Extrasolare Planeten

Arbeitsheft zum Lernszenario
Extrasolare
Planeten
Erarbeitet von: Thomas Kallinger
In Zusammenarbeit mit: bm:ukk
Version: 1.0
Erstellt am: 1.12.2008
COSMOS
.
Impressum
Bundesministerium für Unterricht, Kunst und Kultur
Abteilung V/3, IT Systeme für Unterrichtszwecke
Büro: Bankgasse 1, 1014 Wien
Post: Minoritenplatz 5, 1014 Wien
Tel: 0043 (1) 531 20 - 35 38
Fax: 0043 (1) 531 20 - 35 35
Seite 1
COSMOS
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Präsentationshandout über Extrasolare Planeten
3
2 Glossar zu Extrasolare Planeten
9
3 Präsentationshandout zu Planeten unseres Sonnensystems
13
4 Übungsblatt Statistik Extrasolare Planeten
22
5 Weblink: exoplanets.org
24
Seite 2
COSMOS
1
1
Präsentationshandout über Extrasolare Planeten
Präsentationshandout über Extrasolare Planeten
Kurze Einführung in die Thematik Extrasolare Planeten, deren Entdeckung und Enstehung auch im Zusammenhang mit der Enstehung von Leben.
Keywords: Extrasolare Planeten, Ausserirdisches Leben, Interstellare Raumfahrt
Autor: Dr. Christian Reimers
Seite 3
1.2 Extrasolare Planeten
Sind wir allein?
Entdeckungsmethoden
Kann sich Leben anderswo
entwickeln?
Reisen zu fremden Welten
1. Planeten
1.2 Extrasolare Planeten (Folie 1/9)
Planeten außerhalb des Sonnensystems
Fundamentale Fragen unseres Weltbildes und der Astronomie
Sind wir allein im Universum?
Ist unser Planetensystem einmalig?
Suche nach extrasolaren Planeten:
Herausforderung an die Technik
1. Exoplanet um 51 Peg von Mayor und Queloz 1995 entdeckt
Allgemeine Fragen zur Planetenentstehung
Verbreiterung des Wissens: Massen der Planeten, erd- oder jupiterähnliche,
Abstände zum Zentralstern, Bahnen, Zusammenhänge mit dem Zentralstern
Globale Statistik (Okt. 2006):
170 Planetensysteme
198 Planeten
20 mehrfache Planetensysteme
1. Planeten
1.2 Extrasolare Planeten (Folie 2/9)
Entdeckung extrasolarer Planeten
Doppler-Effekt bei einem Stern mit einem Planeten
Seit 1995 mehr als 210 extrasolare
Planeten entdeckt
Indirekte Methoden, vor allem
Doppler-Effekt am Zentralstern
Bewegung um einen gemeinsamen
Schwerpunkt führt zu winzigen
Verschiebungen von Spektrallinien
Photometrie: Bedeckungen bei HD
209458 durch einen Planeten
Allgemeine Eigenschaften zur
Entstehung von Planetensystemen
Planeten um zahlreiche Sterne, z.B. auch
im Doppelsternsystem γ Cep
Lichtkurve eines Planetentransits vor einem Stern
1. Planeten
1.2 Extrasolare Planeten (Folie 3/9)
Mehrfachsysteme
Bislang (Okt. 2006): 20 beobachtete
Mehrfachsysteme, i.e. extrasolare Planetensysteme
4 Planeten in sog. Habitablen Zonen, d.h.
Temperaturbereich von flüssigem Wasser
Abstände, Massen und Bahnelemente teilweise
gänzlich von unserem Sonnensystem verschieden
Sehr massereiche und dem Stern nahe stehende
Planeten werden am leichtesten gefunden.
Marcy et al. 2004, Liste von
Exoplanetensystemen
1. Planeten
1.2 Extrasolare Planeten (Folie 4/9)
Viele ungelöste Probleme
NASA: Illustration, GL876 (2002)
Allgemeine, quantitative Theorie der
Planetenentstehung fehlt bislang
Frage nach Einzigartigkeit unseres
Planetensystems
Ordnung oder Chaos in den frühen
Planetenbahnen
Rolle Jupiters als Ordnungsmacht, z.B.
Titius-Bode-Reihe
Anzahl erdähnlicher Planeten
Bedingungen für die Existenz von Leben
(Achsenneigung, Rotation, Kontinente,
Erdmond, Gezeiten, …)
Wichtigkeit von flüssigem Wasser
NASA: Illustration, HD 209458
1. Planeten
1.2 Extrasolare Planeten (Folie 5/9)
Zusammenfassung: Stern- und
Planetenentstehung
Größenvergleich von Planeten, Braunen Zwergen und
Sternen
1. Planeten
1.2 Extrasolare Planeten (Folie 6/9)
Sterne entstehen durch einen
Gravitationskollaps aus interstellaren
Wolken
Planeten entstehen in protostellaren
Akkretionsscheiben , kein direkter Kollaps
aus dem interstellaren Medium
Viele Details nach wie vor ungeklärt
Verbesserung und Verbreiterung der
Beobachtungsdaten notwendig
Unterschiedlichkeit der Planeten (Masse,
Entfernung zum Zentralstern,
Exzentrizität, chem. Zusammensetzung,
etc.) deutet auf Wechselspiel zahlreicher
Prozesse
Kann sich Leben anderswo entwickeln? (1)
Habitable Zone (bewohnbare Zone)
Existenz von flüssigem Wasser
Temperaturbereich: 0 - 100 Grad Celsius
Atmosphäre:
Sauerstoff
Ozonschicht (gegen UV-Strahlung
der Sonne)
Zeitliche Entwicklung des Zentralsterns
(lang genug, zu heiß/kalt)
Monde - Gezeiten?
Magnetfeld
Bahnstabilität
Zeitliche Entwicklung der bewohnbaren (habitablen) Zone
im Sonnensystem
1. Planeten
1.2 Extrasolare Planeten (Folie 7/9)
Kann sich Leben anderswo entwickeln? (2)
Arecibo-Radioteleskop
Leben auf Kohlenstoff- bzw. Siliziumbasis
Unterschiedliche Schwerkraft
Sind eventuelle 'intelligente' Bewohner
schlau genug, sich nicht selbst durch
Krieg oder Umweltverschmutzung zu
vernichten?
Anzahl der extrasolaren Planeten, mit
technisch intelligenten Zivilisationen:
Drake-Gleichung
Interstellare Kommunikation:
Arecibo-Teleskop
Interstellare Nachricht
1. Planeten
1.2 Extrasolare Planeten (Folie 8/9)
Reisen zu fremden Welten
Proxima Centauri
Entfernung zum nächsten Fixstern: 4.3 Lichtjahre =
40 680 000 000 000 km (Proxima Centauri)
Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit : 4,3 Jahre
Reisezeit
Raumschiff mit Raketenantrieb:
87 000 - 75 000 Jahre
Probleme:
Zeitdilatation
Tiefschlaf oder 'Generationen'-Raumschiff
Energie für Antrieb und Lebenserhaltung
Größenvergleich der nächsten Sterne
1. Planeten
1.2 Extrasolare Planeten (Folie 9/9)
COSMOS
2
2
Glossar zu Extrasolare Planeten
Glossar zu Extrasolare Planeten
Einige wichtige Begriffe zur Thematik Extrasolare Planeten
Keywords: Extrasolare Planeten, Ausserirdisches Leben, Interstellare Raumfahrt
Autor: Dr. Christian Reimers
Seite 9
v1.1 (08.10.2008)
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Glossar zur Thematik
„Extrasolare Planeten“
Atmosphäre
Die Atmosphäre (von griechisch ατµός, atmós „Luft, Druck, Dampf“ und
σφαίρα, sfära „Kugel“) ist die gasförmige Hülle um einen Himmelskörper.
Sie besteht meistens aus einem Gemisch verschiedener Gase, die vom
Schwerefeld des Himmelskörpers festgehalten werden können. Die
Atmosphäre ist an der Oberfläche am dichtesten und geht in großen
Höhen fließend in den interplanetaren Raum über. [1]
Außerirdisches Leben
Außerirdisches Leben ist Leben, dessen natürlicher Lebensraum nicht die
Erde
ist.
Dieser
Begriff
deckt
alle
potentiellen
Arten
und
Erscheinungsformen von Leben ab, von einfachsten biologischen
Systemen (z.B. Viren und Prokaryoten) bis hin zu komplexesten
hochintelligenten Lebensformen. Es ist bis heute unbekannt, ob Leben
außerhalb der Erde existiert.
Ein außerirdisches Lebewesen wird auch kurz Außerirdischer oder Alien
genannt. Das Adjektiv außerirdisch ist gleichbedeutend mit dem
Fremdwort extraterrestrisch. [1]
Brauner Zwerg
Ein Brauner Zwerg ist ein Objekt, das massenmäßig gesehen zwischen
einem Planeten und einem Stern liegt. Mit einer Masse zwischen 0.013
und 0.08 Sonnenmassen (oder dem 13- und 80-fachen der Jupitermasse)
sind sie zu klein für konventionelle Kernfusion, aber massereich genug,
um Wasserstoff zu Deuterium zu verbrennen.
Extrasolare Planeten
Ein extrasolarer Planet, kurz Exoplanet, ist ein Planet außerhalb (griech.
εξω) des vorherrschenden gravitativen Einflusses unserer Sonne.
Extrasolare Planeten gehören also nicht unserem Sonnensystem an,
sondern einem anderen Planetensystem bzw. umkreisen einen anderen
Stern.
Daneben existieren auch planetenartige Objekte, die keinen Stern
umkreisen und unter den neu geprägten Oberbegriff Planemo (von:
planetary mass object) fallen. [1]
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v1.1 (08.10.2008)
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Hauptreihe
Auf der Hauptreihe verbringen die Sterne die meiste Zeit ihres Lebens und
sind dabei durch ein stabiles Wasserstoff-Kernbrennen charakterisiert. In
einem sogenannten Hertzsprung-Russell-Diagramm ist diese Region daher
besonders dicht besetzt.
Hertzsprung-Russell-Diagramm
In diesem Diagramm werden die Leuchtkraft (bzw. Helligkeit) als Funktion
der Temperatur (bzw. Spektraltyp, Farbe) der Sterne eingezeichnet. Es
gibt spezielle Bereiche in diesem Diagramm, die von der Mehrzahl der
beobachtbaren Sterne bevölkert sind. Diese weisen auf stabilere Stadien
der Sternentwicklung hin. Diese Bereiche besitzen verschiedene
Bezeichnungen: Hauptreihe, Riesenast, Horizontalast, Hertzsprung-Lücke,
etc. Die Abkürzung des Hertzsprung-Russell-Diagramm lautet HRD. Siehe
dazu auch Farben-Helligkeits-Diagramm.
HRD
Abkürzung für Hertzsprung-Russell-Diagramm.
Leuchtkraft
Unter der Leuchtkraft versteht man ein Maß für die Lichtemission eines
astronomischen Objekts. Sie ist als die abgestrahlten Energiemenge pro
Sekunde definiert und auch durch den Energiefluss multipliziert mit der
Oberfläche gegeben. Sterne werden in Leuchtkraftklassen eingeteilt.
Planet
Unter einem Planet versteht man einen Körper, der ohne nukleare
Energieerzeugung um einen Stern kreist und eine Mindestmasse, die der
Pluto-Masse von 1.25 x 1022 kg (= 0.0021 Erdmassen) entspricht,
aufweist. Als obere Grenze wird etwa die 13-fache Jupiter-Masse
(MJup=1.9 x 1027 kg = 317,8 Erdmassen) angenommen, oberhalb heißen
Planeten Braune Zwerge.
Sonne
Unser Zentralgestirn ist ein gelber Zwergstern vom Typ G2V in einem
Abstand von 149,6 Millionen Kilometer (= 1 Astronomische Einheit). Die
Sonne hat eine Masse von 2 x 1030 kg, eine Leuchtkraft von 3.8 x 1026 W
und einen Radius von 6.96 x 108 km. Ihr Alter ist 4.6 Milliarden Jahre, sie
ist ein Stern auf der Hauptreihe, wo sie - um ihre Leuchtkraft zu decken über die pp-Kette Wasserstoff zu Helium fusioniert.
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v1.1 (08.10.2008)
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Treibhauseffekt
Durch die Wirkung des Treibhauseffektes ist die Oberflächentemperatur
eines Planeten höher als die Temperatur wäre, wenn keine
strahlungsaktiven Gase (Treibhausgase einschließlich Wasserdampf) in der
Atmosphäre vorhanden wären. Wegen der Ähnlichkeit der Wirkungsweise
wurde der Begriffsumfang, der ursprünglich nur die Erwärmung im
Gewächshaus bei Sonnenbestrahlung benannte, auf die Atmosphäre
erweitert.
In diesem Sinne ist der Treibhauseffekt 1824 von Joseph Fourier entdeckt
und 1896 erstmals quantitativ von Svante Arrhenius genauer beziffert
worden.
Die
systematische
Erforschung
des
atmosphärischen
Treibhauseffekts begann aber erst 1958 durch Charles D. Keeling, einen
Studenten Roger Revelles. Durch Keeling wurden eine Vielzahl von
Messstationen für Kohlendioxid aufgebaut, die bekannteste ist auf dem
Berg Mauna Loa auf Hawaii.
Der durch menschliche Eingriffe entstandene Anteil am atmosphärischen
Treibhauseffekt wird anthropogener Treibhauseffekt genannt. Oft ist mit
dem Begriff Treibhauseffekt verkürzt gleichzeitig die globale Erwärmung
gemeint. [1]
Zwergplanet
Zwergplaneten sind eine von der Internationalen Astronomischen Union
(IAU) am 24. August 2006 in Prag definierte Klasse von Himmelskörpern.
Als Zwergplaneten gelten im Sonnensystem jene Himmelskörper, die sich
auf einer Umlaufbahn um die Sonne befinden und ausreichend Masse
haben, damit die eigene Schwerkraft sie zu annähernd kugelförmiger
Gestalt zusammenzieht (hydrostatisches Gleichgewicht), die jedoch im
Unterschied zu Planeten ihre Umlaufbahn nicht von anderen Objekten
freigeräumt haben. Die Definition ist jedoch umstritten.
Quellennachweis:
[1] http://www.wikipedia.org/
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COSMOS
3
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Präsentationshandout zu Planeten unseres Sonnensystems
Präsentationshandout zu Planeten unseres Sonnensystems
Es werden die wichtigsten Daten der Planenten unseres Sonnensytems erklärt. Weiters findet man einige
Beispiele von anderen Objekten im Sonnensystem und es wird die Planetendefinition der IAU vorgestellt.
Keywords: Planeten, Sonnensystem
Autor: Dr. Christian Reimers
Seite 13
1.1 Planeten unseres
Sonnensystems
Mein Vater erklärt mir unsere neun
Planeten nicht mehr!
Übersicht über die Objekte in unserem
Sonnensystem.
Wie sich die Bedeutung des Begriffes
Planet im letzen Jahr verändert hat.
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 1/15)
Acht Planeten im Sonnensystem
Planeten des Sonnensytems
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 2/15)
1 Merkur - bis zu 425 Grad Celsius heiß, benannt
nach dem römischen Götterboten
2 Venus - giftige Atmosphäre aus Kohlen- und
Schwefeldioxid, benannt nach der römischen Göttin
der Liebe
3 Erde - unser blauer Planet
4 Mars - ein Planet voller Rost, benannt nach dem
römischen Gott des Krieges
5 Jupiter - der mit dem großen roten Fleck, der
römische Göttervater war Namenspatron
6 Saturn - der mit den Ringen, benannt nach dem
römischen Gott des Ackerbaus
7 Uranus - und er rollt und rollt, Symbol für den
Himmel
8 Neptun - fern und bewegt, Name nach dem
römischen Gott des Meeres
Merkur, der innerste Planet
Masse: M=0.3302 10 24 kg = 0.0553 M E
Radius: R=2340 km = 0.383 R E
Dichte: ρ=5427 kg/m 3 = 0.984 ρE
NASA: Merkur-Mosaik aus Mariner 10
Daten
NASA: Merkur, Brahmskrater 75km Ø
Oberflächenschwerkraft: g=3.7 m/s 2
Rotationsperiode: 58.785 Tage
Achsenneigung: 0.01°
Schwarzkörper-Temperatur: 442 K
Mittlerer Abstand: a=57.9 10 6 km = 0.387 AU
Umlaufszeit: P=87.969 Tage = 0.241 Jahre
Bahnneigung: i=7.00°
Exzentrizität der Bahn: e=0.2056
Besonderheiten:
Zeigt Falten als Resultat eines
Schrumpfungsprozesses
Besitzt einen sehr großen Eisenkern
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 3/15)
Venus, der "Glashaus"-Planet
Masse: M=4.868 10 24 kg = 0.815 M E
Radius: R=6052 km = 0.949 R E
Dichte: ρ=5243 kg/m 3 = 0.951ρE
Venus: Mariner 10
Oberflächenschwerkraft: g=8.87 m/s 2
Rotationsperiode: 243 Tage (retrograd)
Achsenneigung: 177.3°
Schwarzkörper-Temperatur: 231 K
Mittlerer Abstand: a= 108.2 10 6 km = 0.723 AU
Umlaufszeit: P=224.7 Tage = 0.615 Jahre
Bahnneigung: i=3.39°
Exzentrizität der Bahn: e=0.0067
Besonderheiten:
Dichte und giftige Atmosphäre → starker
Treibhauseffekt
Venusoberfläche von Venera 14
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 4/15)
Erde, der Blaue Planet
Masse: M=5.9736 10 23 kg = 1.0 ME
Äquatorradius: R e = 6378.1 km, Polradius: R p
NASA/Galileo: Erde
Mike Lyvers: Vulkan Ätna, Ausbruch 1993
= 6356.8km
Dichte: ρ = 5515 kg/m 3
Oberflächenschwerkraft: g = 9.798 m/s 2
Rotationsperiode: 23h 56min
Achsenneigung: 23.45°
Schwarzkörpertemperatur: 254 K
Mittlerer Abstand: a=149.6 10 6 km = 1.0 AU
Umlaufszeit: 365.256 Tage
Bahnneigung: i=0.0°, Definition der Ekliptik
Exzentrizität der Bahn: e = 0.0167
Mond: Erdmond
Besonderheiten:
flüssiges Wasser und Leben
aktiver Vulkanismus, Plattentektonik
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 5/15)
Mars, der Rote Planet
Masse: M=6.421 10 23 kg = 0.107 M E, entspricht 22%
der Erdlandmasse
Radius: R=3397 km = 0.532 R E
NASA/Viking: Valles Marineris
NASA/Spirit: Vulkanischer Basalte mit
Löchern
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 6/15)
Dichte: ρ=3933 kg/m 3 = 0.713 der Erdichte
Oberflächenschwerkraft: g=3.72 m/s 2
Rotationsperiode: 24h 37min
Achsenneigung: 25.2°
Schwarzkörpertemperatur: 210 K
Mittlerer Abstand: a=227.9 10 6 km = 1.524 AU
Umlaufszeit: 686.98Tage
Bahnneigung: i=1.85°
Exzentrizität der Bahn: e=0.0935
Monde: Phobos, Deimos
Besonderheiten:
Zeichen von jüngerem Vulkanismus
Wassereis im Boden
Jupiter, der Riesenplanet
Masse: M=1898.6 10 24 kg = 317.8 M E
Radius: Re=71 492 km = 11.209 RE, ε=0.06487
Dichte: ρ=1326 kg/m 3 = 0.240 ρE
NASA/Voyager 1: Jupiter + Ganymed
NASA/Galileo: Jupiter-Atmosphäre,
IR-Falschfarben
Oberflächenschwerkraft(1 bar): g=23.12 m/s 2
Rotationsperiode: 9.9250 h
Achsenneigung: 3.13°
Schwarzkörper-Temperatur: 110 K
Mittlerer Abstand: a= 778.5 10 6 km = 5.204 AU
Umlaufszeit: P=11.862 Jahre
Bahnneigung: i=1.304°
Exzentrizität der Bahn: e=0.0489
Monde: 63 (Dez. 2006)
Besonderheiten:
gewaltiges Sturmsystem (Großer Roter Fleck),
welches seit über 300 Jahren existiert
schwaches Ringsystem
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 7/15)
Saturn, "Herr der Ringe"
Masse: M=568.5 10 24 kg = 95.2 M E
Radius: Re=60 268 km = 9.449 R E, ε=0.09796
Dichte: ρ=687 kg/m 3 = 0.125 ρE
NASA/Voyager 2: Saturn
NASA/Cassini: Saturn aus 7.6 10^6 km
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 8/15)
Oberflächenschwerkraft(1 bar): g=8.96 m/s 2
Rotationsperiode: 10.656 h
Achsenneigung: 26.73°
Schwarzkörper-Temperatur: 81 K
Mittlerer Abstand: a=1433.5 10 6 km = 9.582 AU
Umlaufszeit: P=29.457 Jahre
Bahnneigung: i=2.485°
Exzentrizität der Bahn: e=0.0565
Monde: 56 (Dez. 2006)
Besonderheiten:
ausgeprägtes Ringsystem
Wolkenwirbel an den Polen
Uranus, der "makellose" Planet
Masse: M=86.83 10 24 kg = 14.536 M E
Radius: Re=25 559 km = 4.007 R E, ε=0.0229
Dichte: ρ=1270 kg/m 3 = 0.23 rE
Keck: IR-Bild, Uranus, Wolken und Ring
Oberflächenschwerkraft (1 bar): g=8.69 m/s 2
Rotationsperiode: 17 h 14 min
Achsenneigung: 97.77°
Schwarzkörper-Temperatur: 86 K
Mittlerer Abstand: a= 2.87 10 9 km = 19.19 AU
Umlaufszeit: P=84.07 Jahre
Bahnneigung: i=0.769°
Exzentrizität der Bahn: e=0.047
Monde: 27 (Dez. 2006)
Besonderheiten:
zeigt auf optischen Aufnahmen kaum
Einzelheiten
besitzt kleines Ringsystem
stark geneigte Rotationsachse
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 9/15)
Neptun, der äußerste Planet
Entdeckt: 23. 9. 1846, Johann Galle (Berlin)
Masse: M=102.43 10 24 kg = 17.147 M E
Radius: Re=24 764km = 3.883 R E, ε=0.01708
Dichte: ρ=1760kg/m 3 = 0.317 rE
NASA/Voyager 2: Neptun aus 14.8
10^6km
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 10/15)
Oberflächenschwerkraft (1 bar): g=10.71 m/s 2
Rotationsperiode: 16 h 6 min 3
Achsenneigung: 28.32°
Schwarzkörper-Temperatur: 59 K
Mittlerer Abstand: a= 4.498 10 9 km = 30.07 AU
Umlaufszeit: P=164.79 Jahre
Bahnneigung: i=1.769°
Exzentrizität der Bahn: e=0.00859
Monde: 13 (Dez. 2006)
Besonderheiten:
zeigt Sturmsysteme (z.B. Großer Dunkler Fleck)
Entdeckung von 2003 UB313
Eris mit dem Mond Dysnomia
Am 21. Oktober 2003 wurde in unserem
Sonnensystem 2003 UB313 entdeckt und
mit dem inoffiziellen Name Xena bedacht.
Hierbei handelte es sich um ein so
genanntes Kuiper-Belt-Objekt (KBO).
Als KBO bezeichnt man außerhalb der
Neptunbahn befindliche Objekte aus
Stein, die um die Sonne kreisen.
Diese Entdeckung führte zu einer
Diskussion über die Definition des
Begriffes Planet.
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 11/15)
TNOs
acht TNOs
Neben Eris wurden noch weitere Objekte jenseites der Neptunbahn gefunden.
Das brachte die Einteilung der Planeten noch mehr durcheinander.
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 12/15)
Eigenschaften Plutos
Pluto und sein Mond Charon
Pluto ist im Gegensatz zu den anderen äußeren Planten kein Gas- sondern ein
Gesteinsplanet.
Seine Umlaufbahn ist sehr elliptisch; für einige Jahre war er deshalb nicht der
äußerste Planet des Sonnensystems.
Seine Umlaufbahn ist sehr stark zur Ekliptik geneigt.
Sein Mond Charon ist vergleichsweise sehr groß -> Doppelplanetensystem.
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 13/15)
Planetendefinition der IAU
Auf Grund der phyikalischen Eigenschaften Plutos wurde am 24. August 2006 die
Planetendefinition von der IAU (Internationale Astronomische Union) geändert.
Definition Planet: Ein Objekt, das sich auf einer Bahn um einen Stern befinden,
über eine ausreichende Masse verfügen, um durch ihre Eigengravitation eine
annähernd runde Form zu bilden, die Umgebungen seiner Bahnen bereinigt hat
und selbst kein Stern sind.
Definition Zwergplanet: Ein Objekt, das sich auf einer Bahn um einen Stern
befinden, über eine ausreichende Masse verfügen, um durch ihre Eigengravitation
eine annähernd runde Form zu bilden, die Umgebungen seiner Bahnen nicht
bereinigt hat und keine Satelliten (Monde) sind.
Plutos Mond Charon ist zu groß für einen Mond, Pluto hat die Umgebung seiner
Bahn NICHT bereinigt und gilt daher nicht mehr als Planet.
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 14/15)
Zwergplaneten
Ceres
Es gibt nun drei Objekte, die als Zwergplaneten
gelten.
Ceres, das größte Objekt des Asteroidengürtels
zwischen Mars und Jupiter (benannt nach der
griechischen Göttin der Landwirtschaft und nicht
nach einer Margarine).
Eris, die auf Grund der aufgetretenen Streitigkeiten
nach der griechischen Göttin der Zwietrach benannt
wurde, obwohl Xena cooler gewesen wäre.
und eben Pluto, der seinen Planetenstatus verloren
hat (hier abgebildet mit den neuentdeckten Monden
Nix und Hydra).
Plutosystem
1. Planeten
1.1 Planeten des Sonnensystems (Folie 15/15)
COSMOS
4
4
Übungsblatt Statistik Extrasolare Planeten
Übungsblatt Statistik Extrasolare Planeten
Es soll versucht werden Zusammenhänge zwischen verschiedener Eigenschaften von Extrasolaren Planentensystemen nachzuvollziehen. Zur Durchführung des Beispiels stehen die Daten der bisher bekannten
Extrasolaren Planeten zu Verfügung.
Keywords: Extrasolare Planeten, Statistik, Umlaufbahnen
Tools und Materialien: Computer, Tabellenkalkulationsprogram
Autor: Dr. Christian Reimers
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Seite 22
ASTROID Übung
ASTROnomie – Interaktiv und Dynamisch
v1 (14.10.2008)
Übungsblatt
Statistik Extrasolarer Planeten
Zur Bearbeitung dieser Übung verwenden Sie die Daten, die Ihnen im File
daten_exoplaneten_20081014.xls
zur Verfügung gestellt werden. Die Originaldaten und weitere Informationen (z.B.
die Bedeutung der Spaltenbezeichnungen) finden Sie unter
http://www.exoplanet.eu.
Übungsangaben
1 Erstellen Sie folgende Plots bzw. Histogramme (Häufigkeitsdiagramme):
•
Exzentrizität gegen Abstand des Planetens zum Zentralgestirn
•
Masse des Planeten gegen Abstand des Planetens zum Zentralgestirn
•
Masseverteilung der Planeten in Jupitermassen
2 Extrapolieren Sie die Anzahl der Exoplaneten bis zur Erdmasse mit Hilfe von
unterschiedlichen Extrapolationsgesetzen (z. B. linear, logarithmisch oder mit
Polynomen); ein brauchbares Instrument finden Sie für Windows unter
http://curveexpert.webhop.net/)
Bauen Sie unser Sonnensystem in die Plots ein und vergleichen Sie es mit den
extrasolaren Systemen.
3 Versuchen Sie, mit Hilfe von Extrapolation in der Zeit, die Anzahl der im
laufenden Jahr zu entdeckenden Exoplaneten zu bestimmen.
ASTROID-Homepage: http://www.univie.ac.at/astroid/
Email: [email protected]
COSMOS
5
5
Weblink: exoplanets.org
Weblink: exoplanets.org
Tools und Materialien: Computer mit Internetverbindung
http://exoplanets.org/
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