Die Entdeckung von extrasolaren Planeten
Werbung
Die Entdeckung von extrasolaren Planeten Rainer Christiansen Fachhochschule Flensburg Wonach suchen? - nach anderen Sonnensystemen - nach erdähnlichen Planeten - nach bewohnbaren Planeten Wo suchen? - im Bereich bis 200 LJ Welcher Wellenlängenbereich soll untersucht werden? - sichtbares Licht - Infrarot Grundlagen: Wo und wie entstehen Sterne und Planetensysteme? Licht=elektromagnetische Strahlung breitet sich wellenförmig aus Überlagerung von Wellen (Interferenz) Konstruktive Interferenz Destruktive Interferenz Die Technik dazu wird in der Interferometrie verwendet Direkte Beobachtung Nachteil: Schwierig Photonenfluss in Abhängigkeit der Wellenlänge, D=10 pc Vorteil der direkten Beobachtung: Sofortige Bestimmung von: - Radius - Albedo (Rückstrahlvermögen) - Temperatur - Zusammensetzung der Atmosphäre (wenn vorhanden) Begrenzung der Beobachtungsmöglichkeiten infolge der Wellennatur des Lichtes Aufgrund der Wellennatur des Lichtes treten beim Durchgang eines Lichtstrahls durch eine Öffnung sogenannte Beugungserscheinungen auf. Dadurch wird ein geometrischer Punkt niemals als Punkt abgebildet, sondern als "Beugungsscheibchen" Zwei Punkte eines Gegenstandes können im Teleskop nur dann getrennt gesehen werden, wenn sie so weit voneinander entfernt sind, daß sich bei der Abbildung die Beugungsscheibchen nur wenig überdecken. Den Winkelabstand , den zwei Punkte mindestens haben müssen, damit man sie im Teleskop noch getrennt sehen kann, bezeichnet man als das Auflösungsvermögen des Teleskops. Das Auflösungsvermögen eines Teleskops hängt von der Wellenlänge des Lichtes und vom Durchmesser D der Objektivlinse ab. Für eine Lichtwellenlänge von = 590 nm (gelbe Natriumlinie) gilt der theoretische Wert = 13,84 D Bogensekunden (mit D in cm) In der Praxis wird das Auflösungsvermögen einer Linse durch die Qualität des Glases und des Schliffs sowie durch die atmosphärischen Bedingungen mehr oder weniger stark beeinträchtigt. Bei Newton- und Cassegrin-Teleskopen wirkt die "Obstruktion" (Abschattung durch den Fangspiegel) zusätzlich mindernd auf das Auflösungsvermögen. Wie beobachten? Möglichst hohe Auflösung des Instrumentes Ist direkte Beobachtung möglich ? Jupiter ist im Mittel 778,4 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. In welcher Entfernung wären die beiden Objekte gerade noch optisch trennbar ? (Theoretische Berechnung für verschiedene Objektiv-Öffnungen unter günstigsten Bedingungen) ObjektivDurchmesser in cm 10 15 40 (unser) 100 200 240 (HST) 820 (VLT) Auflösung 1,4“ 0,9“ 0,35“ 0,14“ 0,069“ 0,06“ 0,017“ Entfernung in km Entfernung in Lichtjahren 1,15·1014 1,78·1014 4,58·1014 1,15·1015 2,33·1015 2,66·1015 9,44·1015 12,1 18,9 48,4 121 246 283 998 Ja, wenn Jupiter leuchten würde. Adaptive Optiken nutzen Nulling: Destruktive Interferenz nutzen zum Unterdrücken von Lic Entdeckung eines braunen Zwerges um Gliese 229 durch Nulling Photometrie: Transit Gravitationslinsen Störung einer Linse durch einen Planeten Astrometrie Bewegung der Sonne aufgrund des Einflusses von Jupiter gesehen aus 10 pc Entfernung Doppler-Effekt Jupiter erzeugt eine Radialgeschwindigkeit der Sonne von ca. 12m/s. Mit neueren Methoden wird eine Messgenauigkeit von 1 m/s möglich. Dadurch wird die Entdeckung von erdähnlichen Planeten (Masse 1..20 ME) möglich Rocky Planet Finder Fraunhofer-Linien Sonne Wega Wo sind sie denn? Bis heute (September 2006) sind 204 Exoplaneten in 161 Systemen entdeckt worden. Der erste Planet um einen sonnenähnlichen Stern wurde 1995 um Pegasus 51 in 40 LJ Entfernung entdeckt. Erdgroße Planeten wurden aufgrund unzureichender Daten und Instrumente noch nicht entdeckt. Informationen im Internet: http://exoplanets.org http://de.wikipedia.org/wiki/exoplanet http://lexikon.astronomie.info/exoplanets Wir nahmen dieses Bild aus großer Entfernung auf, und wenn Sie darauf blicken, dann sehen Sie nur einen Punkt. Das ist hier. Das ist Zuhause. Das sind wir. Auf diesem Punkt verbrachte jeder, von dem sie je gehört haben, jedes menschliche Wesen, das je existierte, sein Leben. Die Summe all‘ unserer Freuden und Leiden, tausende zuversichtlicher Religionen, Ideologien und wirtschaftlicher Doktrinen, jeder Jäger und Gejagte, jeder Held und Feigling, jeder Schöpfer und Zerstörer von Zivilisationen, jeder König und kleiner Bauer, jedes junge Liebespaar, jedes hoffnungsvolle Kind, jede Mutter und jeder Vater, jeder Erfinder und Entdecker, jeder Moralprediger, jeder korrupte Politiker, jeder Superstar, jeder Führer, jeder Heilige und Sünder in der Geschichte unserer Art lebte hier auf diesem Staubkorn ... schwebend in einem Sonnenstrahl... Carl Sagan, 1996
