{"id":19381,"date":"2010-05-25T14:44:35","date_gmt":"2010-05-25T12:44:35","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2010\/05\/25\/wer-hat-am-planetensystem-von-upsilon-andromedae-herumgespielt\/"},"modified":"2025-05-14T16:04:56","modified_gmt":"2025-05-14T14:04:56","slug":"wer-hat-am-planetensystem-von-upsilon-andromedae-herumgespielt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2010\/05\/25\/wer-hat-am-planetensystem-von-upsilon-andromedae-herumgespielt\/","title":{"rendered":"Wer hat am Planetensystem von Upsilon Andromedae herumgespielt?"},"content":{"rendered":"

Der Stern Upsilon Andromedae (bzw. Ypsilon Andromedae<\/i>) ist 44 Lichtjahre von der Sonne entfernt; ein wenig gr\u00f6\u00dfer als unser Heimatstern und auch ein weniger schwerer. Aber so wie unsere Sonne wird Upsilon Andromedae von Planeten umkreist. Schon 1996 entdeckte man den ersten Planeten dort; es war einer der ersten bekannten Exoplaneten \u00fcberhaupt. 3 Jahre sp\u00e4ter kam man zu dem Schlu\u00df, dass sich dort noch zwei weitere Planeten befinden m\u00fcssen – Upsilon Andromedae war eines der ersten bekannten Mehrfachplanetensysteme<\/i> und galt lange Zeit als beste extrasolare Entsprechung zu unserem Sonnensystem. Seit kurzem wissen wir aber, dass dem nicht so ist. Ganz im Gegenteil…
\n
\nSo sieht eines der typischen Diagramme aus, die man zum Ups And System findet:<\/p>\n

\"i-416e961613b2ad3e61ddc63d3cd90eff-Upsilon_Andromedae-thumb-500x329.jpg\"<\/a><\/form>\n

Ok – nicht ganz so wie bei uns – aber doch immerhin sehr \u00e4hnlich. Die Massen der Planeten wurden mit etwa 0.7 Jupitermassen f\u00fcr den innersten (Ups And b); etwa 2 Jupitermassen f\u00fcr den mittleren (Ups And c) und etwa 4 Jupitermassen f\u00fcr den \u00e4u\u00dfersten Planeten (Ups And d) angegeben. Und da liegt schon gleich das erste Problem.<\/p>\n

Wenn es um Exoplaneten geht, dann sind die Massen im Allgemeinen nicht exakt bekannt. Das liegt nicht (nur) an der Ungenauigkeit der Messungen – sondern an der Me\u00dfmethode selbst. So wie der Gro\u00dfteil der restlichen Exoplaneten wurden auch die Planeten von Upsilon Andromedae mit der Radialgeschwindigkeitsmethode<\/a> entdeckt. Das ist kein direkter Nachweis<\/a> der Planeten – daf\u00fcr sind sie normalerweise viel zu leuchtschwach. Man bedient sich stattdessen indirekter Methoden. Denn eigentlich umkreist ja nicht der Planet den Stern sondern beide Objekte umkreisen ihren gemeinsamen Massenschwerpunkt. Da der Stern aber so viel schwerer ist als ein typischer Planet liegt dieser Schwerpunkt sehr nahe am Stern bzw. oft sogar innerhalb des Sterns selbst: er „wackelt“ daher immer ein bisschen hin und her und bewegt sich dabei von aus gesehen in periodischen Abst\u00e4nden ein bisschen auf uns zu und dann wieder ein bisschen von uns weg. Eine bewegte Lichtquelle unterliegt aber dem Doppler-Effekt<\/a>; d.h. das Licht, das wir vom Stern sehen ist mal ein wenig rotverschoben (wenn er gerade von uns weg wackelt) und dann wieder blauverschoben. Das kann man messen und daraus die Bahn des Planeten berechnen. Allerdings nur in gewissen Grenzen…<\/p>\n

Denn wir wissen normalerweise nicht, wie<\/i> wir auf das System blicken. Schauen wir vielleicht genau von „oben“ auf den Stern; also genau auf die Bahnebene des Planeten? Dann werden wir \u00fcberhaupt kein Wackeln messen weil der Stern sich nur innerhalb dieser Ebene hin und her bewegt aber nicht auf uns zu bzw. von uns weg wackelt. Blicken wir andererseits exakt in<\/i> die Bahnebene, dann ist der Effekt, den wir messen k\u00f6nnen maximal. Nat\u00fcrlich h\u00e4ngt die St\u00e4rke des Effekts aber auch von der Masse des Planeten ab: je gr\u00f6\u00dfer der ist, desto st\u00e4rker wackelt der Stern. Wenn wir messen, sehen wir aber nur den kombinierten Effekt aus Masse des Planeten und dem Blickwinkel auf die Systemebene und es gibt erstmal keine M\u00f6glichkeit, die beiden Anteile zu trennen und die echte Masse des Planeten zu bestimmen. Die Massen, die man normalerweise irgendwo findet sind also im Allgemeinen immer Minimalmassen<\/i>; in Wahrheit k\u00f6nnen die Planeten aber noch viel schwerer sein – je nachdem wie wir auf das System blicken.<\/p>\n

Mit neuen Beobachtungen der Fine Guidance Sensors (FGSs) des Hubble-Weltraumteleskops konnte man nun aber zus\u00e4tzliche Informationen \u00fcber das Upsilon Andromedae-System gewinnen. Denn das „Wackeln“ von dem bisher die Rede war konnte man nur in den Spektren des Sterns beobachten; in Form der oben beschriebenen Rot- bzw. Blauverschiebung der Spektrallinien. Aber nat\u00fcrlich wackelt der Stern auch tats\u00e4chlich – d.h. er \u00e4ndert seine Position am Himmel. Das messen ist knifflig – aber die Instrumente von Hubble waren genau genug und mit diesen zus\u00e4tzlichen Daten konnten Barbara McArthur<\/i> und ihre Kollegen vom McDonalds-Observatorium in Texas die Neigungen der Planetenbahnen und dadurch auch deren genaue Masse bestimmen. Die Ergebnisse sind \u00fcberraschend…<\/p>\n

Hier ist der neue Vergleich zwischen Sonnensystem und Upsilon Andromedae:<\/p>\n\"i-24e688de80c313eb99721678afb7fe5c-hs-2010-17-b-web_print-thumb-500x487.jpg\"<\/a><\/form>\n

In der obersten Ansicht („polar view“) sieht alles noch halbwegs normal aus. Die Massen der Planeten sind allerdings nun deutlich gestiegen. Der mittlere Planet hat nun 14 Jupitermassen, der \u00e4u\u00dfer 12 Jupitermassen (und das sind nun die echten Massen; keine Minimalwerte mehr wie vorher). Richtig dramatisch wird es allerdings in der Seitenansicht: hier zeigt sich, dass einer der Planeten eine deutlich geneigte Bahn hat. Ups And d<\/i> bewegt sich auch einer Bahn die 30 Grad gegen\u00fcber der Bahn der anderen Planeten geneigt ist!<\/p>\n

Das sieht in unserem Sonnensystem doch deutlich anders an. Ok, Plutos Bahn ist 17 Grad gegen\u00fcber den anderen geneigt. Aber Pluto ist kein Planet und selbst wenn er noch einer w\u00e4re, dann macht es einen Unterschied, ob ein kleines, asteroiden\u00e4hnlicher Felsbrocken wie Pluto eine stark geneigte Bahn hat (so wie es bei vielen anderen Asteroiden im Sonnensystem ja auch der Fall ist) – oder ein mehr als zehnmal so schwerer Gasriese wie Jupiter!<\/p>\n

Unser aktuelles Bild der Planetenentstehung<\/a> ist in manchen Details zwar noch nicht komplett – wir sind uns aber trotzdem sicher, dass wir gut verstanden haben, wie Planeten entstehen. F\u00fcr Objekte wie Ups And d<\/i> ist in diesen Theorien allerdings kein Platz. Da stellt sich nat\u00fcrlich sofort die Frage, was den Planeten denn dann auf diese sonderbare Bahn gebracht hat, wenn er denn nicht schon von Anfang an so entstanden sein kann? Das wei\u00df man momentan noch nicht – aber es gibt jede Menge plausible Ideen. Vielleicht ist die planetare Migration<\/a> verantwortlich? Diese Wanderbewegung der Planeten kann im Zusammenspiel mit Resonanzeffekten<\/a> durchaus solche Bahnen verursachen. Oder der Planet verdankt seine Schieflage einem anderen, nicht mehr vorhandenen Planeten. In einem Planetensystem entstehen oft mehr Planeten als Platz vorhanden ist – aus dynamischer Sicht. In der Fr\u00fchzeit eines Planetensystems geht es daher oft chaotisch zu und verschiedene Protoplaneten kollidieren miteinander bzw. haben nahe Begegnungen. So etwas hat auch bei uns stattgefunden<\/a> und wohl auch anderswo<\/a>. Durch eine nahe Begegnung k\u00f6nnte Ups And d<\/i> durchaus auf die schiefe Bahn geraten sein. Oder vielleicht hat der Begleitstern des Systems was damit zu tun? Upsilon Andromedae ist n\u00e4mlich kein Einzelstern sondern bildet mit einem roten Zwerg ein Doppelsystem. Der ist allerdings weit weg – 750 astronomische Einheiten – und sollte eigentlich das innere Planetensysetm von Upsilon Andromedae kaum beeinflussen. Aber auch \u00fcber die Bahn des roten Zwergs wei\u00df man kaum etwas und solange man hier nicht mehr wei\u00df, kann man seinen Einflu\u00df als Ursache nicht ausschlie\u00dfen.<\/p>\n

Was auch immer man hier noch rausfindet – so oder so zeigt sich, dass die extrasolaren Planetensystem spannende Pl\u00e4tze sind und wir aus ihrer Analyse viel lernen k\u00f6nnen!<\/p>\n