Grenze erreicht, zerfällt und letztlich von seinem Stern assimiliert wird. bei retrograden Planeten gilt dies sogar, wenn die Umlaufperiode grösser ist als die Rotationsperiode des Sterns.
Was sagen die Experten dazu?
 
Zuletzt bearbeitet:

Lina-Inverse

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Wenn es tatsächlich ein transienter Zustand wäre, wieso beobachten wir dann so viele davon? Ausserdem warum gehst du davon aus die Umlaufdauer von 1-5 Tagen liege automatisch unter der Rotationsperiode des Sterns? (Es gibt (Hauptreihen-) Sterne mit Rotationsdauern im Bereich von 10 Stunden!).

Gezeiteneffekte können durchaus eine Einfluss auf die Bahnen haben, aber in welchen Zeiträumen sich die Bahnen wesentlich ändern müsste man dann doch erst einmal nachrechnen...

Gruss
Michael
 

Kibo

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Warum sollen Objekte unter 5 Jupitermassen nicht auch im "Sternenmodus" entstehen?

Wenn das so wäre, würde dass doch super zu der Beobachtung passen.

Zweite Idee, könnte denn ein kleiner brauner Zwerg (kein Pygmäe:D) nachdem er eingefangen worden ist, durch die Aufheizung nicht auch den Großteil seiner Masse verlieren?

mfg
 

Franz_F

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Wenn es tatsächlich ein transienter Zustand wäre, wieso beobachten wir dann so viele davon? Ausserdem warum gehst du davon aus die Umlaufdauer von 1-5 Tagen liege automatisch unter der Rotationsperiode des Sterns? (Es gibt (Hauptreihen-) Sterne mit Rotationsdauern im Bereich von 10 Stunden!).

Ja es gibt natürlich auch solche Exoten, wenn man aber mal einen Blick zB ins Simbad macht, dann findet man für ca 5% der HR Sterne Rotationsdaten für 50% liegt die Periode unter 5 Tage (umgerechnet). Bei den restlichen 95 % wird die Periode wohl deutlich höher sein, weil man bislang aben noch keine messen konnte. Also würde ich mal annehmen, dass rein statistisch 70 - 80 % der Hot Jupiters die Bedingung erfüllen, dass sie schneller um den Stern laufen, als der sich dreht. Und für die retrograden gilt das auf jeden Fall, dass sie sich annähern.

Gezeiteneffekte können durchaus eine Einfluss auf die Bahnen haben, aber in welchen Zeiträumen sich die Bahnen wesentlich ändern müsste man dann doch erst einmal nachrechnen...

Gruss
Michael

Wird wohl nicht so einfach sein, hoffe dass da ein Experte was weis.
 

Bynaus

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Die Perioden dürften kleiner sein als die Rotationsperiode des Sterns. Ergo müsste sich durch die Gezeitenreibungung der Abstand immer mehr verringern, bis der Planet schliesslich die Roche Grenze erreicht, zerfällt und letztlich von seinem Stern assimiliert wird. bei retrograden Planeten gilt dies sogar, wenn die Umlaufperiode grösser ist als die Rotationsperiode des Sterns.

Die Zeiträume sind dafür nicht lange genug. Langfristig, ja. Aber eine solche Gezeitenbedingte Wanderung, selbst wenn es nur "wenige Mio km" sind, braucht Zeit. Das sind ja Gasriesen, und die haben einen sehr niedrigen Gezeitenkoeffizienten Q (wären sie aus festem Gestein, wäre das eine andere Sache), dh, die "Effizienz" der Gezeitenreibung ist sehr klein - anders gesagt, man kann einen Gasriesen mit Gezeiteneffekten kaum heizen.

Es gibt aber den umgekehrten Fall: Der Hot Jupiter von Tau Bootis is so nahe und massiv, dass er die oberste Atmosphäre des Sterns zum mitrotieren zwingt.

Warum sollen Objekte unter 5 Jupitermassen nicht auch im "Sternenmodus" entstehen?

Ich sage nicht, dass es prinzipiell unmöglich ist. Man hat es bisher einfach noch nie beobachtet. Gegen den Sternmodus spricht aber auch das Massenverhältnis, wie erwähnt. Wenn der "Stern" 5 Jupitermassen hätte und der "Planet" deren 2, könnte man darüber nachdenken, ob es sich hier um ein System handelt, das im "Sternmodus" entstanden ist.

Zum Massenverlust gibt es diese interessante Arbeit hier:
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0508591

Nach diesen Modellen spielt der Massenverlust nur für "kleine" Gasriesen eine wichtige Rolle - darüber ist die Fluchtgeschwindigkeit zu gross. Ein Hot Jupiter unter dieser Schwelle würde also über das Leben seines Sterns verdampfen, darüber jedoch weitgehend intakt bleiben. Das erklärt auch die Masse-Abstand-Verteilung, die unterhalb einer bestimmten Grenze (sowohl in Masse als auch in Abstand) eine ganz deutliche Lücke aufweist:

http://www.exoplanet.eu/catalog-RV.php?mdAff=diag#tc
Hier hin, und dann AU auf 0 bis 0.1 einstellen, Masse von 0 bis 2, dann sieht man den Effekt deutlich: Unterhalb einer Jupitermasse (aber oberhalb von einigen Erdmassen, die wohl die Restkerne darstellen dürften) herrscht gähnende Leere.
 

5004Bruch

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Auf die Gefahr hin, eure hochwissenschaftliche Diskussion zu stören:
Kann mir jemand erklären, wie man eigentlich aus dem Spektrum eines Sterns die Lage seiner Rotationsachse und die Rotationsrichtung sowie die Lage der Bahnebene seines Begleiters und dessen Umlaufrichtung bestimmt?
 

Kibo

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Hmm wir haben ja mal gesagt, das die häuffigkeit von stellarten objekten mit abnehmender Masse zu nimmt also.
Blaue Riesen sind ganz selten gelbe Zwerge viel viel häufiger.
Dann gibs wiederum wesentlich mehr orangene als gelbe, rote 10 mehr als orangene
und braune Zwerge noch 10 mal mehr also rote.
Logischerweise gibts für diese Proportionalität irgendwo ne Grenze nach unten aber wo die liegt wissen wir nich weil:
Gleichzeitig werden die Dinger ja auch immer schwerer zu finden je kleiner sie sind.

Daraus kann man auch schließen, dass unsere Galaxie vielleicht voll mit jupitergroßen Objekten ist, logischerweise werden die auch mal von einer Sonne eingefangen. Wird dann da ein ähnlicher Prozess sein wie bei Planeten die sich einen Mond einfangen, blos das es um wesentlich größere Entfernungen im interstellaren Raum geht. In was für einen Orbit um den Stern so ein Jupiter dann kommt ist dann wieder eine ganz andere Frage, müsste mal wer nachrechnen wie warscheinlich das ist, dass so ein Ding ohne Zwischenschritt zum Hot-Jupiter wird.
Das so ein Objekt halt von einem anderen "Jupiternomaden" in seiner Umlaufbahn beeinflusst wird, halte ich dann auch gar nicht mal so unwarscheinlich.

mfg Kibo
ps. ja ich wies das ich mich da auf ziemliches Glatteis beweg, ich will auch gar nicht sagen, dass ist jetzt so, aber es könnte sein
 

Franz_F

Registriertes Mitglied
...Das sind ja Gasriesen, und die haben einen sehr niedrigen Gezeitenkoeffizienten Q (wären sie aus festem Gestein, wäre das eine andere Sache), dh, die "Effizienz" der Gezeitenreibung ist sehr klein - anders gesagt, man kann einen Gasriesen mit Gezeiteneffekten kaum heizen.

Es gibt aber den umgekehrten Fall: Der Hot Jupiter von Tau Bootis is so nahe und massiv, dass er die oberste Atmosphäre des Sterns zum mitrotieren zwingt.
Ähm ja.. Das der Planet die Energie verheitzt, dass hätte ich ohnehin nicht gedacht, denn der sollte ja eine gebundene Rotation haben.
Es geht eher um das Q des Sterns.. Wie z.b. bei WASP-18b
 

JGC

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Hi...


AlsoMIR kommt das durchaus logisch vor...


Wenn man z.b. die Jupiter-Atmosphäre betrachtet, da bestehen in bestimmten Breiten regelrechte Gegenströmungen in dessen gestreift auftretenden Atmosphäre..

Könnte das bei der Sonnenentstehung nicht ähnliche Prozesse geben, die dafür sorgen, das die einzelnen Staubringe je nach ihrer Dichte zu unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten führen und unter Umständen sogar über die "gravitative Hebelwirkung" in eine entgegengesetzte Rotation gezwungen werden können??


Dazu wollte ich ohnehin mal ein interessantes Experiment erwähnen..

Man nehme ein Stück kurzes Ofenrohr und einen etwas längeres Staubsaugerrohr, dessen gesamte Länge der Umfang mit einem Klebeband abgeklebt ist.

Damit wird verhindert, das bei einem "rühren" des dünneren Rohres(dabei fest an die Innenkante des größeren Rohrs gedrückt, das dieses kleinere Rohr gezwungen wird, sich ab zu rollen statt durch zu schleifen)

Man wird dann nämlich erstaunt feststellen, das sich das Rohr mit dem kleineren Querschnitt und der größeren Länge entgegengesetzt zur "Rührbewegung" am Rand des größeren Rohres abrollt..

Und ich weiß nicht, WIE bedeutsam diese Beobachtung ist, zeigt sie doch, das zwei in gleicher Richtung stattfindende Rotationbsimpulse durchaus einen entgegengesetzten Rotations-Impuls generieren können..

Ist das Himmelsmechanik??
 
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