Präsentation zum Vortrag
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Planetendefintion und Pluto Günther Wuchterl Exoplaneten­Ereignisse Zwölf Jahre Exoplaneten Theorie und Erfahrung Günther Wuchterl Thüringer Landesternwarte Tautenburg Teil I: Was ist ein Planet? jede Nacht eine neue Chance es herauszufinden! In Erinnerung an Planet Pluto 1930 - 2006 Günther Wuchterl Thüringer Landessternwarte Tautenburg Planeten sind Wandelgestirne Aristarch und Kopernikus Planeten umkreisen die Sonne • Die Erde wird Planet • Die Sonne wird Stern • Nur der Mond kreist um die Erde 1609: Galileo und das Teleskop 1609: Kepler und die „Neue Astronomie“ • Jupitermonde: Monde umkreisen Planeten • Kepler: 2 Gesetze der Planetenbewegung; Neue Gestirne der Medici: Monde? 13. März 1781 Uranus Der siebente Planet 1. Jän. 1801 Ceres Der achte Planet 23. September 1846 Neptun: Planeten stören Planeten PLANETENDÄMMERUNG Alexander von Humboldt KOSMOS Vol. I, 1845: 14 Planeten Vol. III, 1850: Hauptplaneten, Nebenplaneten (Satelliten) und Kleine Planeten 20. Jahrhundert • Sterne sind selbstleuchtend. • Planeten werden beleuchtet (im sichtbaren Licht). 1930 Pluto 1990er: 3:2 Verhältnis der Umlaufszeiten von Neptune und Pluto verhindert Annäherung: Abstand > 1 Mia km > 6 AE. 1988 Pluto ist chaotisch Richtung in 100 Mio Jahren unvorhersagbar! 1979: Pluto-Mond Charon Masse Plutos kleiner als unseres Mondes! 1989: Raumsonde Voyager II Vorbeiflug an Neptun Neptunmasse korrigiert: kein Planet X! 1992 QB1 Der zweite Transneptunier In vorhergesagtem Abstand Das Sonnensystem ist voll! Neue Himmelskörper brauchen Platz 1994: Das innere Sonnensystem ist chaotisch Richtungen der Planeten nach 20 Mio Jahren unvorhersagbar! Die Stabilität des Planetensystems ist nur eine auf Zeit. (136199) Eris ex 2003 UB313 ,”Xena” Transneptunier grösser als Pluto 38 – 97 AE ! August 2006 Die Prager Debatte 2006: Prager IAUDefiniton PLANET • Himelskörper auf einer Bahn um die Sonne, • Gerundet von seiner Schwerkraft, • Hat die Nachbarschaft seiner Bahn aufgeräumt. • http://www.iau2006.org/mirror/www.iau.org/iau0603/index.html 2006: Prager IAUDefiniton ZWERGPLANET • Himelskörper auf einer Bahn um die Sonne, • Gerundet von seiner Schwerkraft, • Hat die Nachbarschaft seiner Bahn nicht aufgeräumt. • http://www.iau2006.org/mirror/www.iau.org/iau0603/index.html RESULTAT - ZWERGPLANETEN • 1 Ceres • 134340 Pluto • 136199 Eris TEIL II PLANETENDÄMMERUNG Stellen Sie sich vor es wird Nacht ... ... zum ersten Mal. Gute Planeten sind schwer zu finden!: Erde Der Lange Weg • Dunkle Begleiter • Positionsmessungen: Peter van de Kamp und Barnards Stern • Geschwindigkeitsmessungen: Von Doppelsternen zu Planeten Erste Hinweise ab 1985 Scheiben um Sterne EXOPLANETEN 1992 ­ 2008 Überaschungen • 1992: A. Wolcszan PSR 1257+12 Pulsarplaneten • 1994: G. Walker, vielleicht keine Planeten • 1995: M. Mayor, 51 Pegasi b, 4 Tage­Jahr • Exzentrische Planeten 51 Pegasi b 4 Tage 0.05 AE 0,5x Jupiter Radialgeschwindigkeit von 51 Peg Planeten in Doppelsternsystemen: γ Cephei b Junge Bären­Planeten: ε Eridani Umlaufzeit: 7,1 Jahre Abstand Planet Stern:1,4 bis 5,4 AE Masse: 0.8 bis 1.6 Jupiter Erdabstand: 10,49 Lichtjahre 3­fach System in Andromeda: υ And 5­fach System im Krebs:55 Cancri Bez. Umlaufzeit Min Masse Ae 2.81 Tage 0.045 Ab 14.7 Tage 0.84 Ac 44.3 Tage 0.21 Ad 12.1 Jahre 4.05 x Jupiter Exzentrizität 0.17 0.02 0.34 0.16 Entdeckung 2004 1997 2002 2002 Südplaneten: Ein Riesenplanent in der habitablen Zone: ι Hor b Sind das wirklich Planeten? Auf der Suche nach dem ersten Planetendurchgang HD 209458 – Die Lichtkurve Planeten­Durchgänge zeigen: 1. Massen sind Planetenmassen 2. Radien sind Gasplanetenradien 3. Dichte und Zusammensetzung 4. Nachweis mit 2 Methoden! EXTREM ­PLANETEN Auf dem Weg zu den Kleinen μ Arae – der kleinste der Grossen: M sin i = 14 Erdmassen Neue Rekorde • Mikro­Gravitationslinsenereignisse ? (statistisch 5­7 Erdmassen aber zB mit 1% Wahrscheinlichkeit ein Schwarzes Loch) • Gliese 867: 7.5 Erdmassen (mindestens) • Gliese 581 b: 5.1 Erdmassen (mindestens) • GJ 436 b: M = 22.6 ± 1.9 Erdmassen ­­ „Heisser Neptun“ (Uranus: 15, Neptun 17) • TW Hydrae b: ; 9,8 +/­ 3,3 M_Jup; 10 Ma? DIREKTE BEOBACHTUNGEN Das erst Bild von Exoplaneten Adaptive Optik am 8m Spiegel: NACO am VLT NAOS 144­Element AO­System mit CONICA IR­Kamera am VLT. GQ Lupi b + Stars,BD+planets Stars: Collapse of Bonnor­Ebert sphers Brown Dwarfs: same as stars Planets: Nucleated instability, plausible, Toomre­stable nebulae, particle in box accretion Poster bei Neuhäuser et al. 2M1207 2MASSWJ1207334­393254 Chauvin et al. 2004 HD 149026 b – Transit­Saturn Sato, Fischer et al. 2005 HD 188743 b – Planet im Trippel Der „verbotene“ Planet, Konacki 2005 HD 188743 b – Planet im Trippel Der „verbotene“ Planet, Konacki 2005 Ein Planet für einen hellen Stern Pollux_in_Tautenburg Günther Wuchterl Astrophysikalisches Institut und Universitäts­Sternwarte Jena 2007 Jahr der Planetendurchgänge 2007: Ein Planet für Aldebaran SIE SIND ÜBERALL! Der nächste Entdeckungs­Schritt VON GASPLANETEN ZU ERDÄHNLICHEN PLANETEN Die Aufgabe Suchen Sie selbst! CoRoT Geschichte • 27. 12. 2006 Start • 2. 1. 2007 Eingeschalten • 3. 1. 2007 ­16. 1. 2007 Kalibration • 17. 1. 2007 Deckel auf! Einsatz: 140 Ingenieure / 35 Tage • 2. 2. 2007 Erste Beobachtungen CoRoTs Bahn • ZIEL • TATSÄCHLICH • a = 7278,475 • 7278,189 km • e = 0,00169 • 0,00162 • i = 89,984 • 90,002 Grad • T • 6176 ­6195 Sekunden CoRoTs Himmel CoRoT ­ Beobachtungsplan • Zwei gegenüberliegende Suchgebiete werden abwechselnd 150 Tage lang beobachtet (Einhorn / Schlangenträger) • Dazwischen 30 Tage „seitwärts“ CoRoT ­ Suchgebiete Bezeichnung Dauer in Tagen Abgeschlossen Ira01 61 Src01 26 Lrc01 153 Beginn Ende Sterne 02.02.07 13.04.07 15.05.07 02.04.07 09.05.07 15.10.07 Laufend Lra01 11448 7015 11414 29877 23.10.07 21.03.08 11448 150 Der ALARM­Modus • Rohdaten werden direkt an LAM weitergeleitet (alle ein bis zwei Wochen) • Schnellanalyse • Rangliste „interessanter“ Sterne (Transits?) • Upload der Liste zum Satelliten • Helligkeitswerte alle 30 Sekunden gespeichert 4. Mai 2007 CoRoT­Exo­1b Vergleich Boden­Weltraum Entdeckungslichtkurven OGLE­TR­56 CoRoT­Exo­1b Massenbestimmung von Planeten­ „Kandidaten“ 1) Ist die Helligkeitsänderung ein Planet ? 2) Welche Masse hat der Planet ? 3) Stern­ und Planeteneigenschaften? Ist es ein Planet ? • Zweiter Stern: davor, dahinter, darum? • Sternflecken? • Kleine dunkle Objekte – Zwergsterne, Weisse Zwerge? CoRoT­Feld im 2m Teleskop Welche Masse ? • Messung der Schwerkraft • Passt das zum Durchgang Welche Masse ? Messung der Verschiebung der Spektrallinien? Eigenschaften ? • Schwerkraft und Radius relativ zum Stern • Sternmasse ­­> Planetenmasse • Sternradius ­­> Planetenradius Exoplaneten­Wissen wie Sonnensystem vor Raumfahrt! Masse, Radius ­­> Dichte Allgemeine Theorie der Planetenentstehung • Alle Sterntypen • Alle Umlaufszeiten • Alle Alter All planets at 1.3 Mʘ , 0.042 AU Alle Protoplaneten bei 0.1 AE Christopher Broeg 2005 Planetare Massenspektren Theorie und Beobachtungen Broeg 2006 CoRoT und die Theorie der Planetenentstehung „DICHTUNG UND WAHRHEIT“ Startvorhersage der CoRoT­Planeten Planetare Anfangsmasse (1 bis 16d) Die ersten CoRoT­Planeten CoRoT­Exo­1b : 2 Tage, 1.5 R_Jup, 2 M_Jup CoRoT­Exo­2b: 2 Tage, 1.5 R_Jup, 3 M_Jup 20. Dez. 2007 – der zweite Planet CoRoT­Exo­2b CoRoT­Exo­1b Exoplaneten Haben wir schon die typischen Planeten gefunden? Ist das Sonnensystem typisch? Anzahl entdeckter Exoplaneten 270 2007 Entdeckungen pro Jahr Baum der Exoplaneten Jahr: nach oben Bahnform: nach hinten Bahnradius: nach rechts Masse: Kugelgröße Entdeckungsmethoden Massen / Mindestmassen [Mindest­]Massen ­ logarithmisch Umlaufszeiten Warum sind Exoplaneten seltsam? • Exzentrisch • Sternnahe • Massereich Seltsam Exzentrisch? Vergleich mit Doppelsternen Vergleich mit Doppelsternen Pulsarplaneten • Überlegene Genauigkeit (Kleinplaneten) • Seltener Hauptkörper: Sternrest • Planetensystem mit kreisrunden Bahnen! Seltsam aber ähnlich: das Pulsarsystem Überragende Genauigkeit Kleinplaneten nachweisbar! SoSy­ähnliche Bahnen und Massen! Seltsam nahe ? Schnelle Funde! Auf dem Weg zur Normalität • Größere Planeten mit Jupiters Umlaufzeit ­­­ etwa 12 Jahre • Rundere Bahnen, • Planetensysteme. 55 Cnc d – Beinahe Jupiter Die Suche ist erst am Anfang • Nahe schwere Planeten leichter zu entdecken, • Suchstrategien und Entdeckungsmethoden, • Planetensuche dauert jahrelang, • Jupiter entdecken heißt 12 Jahre beobachten Wir finden Exoplaneten weil sie anders sind als unsere! PLANETENDÄMMERUNG ... Stellen Sie sich vor es wird Nacht ... ... zum ersten Mal.
