Extrasolare Planeten: Planetenfunde im Hubble-Archiv

Bei einer aufwendigen Neuanalyse von Hubble-Daten aus dem Jahr 1998 haben Astronomen zwei extrasolare Planeten entdeckt, die damals übersehen worden waren. Der Vergleich mit aktuellen Beobachtungen liefert den Astronomen nun wichtige Informationen über die Bahnen der Planeten. Jetzt hoffen sie, mit der Methode auch unbekannte Welten aufspüren zu können. (7. Oktober 2011)

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Das ist so cool... Damals wusste man noch nicht, dass HR 8799 Planeten hat. Das heisst, es wurde eine ganze Reihe von Sternen auf diese Weise beobachtet: Diese Ankündigung ist bloss der erste Schritt, der zeigt, dass die Methode funktioniert (und natürlich von grosser Bedeutung für die heutige Erforschung dieser Planeten ist). Ich bin sicher, da kommt noch die eine oder andere (Neu?)Entdeckung...

Kann mir jemand erklären wie das genau funktioniert? Ich kenne das Grundprinzip der Transitmethoden, aber wieso Infrarot? Die Planeten müssten doch eigentlich in jedem Spektrum eine gewisse Dimmung des Lichts des Sterns verursachen, oder?

PS: Bynaus leer mal deinen Posteingang! Ich kann dir nicht antworten

Man beobachtet in dem Fall die Planeten direkt, und Planeten leuchten nun mal aufgrund ihrer Temperatur im Infrarotbereich. Schau dir mal die Bilder im Artikel an, das veranschaulicht das ganz gut. Der Stern überstrahlt Planeten normalerweise, aber wenn man den Stern gut genug kennt, kann man sein Leuchten rausrechnen, so dass nur die Strahlung vom Planeten selber übrig bleibt.

mfg

@Loki: Dein Wunsch sei mir Befehl...

Und Kibo hat völlig recht: hier gehts nicht um Transits, sondern um die direkte Beobachtung von Planeten. Diese sind bisher ziemlich rar: ausser HR 8799 sind da nur noch Beta Pictoris, Fomalhaut und ein paar wenige No-Names dabei...

Haha gut so Bynaus!

Hmm interessant, ich wusste nicht dass man auch direkte Beobachtungen anstellen kann. Aber wie kann man denn die genaue Strahlung des Sternes berechnen wenn während der Erstbeobachtung sich auch ein Planet davor befindet? Wenn man weder das leuchten des Planeten noch das des Sternes kennt, funktioniert das Verfahren dann überhaupt? zB bei diesem Stern ist die Umlaufzeit der äusseren Planeten ja sehr lang, da wäre doch die Chance dass man den Stern beobachtet während kein einziger Planet das Ergebnis verfälscht nur sehr klein, oder? Das hört sich für mich nach einer Gleichung mit einer unbekannten Anzahl von Variablen an :/

Guck dir doch nochmal das Bild in dem Artikel an. Da sieht man eigentlich sehr gut, dass wir auf das System quasi von oben drauf gucken, und aus der Sich, kann da gar kein Planet vor dem Stern vorbei ziehen. In dem Artikel steht ausserdem ja auch dass der Stern mit anderen, sogenannten Referenzsternen verglichen wurde. Nach dem Motto, kennt man einen kennt man alle . Also der Sternentyp ist wohl seeeehr genau bekannt.

mfg

Ahh, das löst natürlich das Problem! Danke Kibo!

Hallo, Bynaus,

Bynaus schrieb:

Fomalhaut

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Bei Fomalhaut b muss man inzwischen wohl vorsichtig sein, da der mutmaßliche Planet zwischen den beiden letzten Aufnahmen von 2006 und 2010 ein etwas merkwürdiges Verhalten zeigt:

Sterne und Weltraum (Mike Beckers) schrieb:

Fomalhaut b verlässt auf neuer Aufnahme die berechnete Umlaufbahn

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aus: http://www.astronomie-heute.de/artikel/1124106

Das bleibt also auch noch spannend.

Das ist ja interessant, aber wenn ich wetten würde, dann würde ich auf eine Meßungenauigkeit tippen (evtl. durch den Kamerawechsel?).

Welche Alternativen blieben denn?

Der Planet wird gerade aus seiner Bahn geschleudert: unwahrscheinlich, außerdem müßte das schleudernde Objekt ja einiges größer und damit auch sichtbar sein.
Es handelt sich um einen Hintergrundstern: hier wäre so ein zickzack genauso unerklärlich.
Die Erklärung im verlinkten Artikel wonach der Planet wohl ab und zu in die Staubwolke eintaucht empfinde ich als unsinnig, wie soll denn himmelsmechanisch eine in dem Fall ja öfter wiederkehrende Beschleunigung und Abbremsung funktionieren, die dann solche Schleifenmuster ergibt?

Eine andere Idee: eine Gravitationslinse zwischen uns und Formalhaut verschiebt den Planeten scheinbar. Ich könnte mir vorstellen daß für diese minimale Verschiebung nichtmal ein großes Objekt nötig wäre (was dann auch erklärt, wieso nur der Planet, nicht aber der Stern oder die Wolke verschoben wird).

Was haltet Ihr von der Idee?

Gruß Alex

PS.: Könnte sich diese neue Bildanalysemethode vielleicht auch mal bei Sternen eignen, die bislang aufgrund dessen daß sie uns einen ihrer Pole zeigen als planetenlos geführt werden? Ich denke da vor allem an Tau Ceti; das Ding ist sehr nah und dabei weniger leuchtstark als HR8799, dürfte also seine vermeintlichen Planeten auch weniger überstrahlen.

Was HR8799 angeht wundert mich aber doch das Ausmaß der Orbits sehr; bereits der "innere" hat mit 100 Jahren Umlaufdauer einen Orbit der (man beachte auch die größere Masse des Sterns) bei uns weit außerhalb derer von Pluto läge. Dann nochmal 200 und 400 Jahre die weiter äußeren und auch noch Gasriesen. Uff. Äh. Wie kommen die da hin?! Der Stern ist zwar etwas größer als unsere Sonne aber nicht viel, die planetenbildende Staubscheibe sollte sich demnach auch nicht viel weiter erstrecken als bei uns.

Moin, Alex,

Alex74 schrieb:

wenn ich wetten würde, dann würde ich auf eine Meßungenauigkeit tippen (evtl. durch den Kamerawechsel?)..

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Bei dieser Annahme bin ich mit dir d'accord.

Aber selbst das ist wie alles andere Spekulation, solange nicht weitere Messergebnisse vorliegen. Das kann mitunter weitere 4 Jahre dauern.

@FrankSpecht: Ja, ich bin mir bewusst, das Fomalhaut ein etwas komplizierter Fall ist. Ich sehe das auch so, dass man einen Fehler aufgrund des Kamerawechsels zuerst ausschliessen muss, bevor man allzu weit spekuliert. Sonst wäre vielleicht der Vorbeiflug eines interstellaren Planeten eine Möglichkeit...

@Alex: Wenn Tau Ceti weniger hell strahlt, strahlen auch seine Planeten entsprechend weniger stark zurück...

HR8799 ist wirklich ein faszinierendes System - eine gute Erklärung, wie die Planeten dahin kommen, wo sie sind, hat zur Zeit niemand so wirklich, auch wenn es verschiedene Erklärungen gibt, die aber auch alle einen Haken haben. Ein Problem ist auch die Masse: die Planeten sind hell, also jung. Sind sie aber so alt wie der Stern, müssen sie schon sehr massiv sein, um immer noch so hell zu strahlen - so massiv, dass ihre Bahnen in kürzester Zeit destabilisiert würden. Entweder sind also die Masse-Helligkeits-Modelle falsch, oder die Planeten sind deutlich jünger als der Stern: Steinn Sigurðsson (ein Exoplanetenforscher) hat in seinem Blog "Dynamics of Cats" auch schon mal vorgeschlagen, dass die Planeten das Produkt einer späten Sternkollision sein könnten...

Nabend,

Wenn Tau Ceti weniger hell strahlt, strahlen auch seine Planeten entsprechend weniger stark zurück...

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Strahlen die Planeten nicht von sich aus so hell, dass unterm Strich dann mehr ankommen würde?

mfg

@Bynaus: hm, das müßte man mal ausrechnen, es gibt ja sicher mehrere Faktoren; so sind die HR8799-Planeten ja aber auch ne ganze Ecke weg vom Stern und müßten schon ziemlich dunkel sein. Die Frage ist, ob sie noch so heiß sind daß sie tatsächlich im nahen Infarot leuchten. Da siehts bei Tau Ceti nach 10 Milliarden Jahren natürlich nun mau aus, aber Tau Ceti ist relativ zu HR8799 halt doch um etliches näher. Und ich finde die Motivation bei Tau Ceti einfach sehr hoch - weil es einerseits ein G-Stern ist, andererseits auch sehr alt ist und er (immernoch/wieder) eine ausgedehnte Staubscheibe hat. So schlecht kann Tau Ceti als Ziel genauerer Beobachtungen ja nicht sein, oder?

PS.: @Kibo: naja, Planeten strahlen an sich ja gar nicht. Sie reflektieren ja nur. Das Verhältnis Leuchtkraft Stern zu Helligkeit Planet ist also eine direkte Abhängigkeit.

naja, Planeten strahlen an sich ja gar nicht. Sie reflektieren ja nur.

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Dochdoch... Junge Planeten strahlen. Auch Jupiter strahlt noch immer mehr Energie ab als er von der Sonne erhält (das gilt für alle Planeten ausser Uranus, IIRC). Bloss geschieht das nicht im sichtbaren Licht, sondern im Infraroten.

Das ist klar, aber da gings ja um Tau Ceti, und da dürfte bei dem Alter nichts mehr strahlen.

Laut Wikipedia ist Tau Ceti 4,4 bis 12 Mrd. Jahre alt, also die Planeten könnten schon noch selber strahlen, ich würde es nicht ausschließen.

Ich muss vielleicht klarstellen: Selbst wenn Jupiter immer noch mehr Energie abstrahlt als er von der Sonne erhält - beobachtbar ist das mit heutigen Techniken in anderen Sternsystemen nicht! Dh, was Tau Ceti angeht, hat Alex völlig recht: diese Planeten strahlen nicht mehr.

Die Frage ist, ob sie noch so heiß sind daß sie tatsächlich im nahen Infarot leuchten.

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Die Planeten von HR8799 leuchten definitiv im Infrarot (sogar im sichtbaren Licht...), sonst könnten wir sie kaum sehen. Die Masse etwa wurde einzig über die Leuchtkraft abgeschätzt.

Hier ist übrigens noch das arxiv-Preprint: http://arxiv.org/abs/1110.1382

Was Tau Ceti angeht: Da wurde natürlich gesucht, aber bislang hat man nichts gefunden: http://arxiv.org/abs/0710.1731 (das gibt einem dann natürlich nur Obergrenzen)