La Silla: Mindestens fünf Planeten um HD 10180

astronews.com Redaktion

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Mit Hilfe des Spektrographen HARPS am 3,6-Meter-Teleskop der ESO in La Silla haben Astronomen einen Stern entdeckt, um den mindestens fünf Planeten kreisen. Zudem fanden sie Hinweise auf zwei weitere Welten in dem System. Das Team entdeckte außerdem eine Regelmäßigkeit bei den Planetenabständen ähnlich der Titus-Bode-Reihe im Sonnensystem. (25. August 2010)

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Alex74

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Ich frage mich ja wie das System auf Dauer stabil sein soll wenn da neptungroße Brocken auf relativ engem Raum herumkurven.

In dem Zusammenhang wäre es interessant zu wissen wie groß und wie alt ist dieser Stern ist.

Gruß Alex
 

Alex74

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Das ist alt.

Die Planetenorbits müssen also trotzdem sehr stabil sein.

Und bei Merkur zweifelt man diese Stabilität an, obwohl der lange nicht so nah am Stern ist und der gravitative Einfluß der nahen Klein-Gasriesen dort deutlich größer (alleine von Planet c auf b das über 600-fache) ausfällt als der von Jupiter?
 

Bynaus

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Merkurs kleine Masse ist ja gerade der Grund für die - langfristige, statistische - Instabilität. Die Bahen der Planeten im Sonnensystem sind ja schon "stabil", sonst hätten sie sich nicht 4.5 Mrd Jahre gehalten - aber ich nehme an, du sprichst auf die Modelle an, in denen Merkur irgendwann mit der Venus oder der Erde kollidiert. Dies ist aber nur möglich, weil seine Masse gering ist und seine Bahn exzentrisch.

Die Bahnen der "Neptune" wurden jedoch durch Gezeitenkräfte zirkularisiert - die ersten vier sind alle näher am Stern dran als Merkur, und ihre Bahnen sind deutlich weniger exzentrisch. Zudem braucht es auch mehr, um sie quasi aus der Bahn zu schubsen, eben weil ihre Masse deutlich höher ist.
 

Alex74

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Ich meinte vor allem die Situation des (vermutlich vorhandenen) innersten, kleinsten Planeten. Die Kräfte die an seiner runden Bahn zerren sind wie gesagt deutlich größer als jene des Jupiter an Merkur, auch relativ zur größeren Masseträgheit des Exoplaneten.
 

kosmos

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Auf eine solche Nachricht habe ich bereits seit dem Jahr 2006 gewartet, als in diesem Forum über die Titius-Bode Reihe diskutiert wurde.

Die Daten der neuen Entdeckung und von anderen Planetensystemen lieferten zudem Hinweise auf ein bestimmtes Muster in den Abständen der Planeten von ihrem Zentralstern - ähnlich der Titus-Bode-Reihe im Sonnensystem. "Dies könnte", so Michel Mayor aus Genf, "ein Indiz für die Entstehungsprozesse dieser Planetensysteme liefern."

Nicht nur die Abstände der Planeten von ihrer Sonne auch die Masse der Planeten eines Sonnensystems sind nach meiner Überzeugung logarithmisch-normalverteilt. Dies könnte Mayor leicht mit Hilfe eines logarithmischen Wahrscheinlichkeitsnetzes nachprüfen.

Meine Freude über eine solche Nachricht wird nur etwas dadurch getrübt, dass wenn meine Vermutung aus dem Jahr 2006 zutrifft, ein Sonnensystem den gleichen Gesetzmäßigkeiten wie ein simples Vorratslager folgt.
 
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Bynaus

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Die Kräfte die an seiner runden Bahn zerren sind wie gesagt deutlich größer als jene des Jupiter an Merkur, auch relativ zur größeren Masseträgheit des Exoplaneten.

Aber die Kräfte seines Sterns sind eben noch viel grösser - dieser zirkularisiert die Bahnen der nahe gelegenen Planeten, so wie Jupiter die Bahnen der galileischen Monde zirkularisiert.
 

Chrischan

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Hallo kosmos,
Nicht nur die Abstände der Planeten von ihrer Sonne auch die Masse der Planeten eines Sonnensystems sind nach meiner Überzeugung logarithmisch-normalverteilt.
naja, ein gewisses "Muster" im Abstand und in der Masse der Planeten eines Planetensystems würde mich nicht wundern.

Nach genug Umläufen könnten z.B. Bahnresonanzen für ein gewisses "Muster" der Abstände (der übrig gebliebenen Planeten) sorgen.

Die Geometrie, Zusammensetzung und Kinematik der protoplanetaren Scheibe könnte auch zu gewissen Merkmalen der resultierenden Planeten führen. U.a. eben auch Massenverteilung oder Zusammensetzung (Gestein-, Gas- oder Eisplanet)...

Die "Muster" eines alten Planetensystems sagen aber deshalb vermutlich auch nicht allzuviel über das junge Planetensystem aus. Soll heißen: Planetensysteme können sich im Laufe der Jahrmilliarden verändern...

Gruß,
Christian
 

MGZ

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Die Bahnen der "Neptune" wurden jedoch durch Gezeitenkräfte zirkularisiert - die ersten vier sind alle näher am Stern dran als Merkur, und ihre Bahnen sind deutlich weniger exzentrisch. Zudem braucht es auch mehr, um sie quasi aus der Bahn zu schubsen, eben weil ihre Masse deutlich höher ist.

Das spielt bei der Gravitationskraft keine Rolle. Jeder Planet spürt wegen der Äquivalenz von Schwerer und träger Masse nur eine Beschleunigung.
Ich würde mal behaupten, dass die Regelmäßigkeit, die im Artikel angesprochen ist, dafür sorgt, dass das System stabil bleibt - auch wenn sie anderen Gesetzen gehorcht als die Titius-Bode-Reihe im Sonnensystem. Die Planeten sollten alle gegenseitig in Resonanz sein.
 

Bynaus

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Die Planeten sollten alle gegenseitig in Resonanz sein.

Sind sie aber gerade nicht. Sie sind, wie die Planeten im Sonnensystem, nahe an Resonanzen, aber nicht drin. Ein Marsjahr ist nicht genau zwei Erdjahre. Fünf Erdjahre sind nicht genau dreizehn Venusjahre, etc.

Jeder Planet spürt wegen der Äquivalenz von Schwerer und träger Masse nur eine Beschleunigung.

Da hast du recht, das war eine (peinliche) Fehlüberlegung. Aber trotzdem: Die Gezeitenkräfte so nahe am Stern wirken "ordnend" auf die Bahnen der Planeten, und zwar viel stärker, als die Kräfte der anderen Planeten zum "Chaos" hin wirken. Man sieht das an den "Hot Jupiters" in unzähligen Sternsystemen - sie haben fast ausnahmslos perfekt runde Bahnen.
 

Mahananda

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Hallo,

interessant ist, dass hier ein typisches Doppelpaar vorliegt, wie ich es an anderer Stelle schon einmal beschrieben habe. Die Daten der Planeten weisen eindeutig zwei Planetenpaare aus, die zudem noch eine komplementäre Masseverteilung aufweisen. Die Massesumme aus Planet c und f entspricht der Massesumme aus d und e. Flankiert wird dieses Doppelpaar nach innen durch den vermuteten massearmen Gesteinsplaneten und nach außen durch zwei Gasriesen von gleicher bzw. dreifacher Masse wie f. Das ist zwar in der Gesamtstruktur ein wenig anders als im Sonnensystem, aber das Vorhandensein eines Doppelpaares im - neben 55 Cancri - ersten Planetensystem mit mehr als vier Planeten, das man entdeckt hat, finde ich schon beachtlich und lässt mich hoffen, dass das Thema schon bald in den Fokus des allgemeinen wissenschaftlichen Interesses gerät.

Viele Grüße!
 
Zuletzt bearbeitet:

Klaus

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Die Bahnen der "Neptune" wurden jedoch durch Gezeitenkräfte zirkularisiert - die ersten vier sind alle näher am Stern dran als Merkur, und ihre Bahnen sind deutlich weniger exzentrisch. Zudem braucht es auch mehr, um sie quasi aus der Bahn zu schubsen, eben weil ihre Masse deutlich höher ist.

Das spielt bei der Gravitationskraft keine Rolle. Jeder Planet spürt wegen der Äquivalenz von Schwerer und träger Masse nur eine Beschleunigung.

Bynaus hat vollkommen Recht. Bei Bahnen, die sehr dicht am Stern liegen, zirkularisieren die Gezeitenkräfte die Bahn, welche bei exzentrischen Bahnen den Planeten und auch den Stern zyklisch deformieren, wodurch Energie verloren geht und die Bahn kreisförmig wird, selbst wenn die Planeten eine gebundene Rotation aufweisen.
 

Alex74

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Den MEchanismus verstehe ich, ich kann mir nur schwer vorstellen daß diese "regulativen" Kräfte größer sein sollen als jene von mehreren Gasriesen in unmittelbarer Nähe (wobei es aber vermutlich wirklich so ist denn sonst gäbe es das System ja nicht).
 

jonas

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Den MEchanismus verstehe ich, ich kann mir nur schwer vorstellen daß diese "regulativen" Kräfte größer sein sollen als jene von mehreren Gasriesen in unmittelbarer Nähe (wobei es aber vermutlich wirklich so ist denn sonst gäbe es das System ja nicht).

Hi Alex

Stell Dir einfach mal die Größenverhältnisse vor: Auf der einen Seite hast Du einen Stern, der - sagen wir mal - so groß ist wie die Sonne. Dann hast Du einen Gasriesen , der 1% der Sonnenmasse hat.

Damit der Gasriese auf einen Probekörper eine genauso große Anziehungskraft hat wie der Stern, muß er also in 1/10 des Abstandes vom Probekörper sein, den der Probekörper vom Zentralgestirn hat.

Ist der Probekörper also z.B. auf einer Umlaufbahn von 0,3 AU oder 50 millionen Kilometer, dann muß der Gasriese auf einer Bahn mit 55 millionen Kilometer den Stern umkreisen. Das wäre mehr als unmittelbare Nähe, denn schon bei geringer Exzentrizität der Bahnen von Probekörper und Gasriese würden diese beiden nach wenigen Umläufen kollidieren auch ganz ohne gegenseitige Anziehung.

Ist der Gasriese jedoch auf 0,6 AU, was immer noch recht dicht wäre, so übt er auf den Probekörper nur noch 1% der Anziehung des Sterns aus. So, als ob eine Fliege versucht durch head on collision einen Truck abzubremsen :D

Und diese Kräfteverhältnisse werden umso extremer, je dichter der Probekörper um seine Sonne kreist.
 

Alex74

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Eben weil mir die Sache mit der Hill-Sphäre etwas sagt. Ich wollte mit meiner Frage ja eher einen kleinen "Seitenhieb" auf jene Aussage machen, die Bahn des Merkur wäre langfristig nicht stabil - was irgendwann vor kurzem mal irgendwo berechnet wurde, mit zumindest einer geringen Wahrscheinlichkeit. Der ist ja nun auch sehr nah an der Sonne und Jupiter sehr viel weiter entfernt als die Gasriesen des Exosystems (wie gesagt beträgt Jupiters Gravitationskrat auf Merkur gerademal ein Sechhundertsel derjenigen des nächsten Gasriesen auf den terrestrischen Planeten in dem Exosystem).
 

galileo2609

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Hallo Alex,
(wie gesagt beträgt Jupiters Gravitationskrat auf Merkur gerademal ein Sechhundertsel derjenigen des nächsten Gasriesen auf den terrestrischen Planeten in dem Exosystem).
wie kommst du darauf? Die Gesamtmasse der fünf bestätigten Planten in diesem System beträgt gerade einmal ~ 0,3 Jupitermassen. Da geht nicht viel in die Bewegung des Baryzentrums ein. Der Stern ist ja sogar noch etwas schwerer als die Sonne. Bei einer überschlagenen mittleren Entfernung von 1 AU bewegen die Planeten c bis g das Baryzentrums des Sterns gerade mal um ca. 40000 km. Die Hill-Sphäre des Planeten c beträgt gerade einmal ca. 200.000 km. Da ist genug Luft, auch in Vielfachen, um den dominanten Einfluss des Zentralgestirns auf den Planeten b gewährleisten zu können.

Grüsse galileo2609
 
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