dipl.-phys. ansgar gaedke, hamburger sternwarte extrasolare planeten - die suche nach einer zweiten...
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Dipl.-Phys. Ansgar Gaedke, Hamburger Sternwarte
Extrasolare Planeten-
Die Suche nach einer zweiten Erde (?)
20. Dezember 2006
Überblick
• Was ist ein Planet ?
• Weshalb suchen wir nach Planeten ?
• Entdeckungsmethoden
• Eigenschaften der Planetensysteme
• Zukünftige Projekte
Was ist ein Planet ?
Definition (IAU 2006) für unser Sonnensystem
i) Umlaufbahn um die Sonneii) hydrostatisches Gleichgewicht (nahezu rund)iii) unmittelbare Umgebung im Orbit frei von anderen Körpern
i+ii : Zwergplanet, i : Small Solar System Body
Definition (IAU 2003) für extrasolare Planeten
i) Umlaufbahn um einen Stern
ii) Masse zu gering für Wasserstoff-Fusion
Was ist ein Planet ?
Wie ist das Sonnensystem entstanden ?
© 1999 John Wiley and Sons Inc.
Welche Arten von Planeten gibt es ?
Welche Sterne gibt es und wieviele haben Planeten ?
Sonne
Wieviele davon sind alt & stabil genug, um Planetenin der habitablen Zone zu haben ?
... ?
Ist die Entstehung von Leben möglich ?
Wie kann man extrasolare Planeten entdecken ?
Astrometrie
Microlensing
Transit
Radial-geschwindigkeit
© www.spaceart.org
Radialgeschwindigkeit
Bewegung um gemeinsamen Schwerpunkt
Radialgeschwindigkeit
Blau / Rot-Verschiebung des Spektrums
Radialgeschwindigkeit
Umlaufperiode PRadialgeschwindigkeit vR
aPl3 P2
G M*
42
( 3. Kepler'sches Gesetz )
MPl sin i v* M*
vPl
( untere Massengrenze )
RV-Signal:
Jupiter – Sonne ~ 13m/sErde – Sonne ~ 9cm/s !!!
High-Accuracy Radial-velocity Planetary Searcher (HARPS)
3.6m Teleskop, ESO La Silla (Chile) R=120.000, =1m/s, Iod + Th Lampe
Radialgeschwindigkeit
51Peg b, 0.468MJup
4.23 Tage, 0.05 AE
Radialgeschwindigkeit
0.033MJup
8.7 Tage0.079 AE
0.038MJup
31.6 Tage
0.19 AE
0.058MJup
197 Tage0.63 AE
HD69830 b, c & d
UMa b, 2.6MJup, 1083 Tage, 2.11 AE
Radialgeschwindigkeit
Stern "wackelt" durch Bewegung umgemeinsamen Schwerpunkt
Astrometrie
aus Sicht von Cen (d 4.3 Lichtjahre):
Jupiter: 5.4AE, ~12 Jahre ~7.7masErde: 1AE, 1 Jahr ~4.5µas
Vergleich: 1mas = 10-3 °/3600 ~ 1€ auf 2000km
MPl aPl
M* d ~
tangentiale Bewegungskomponente
+
d
Transit-Methode
kein Transit Transit max. Transit
SuperWASPLa Palma & Südafrika
TrES
Transit-Methode
Merkur- & Venustransit und Sonnenfinsternisse
Transit-Methode
Merkur
Sonnenflecken
© www.jessanderson.org
Microlensing
SonneStern
Beobachter
© L.Shield www.wavelengthphotography.com.au
Microlensing
Microlensing
(Nature 439, 2005)
Vergleich der Methoden
Methode Reichweite sensitiv für ...
Astrometrie < 15 Pc M MJupiter
Radialgeschwindigkeit < 100 Pc M MJupiter
Transit > 1 kPc große RPlanet
Microlensing > 10 kPc M MErde
Selektionseffekte:
unterschiedliche Sensitivität
vorrangig Suche bei sonnenähnlichen Sternen sehr viele, relativ schmale Spektrallinien für RV habitable Zone ähnlich in unserem Sonnensystem
Eigenschaften extrasolarer Planetensysteme
Eigenschaften extrasolarer Planetensysteme
Eigenschaften extrasolarer Planetensysteme
elliptische Bahnen
ein wenig Statistik
bisher 209 Planeten
21 Mehrfachsysteme
davon 14 mit 2 Planeten
5 mit 3 Planeten 2 mit 4 Planeten
Mehrfachsysteme vs. Sonnensystem
Migration ?!
Mehrfachsysteme vs. Sonnensystem
ESPs Sonnensystem
0.02 AU ≤ a ≤ 5 AU 0.4 AU ≤ a ≤ 30 AUvs.
1d ≤ P ≤ 15d P > 80 Tagevs.
elliptische Bahnen (nahezu) kreisförmige Bahnenvs.
MPlanet > MJupiter
(sehr) heiße Jupiter
Satelliten-Missionen
Kepler, NASAStart 2009
TPF, NASAStart ca. 2015
COROT, ESA
27.12.2006
ENDE
auszugsweise:
Zum Nachschlagen
www.abovehorizon.dearxiv.astroph/0601563/www.esa.intwww.eso.orgexoplanets.org/vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/ (Extrasolar Planets Encyclopedia)www.iau2006.orgwww.nasa.govwww.nature.comwww.spaceart.orgwww.SuperWASP.orgwww.wavelengthphotography.com.auwmthemes.jessanderson.org...