Präsentation PDF - Graz in Space - Österreichische Akademie der

INSTITUT FÜR WELTRAUMFORSCHUNG
PLANETEN AUSSERHALB DES
SONNENSYSTEMS:
EXTRASOLARE
PLANETEN
UND IHRE
ATMOSPHÄREN
Dr. Monika Lendl
Institut für Weltraumforschung,
Österreichische Akademie der Wissenschaften
IWF.OEAW.AC.AT
INSTITUT FÜR WELTRAUMFORSCHUNG
UNSER SONNENSYSTEM
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INSTITUT FÜR WELTRAUMFORSCHUNG
UNSER SONNENSYSTEM
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4 495 000 000 km = 4,1 Lichtstunden
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Milchstraße:
Durchmesser ca.
100 000 Lichtjahre
300 Milliarden Sterne
Nur ein winziger
Bruchteil (10 000)
mit freiem Auge
sichtbar
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Gibt es Planeten um andere Sonnen?
Ist unser Sonnensystem “normal”?
Gibt es andere erdähnliche Planeten?
Könnte dort Leben existiern?
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KÜNSTLERISCHE
DARSTELLUNG!!!
WIR VERWENDEN 2 TRICKS!
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TRICK 1: DOPPLER EFFEKT
Die Wellenlänge
ändert sich, wenn
die Quelle in
Bewegung ist
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DOPPLER EFFEKT
Und das gilt
auch für Lichtwellen!
Spektrallinien
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RADIALGESCHWINDIGKEIT
Durch genau Messung von Sternspektren, lässt sich
feststellen, ob der Stern auf uns zu- oder von uns wegbewegt!
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RADIALGESCHWINDIGKEIT
Messung der
Radialgeschwindigkeit
 Dauer der Variation
→ Periode
 Amplitude der Variation
→ (minimale) Masse
M · sin(i)
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RADIALGESCHWINDIGKEIT
Mehr als 650 Planeten entdeckt
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TRICK 2: TRANSITS
Sonne am 6. Juni 2012
Sonne am 20. März 2015
Venus
Mond
Bild: NASA
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Bild: ZAMG
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TRICK 2: TRANSITS
Messung des Transits
 Größe der Absorption
→ Radius des Planeten
(relativ zum Stern)
dF = (R / R*)2
Helligkeit
 Inklination ist (fast) 90°
dF
Zeit
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TRICK 2: TRANSITS
Radialgeschwindigkeit
●
Minimalmasse, M sin(i)
●
Periode
Radius, Masse
→ Dichte
Periode
→ Temperatur
Transits
●
Radius
●
Inklination, i ≈ 90°
Zeit
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KEPLER
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CHEOPS
Die Reise geht weiter...
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CHEOPS
CHEOPS
 Start: Mitte 2018
 30 cm Teleskop
 ESA “small” Mission
 Präziseste Messungen
 Gezielt Planetensysteme
beobachten
 Transits von kleinen Planeten
 Genaue Vermessung von
bekannten kleinen und
mittelgroßen Planeten
 Studium der Atmosphären großer
Planeten
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HIGHLIGHTS I
HOT JUPITERS
orbit of 51 Peg b
“heiße Jupiter”
 Jupiterähnliche Planeten mit Perioden
von wenigen Tagen
 Temperaturen 1000 - 3000 Grad!
(Eisen schmilzt bei 1500 Grad)
 Mehr als 200 Hot Jupiters bekannt
 Gasriesen
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HIGHLIGHTS II
PLANETENSYSTEME
Kepler-90 hat 7 Planeten!
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HIGHLIGHTS II
PLANETENSYSTEME
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HIGHLIGHTS III
PROXIMA CENTAURI B
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Woraus bestehen
Exoplaneten?
Beobachtungen von
Planetenatmosphären
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PLANETEATMOSPHÄREN
Transmissionsspektren
 Während des Transits werden Spektren
aufgenommen
 Das Sternlicht wird durch die
Planetenatmosphäre gefiltert
 Elemente in der Planetenatmosphäre
absorbieren bestimmte Bereiche des
Lichts stärker
→ der Transit erscheint tiefer
Zusammensetzung der Planetenatmosphäre
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ATMOSPHÄREN VON
EXOPLANETEN
Na
K
H2O
H2O
H2O
H2O
Klare Atmosphäre
Wolkige Atmosphäre
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ATMOSPHÄREN VON
HOT JUPITERS
Deming+ (2013)
Huitson+ (2013)
Wolken
Natrium
Wasser
Natrium
Dichte Wolken hoch in der
Atmosphäre
Lendl+ (2016)
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ATMOSPHÄREN
Transmissionsspektren
 Wasser, Natrium, Kalium in einigen Planeten identifiziert.
 Viele Planeten besitzen ausgeprägte Wolkenschichten
 Sehr aktives Forschungsthema, viele neue Beobachtungen
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VIELEN DANK
… UND NOCH VIEL SPASS!!
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