GRAFIK 41 Thema: Exoplaneten
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Thema: Exoplaneten GRAFIK 41 D I E Z E I T No 4 3 1 7 . O K TO B E R 2 0 13 Planeten überall Vor zwanzig Jahren dachten noch viele Astronomen, nur in unserem Sonnensystem hätten sich Planeten gebildet. Inzwischen wurden fast tausend »Exoplaneten« entdeckt, die um andere Sterne kreisen. Ist darunter eine zweite Erde? 226 No Unendliche Weiten Planetentypen Wo liegen die Exoplaneten, von denen auf dieser Seite die Rede ist? Vom Sonnensystem zum Rand des Alls – die kosmischen Maßstäbe sind gewaltig. Je nach der Größe der Planeten und der ­ Entfernung von ihrer Sonne unterscheidet man mehrere Typen von Exoplaneten: Die Themen der letzten Grafiken: 225 Speichermedien Heimatloser Planet Das Sonnensystem Ein großer Planet ohne Stern in der Nähe. Eventuell ein verkümmerter Stern. Unser planetarer Hinterhof, den wir schon bereist haben. Abseits der Erde ist Leben hier eher unwahrscheinlich. Beispiel: Cha 110913 224 Giftpilze 223 Ärztemangel Weitere Grafiken im Internet: r ku er s M enu V rs a M r te pi Sonne Habitable Zone N Erde ep tu (Leben möglich) n 1: 20 000 0,001 Lichtjahre Die Umgebung der Sonne Die nächste Sonne (der nächste Stern) ist vier Lichtjahre entfernt – 10 000-mal so weit wie der Rand des Sonnensystems. Sonnensystem Die Kepler-Sonde Das Weltraumteleskop wurde 2009 ins All geschossen, um in einem Ausschnitt des Sternbilds Schwan nach Planeten zu suchen. Die Mission war sehr erfolgreich – Kepler fand bisher über 130 Exoplaneten, für 3216 Kandidaten werden Daten noch ausgewertet. Mehr Signale wird Kepler nicht sammeln: Am 15. August erklärte die Nasa die Mission aufgrund technischer Probleme für beendet. www.zeit.de/grafik Große Gasplaneten wie Jupiter und Saturn haben auch große Monde, auf denen sogar Leben möglich sein könnte. Noch ist kein Exomond entdeckt worden. Beispiel: Der Jupiter-Mond Europa Die habitable Zone ist der Bereich um einen Stern herum, in dem Wasser in flüssiger Form existieren kann. Dort ist die Chance auf Leben am höchsten. Mini-Felsplanet Lalande 21185 Kepler hat einige Planeten aufgespürt, die nur ein Fünftel der Größe der Erde haben. Sirius A Proxima Centauri Ross 248 Wolf 359 ZU KALT Ju s rn nu tu ra Sa U Gasriese mit Mond Wie findet man Planeten? Beispiele: Mars, Kepler 37b Mikrolinse Radialmethode Spektrografen Harps und Hires Alpha Centauri B Sirius B BL Ceti UV Ceti Lichtquelle Barnards Pfeilstern Beobachter 1: 5000 20 Lichtjahre Stern Die Milchstraße Planet »Linse« Unsere Galaxie umfasst etwa 300 Milliarden Sterne. Einen Bruchteil davon hat Kepler nach Planeten abgesucht. Suchkegel Kepler (3000 Lichtjahre) Sonnensystem Zieht ein Stern mit Planeten kurzzeitig vor einen anderen Stern, krümmt seine Masse den Raum. Aufgrund der Lichtbeugung durch diese »Gravitationslinse« kann man auf Planeten schließen. Beim Umlauf zerrt jeder Planet an seinem Stern. Dessen Schlingern kann man mit dem Dopplereffekt nachweisen. Das wiederum erlaubt eine Minimalabschätzung der Planetenmasse. Direktaufnahme und Atmosphärenspektrum Transitmethode Zwillings-Erde HABITABLE ZONE Ross 154 Ein kleiner Felsplanet, der einen Stern innerhalb von 365 Tagen einmal umrundet. Beispiel: bisher nur die Erde Ozeanplanet Eine Super-Erde, die zu mehr als einem Viertel aus Wasser und Eis besteht. Dünne Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium. Beispiele: GJ 1214 b, Kepler 62f Super-Erde Bis zu zwei Erddurchmesser groß. Solch ein Planet könnte Leben beherbergen, hat eine größere Schwerkraft als die Erde. Kepler, Corot und ab 2017 Tess - Beispiele: Gliese 581, Kepler 22 b 100 000 Lichtjahre Zieht ein Planet vor seinem Stern ­ vorüber, wird der für kurze Zeit ein bisschen dunkler. Aus diesen Daten können Astronomen sogar den Durchmesser des Planeten berechnen. Lebensspuren könnten sich im Lichtspektrum eines Exoplaneten finden. Der Nachweis von Sauerstoff, W ­ asserdampf und Methan auf einer »zweiten Erde« würde aber neue Teleskope erfordern. Die Lokale Gruppe Die Milchstraße gehört zu einer Gruppe von etwa 60 Galaxien, die zweitbekannteste ist der Andromeda-Nebel. Stern ZU HEISS 1: 80 Planet Super-Venus Ein großer Gesteinsplanet am inneren Rand der habitablen Zone mit viel CO2 in der Atmosphäre. Wohl zu heiß für Leben. Beispiele: Kepler 61b, Kepler 69c Milchstraße Mini-Neptun Große Magellansche Wolke Ungewisse Zukunft Kleine Magellansche Wolke Andromeda-Galaxie Das beobachtbare Universum Noch einmal 12 000-mal so groß ist der Bereich aller Sterne, deren Licht wir bisher empfangen haben. 1: 12 000 8 Mio. Lichtjahre Die Statistik zeigt, wie viele Exoplaneten mit welcher ­ Methode identi­f iziert wurden. Erst ein Teil der Kepler-Daten ist ausgewertet, in den ­ kommenden Jahren hoffen die Forscher auf viele neue Felsplaneten. Von 2017 an soll das neue Nasa-Teleskop Tess von einer erdnahen ­Position aus) ebenfalls mit der Transitmethode noch viele weitere Exoplaneten entdecken. Entdeckungen Ein kleiner Gasplanet, etwa zehn Mal so schwer wie die Erde. Wohl der häufigste Planetentyp in der Milchstraße. 150 Beispiel: Kepler 11b-g Heißer Jupiter 100 Ein Gasriese wie der Jupiter, der sein Zentralgestirn innerhalb weniger Tage einmal umrundet. Beispiele: 51 Pegasi b, HD 189733 b 50 Heißer Felsplanet Wenn ein Heißer Jupiter seinem Stern zu nahekommt, verliert er seine Gashülle und schrumpft. 10 20 05 19 20 Radialmethode 00 Direktaufnahme Beispiele: Corot-7b, Kepler-70b 20 Transitmethode 95 Mikrolinse Zentrale Sonne 100 Mrd. Lichtjahre Je heißer ein Stern ist, desto weiter ist die habitable Zone von ihm entfernt. Deshalb sind keine absoluten Entfernungen der Planeten angegeben. Illustration: Nele Vos, Michael Brenner; www.vosbrenner.net Recherche: Robert Gast Quellen: Nasa Exoplanet ­ Archive, Nasa, Eso, »Nature«, Caltech, Space.com, »Astrophysical Journal«, »The Astrophysical Journal Letters«
