exoplaneten – eine Bestandsaufnahme die umlaufbahn von hr 8799 b

Exoplaneten – eine Bestandsaufnahme
Im Jahr 1995 wurde zur Gewissheit, worüber sich zuvor nur spekulieren ließ: Es gibt
definitiv Planeten bei anderen Sternen. Mit einem Schlag war gezeigt, dass unser Planetensystem nicht einzigartig ist. Mittlerweile kennen wir 344 Exoplaneten.
N
immt man das Auftreten der Schrift­
derzeit rund zwei neue Exoplaneten pro
führte, verdanken wir einer anderen Such­
kultur vor etwa 2500 Jahren zwischen
stra­te­gie. Ein Exoplanet und sein Zen­tral­
Mittelmeer und Persischem Golf als Start­
Monat gemeldet.
Das generelle Problem bei der Suche
zeitpunkt, dann beträgt die Entdeckungs­
nach Planeten, die andere Sterne um­krei­
Schwerpunktsatz, wobei der Schwerpunkt
rate von Planeten bis zur Identifikation
sen, ist der gewaltige Helligkeitsunter­
zwischen ihnen liegt. Auf seiner Um­lauf­
von Uranus im Jahr 1781 rund ein Planet
schied: Da der im Vergleich zu seinem Zen­
bahn um den Schwerpunkt nähert sich
in 700 Jahren. Die Rate erhöhte sich mit
tral­ge­stirn winzige Planet nur einen äu­
der Stern dabei zeitweilig der Erde, zeit­
den Entdeckungen von Neptun im Jahr
ßerst kleinen Teil des Lichts seines Sterns
weilig entfernt er sich von ihr. Seine Spek­
1846 durch Johann Gottfried Galle und
zu uns reflektiert, geht er in dessen Licht­
trallinien sind deshalb gemäß der mo­
Pluto im Jahr 1930 durch Clyde Tombaugh
flut völlig unter. Zudem steht er wegen der
mentanen Radialgeschwindigkeit perio­
(sofern wir den Zwergplaneten an dieser
viele Lichtjahre großen Dis­tanz zur Erde in
disch rot- und blauverschoben, jedoch ge­
Stelle noch einmal als Planet werten) um
einem win­zi­gen Winkelabstand zum Stern.
mäß der geringen auftretenden Geschwin­
eine Größenordnung auf einen Planeten
Das macht eine Entdeckung auf dem Wege
digkeiten nur um sehr kleine Beträge. Der
in 70 Jahren. Mit den Exoplaneten stieg
Nachweis der kleinen spektralen Verschie­
die Entdeckungsrate um weitere drei
der direkten Abbildung nahezu unmöglich.
Den entscheidenden Durchbruch, der
Größenordnungen an. Im Mittel werden
zur Entdeckung des ersten Exoplaneten
trografen.
ge­stirn umkreisen einander gemäß dem
bungen erfordert hochempfindliche Spek­
Zum Nachdenken
Die Umlaufbahn von HR 8799 b
D
rei Planeten umkreisen den K0V-
der Astronomischen Einheit (AE) auszu­
Aufgabe 5: Ist die Umlaufbahn eines
Stern HR 8799 im Sternbild Pega­
drücken: 1 pc = 1/tan(1°/3600) AE.
Planeten bekannt, so lässt sich aus dem
sus. Einer internationalen Forschergrup­
Die Grafik auf der rechten Seite ent­
Bahnradius und der ­Umlaufperiode
pe um Chris­ti­an Marois gelang es kürz­
lich, die Planeten direkt abzubilden. Durch
hält die Messpunkte entlang der Um­
ganz leicht die Masse des ­Zentralgestirns
laufbahn von HR 8799 b. Am 29. 10. 1998
berechnen. Dies gelingt mit Hilfe des
eine erneute Analyse älterer Bilddaten
dritten keplerschen Gesetzes. Es lautet
konnten zwei andere Teams den Exopla­
betrug die rechtwinklige Winkeldistanz
zu HR 8799: rx,1998  1,4110, ry,1998 
neten HR 8799 b, der von den drei Pla­
0,9680, am 18. 9. 2008 betrug sie: rx,2008
nachlässigung der Masse des Planeten:
neten zu seinem Zentralstern den größ­
 1,5280, ry,2008  0,7980.
ten Bahnradius aufweist, herausfil­tern
in der hier nützlichen Form unter Ver­
2p
MHR 8799  –––
P
2 a3
( ) –G– .
und seine Po­si­tion bestimmen. Dadurch
Aufgabe 2: Man berechne aus diesen
erweiterte sich die ­Zeitbasis bei ihm auf
Positionen den Bahnradius des Exopla­
Man gebe die Masse von HR 8799 in
einen Bereich von fast zehn J­ ahren.
ne­ten in AE. Die Umlaufbahn sei dabei
Vielfachen der Sonnenmasse an. As­
als kreisförmig und in der Himmels­
tronomische Einheit: 1 AE  149,6 Mio.
Aufgabe 1: Der beste Wert für die Paral­
ebene liegend gedacht. Die tatsächliche
km, Sonnenmasse: 1 MA  1,989 1030 kg,
laxe p dieses Planetensys­tems stammt
Bahnneigung ist mit i  19,2° bei diesen
Gra­vi­ta­tions­kon­stan­te: G  6,6743 10 –11
vom Satelliten Hipparcos aus der jüngs­
Abschät­zungen ver­nach­läs­sig­bar klein.
m3 kg–1 s–2.
AMQ
ten Auswertung im Jahr 2007: p  25,38
Ihre Lösungen senden Sie bitte bis zum
± 0,70 Millibogensekunden. Man berech­
Aufgabe 3: Welche Strecke Ds (in AE) hat
ne die Distanz d des Sterns HR 8799. Sie
HR 8799 b zwischen den beiden oben an­
15. Mai 2009 an: Redak­tion SuW – Zum
folgt unmittelbar aus seiner Parallaxe:
gegebenen Positionen zurückgelegt?
Nach­denken, Max-Planck-Institut
10
d  –– pc.
p
für As­tro­no­mie, Kö­nigstuhl 17, D-69117
Aufgabe 4: Wie lange benötigt der Exo­
Hei­­del­berg. Fax: (+49|0) 62 21–52 82 46.
planet für einen Umlauf um seinen
Einmal im Jahr werden unter den erfolg-
Für die folgenden Aufgaben ist es nütz­
Stern? Die Angabe der Umlaufperiode P
reichen Lösern attraktive Preise verlost:
lich, die Einheit Parsec (pc) in Vielfachen
erfolge in der Einheit Jahr.
siehe Seite 115.
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Mai 2009
Sterne und Weltraum