{"id":21856,"date":"2014-06-24T07:45:45","date_gmt":"2014-06-24T05:45:45","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2014\/06\/24\/das-verlorene-kapitel-von-die-neuentdeckung-des-himmels-doppelsonnen-und-wechselplaneten-teil-2\/"},"modified":"2025-05-14T16:14:44","modified_gmt":"2025-05-14T14:14:44","slug":"das-verlorene-kapitel-von-die-neuentdeckung-des-himmels-doppelsonnen-und-wechselplaneten-teil-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2014\/06\/24\/das-verlorene-kapitel-von-die-neuentdeckung-des-himmels-doppelsonnen-und-wechselplaneten-teil-2\/","title":{"rendered":"Das verlorene Kapitel von \u201cDie Neuentdeckung des Himmels\u201d: Doppelsonnen und Wechselplaneten (Teil 2)"},"content":{"rendered":"

Gestern habe ich von der Arbeit beim Verfassen eines Buches erz\u00e4hlt<\/a> und davon, dass dabei manchmal l\u00e4ngere Abschnitte oder ganze Kapitel des Manuskripts am Ende nicht im fertigen Buch landen. Nicht immer, weil sie schlecht sind, sondern oft aus anderen Gr\u00fcnden. Eines dieser „verlorenen Kapitel“ aus meinem letzten Buch „Die Neuentdeckung des Himmels“<\/a> m\u00f6chte ich nun hier im Blog ver\u00f6ffentlichen. Teil 1<\/a> gab es gestern zu lesen. Teil 2 folgt heute:<\/p>\n


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\"Das<\/a>
Bonus-Content!!<\/figcaption><\/figure>\n

Doppelsonne und Wechselplaneten (Teil 2)<\/b><\/p>\n

Monde k\u00f6nnen auf verschiedene Arten entstehen. Bei einer planetaren Kollision zum Beispiel, der wir auch unseren eigenen Mond zu verdanken haben. Aus der Gas- und Staubscheibe die einen jungen Stern umgibt entstehen immer mehr Himmelsk\u00f6rper als das System vertragen kann. Es kommt daher in der Fr\u00fchzeit eines Planetensystems zu jeder Menge Zusammenst\u00f6\u00dfe und aus den Tr\u00fcmmern so einer Kollision kann sich ein gro\u00dfer Mond bilden. Andere Monde entstehen wie die Planeten selbst. Um die schon fr\u00fch gro\u00df gewachsenen Gasriesen wie Jupiter und Saturn bildeten sich eigene kleine Scheiben aus Gas- und Staub in der dann langsam Monde heranwuchsen. Diesem Prozess verdankt Jupiter zum Beispiel gro\u00dfe Monde wie Ganymed, der mit einem Durchmesser von 5260 Kilometern nicht nur gr\u00f6\u00dfer ist als unser eigener Mond sondern auch noch den Planeten Merkur (Durchmesser: 4880 Kilometer) \u00fcbertrifft. Die Gasplaneten im \u00e4u\u00dferen Sonnensystem werden aber neben ihren gro\u00dfen, fast schon planetenartigen Monden von Dutzenden kleinerer Felsbrocken umkreist, bei denen es sich um eingefangene Asteroiden handelt. Auch die beiden Monde des Mars sind ehemalige Asteroiden die aus dem nahen Asteroideng\u00fcrtel stammen.<\/p>\n

Wenn Planeten entstehen, dann entstehen dabei also immer auch Monde. Die vielen fremden Welten die wir bis jetzt entdeckt haben sind also mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit auch von Monden umgeben. Die sind naturgem\u00e4\u00df noch schwerer zu finden als die Planeten selbst. Die Chancen stehen aber nicht schlecht, dass in naher Zukunft der erste extrasolare Mond gefunden wird.<\/p>\n

Auch in diesem Fall erweist sich die Beobachtung von planetaren Transits als vielversprechende Methode. Die Existenz von extrasolaren Monden kann sich hier gleich auf zwei verschiedene Arten zeigen. Mit etwas Gl\u00fcck k\u00f6nnte man sie direkt in den Lichtkurven selbst sehen. Bei der Suche nach Planeten sucht man nach periodischen Helligkeitsschwankungen im Licht eines Sterns. Zieht ein Planet vor dem Stern vor\u00fcber, dann wird sein Licht zuerst ein wenig schw\u00e4cher. Solange der Planet von uns aus gesehen direkt vor dem Stern steht, bleibt die Helligkeit reduziert und wird erst dann wieder gr\u00f6\u00dfer, wenn der Transit zu Ende geht. Die Lichtkurve ist dabei immer symmetrisch; der Stern wird gleichm\u00e4\u00dfig dunkler und wieder heller. Hat der Planet aber einen Mond, dann wird die Angelegenheit komplizierter. Das genaue Aussehen der Lichtkurve h\u00e4ngt davon ab, wo sich der Mond w\u00e4hrend des Transits in Bezug auf Stern und Planet befindet. Wenn sich zum Beispiel zuerst der Mond vor den Stern schiebt, wird dessen Helligkeit nur geringf\u00fcgig abschw\u00e4chen. Erst wenn Mond und Planet gemeinsam vor dem Stern stehen, wird er deutlich dunkler werden. Der Mond beendet dann aber seinen Transit schon fr\u00fcher, w\u00e4hrend der Planet immer noch vor dem Stern steht. Das Licht des Sterns wird also zuerst nur ein klein wenig heller werden und erst wenn auch der Planet den Transit hinter sich hat wird die Helligkeit wieder das normale Niveau erreicht haben. Wenn man so ein Ereignis beobachtet, erh\u00e4lt man also keine symmetrische Lichtkurve sondern wird zwei kleine Spr\u00fcnge in der Ver\u00e4nderung der Helligkeit des Sterns sehen, die auf die Existenz des Mondes hindeuten.<\/p>\n

Ein Mond sorgt aber auch daf\u00fcr, dass ein Planet ein klein wenig wackelt. Unsere Erde und ihr Mond umkreisen beispielsweise beide ihren gemeinsamen Massenschwerpunkt. Das ist der Punkt im Raum, um den herum sich zwei Objekte aufgrund ihrer gegenseitigen Anziehungskraft bewegen. Bei zwei gleichschweren Himmelsk\u00f6rpern w\u00fcrde er genau in der Mitte zwischen beiden liegen. Die Erde aber ist rund 82 Mal schwerer als der Mond also liegt auch der Massenschwerpunkt vom Mond aus gesehen 82 Mal weiter entfernt als von der Erde aus betrachtet. In konkreten Zahlen hei\u00dft das, dass der Punkt um den herum Erde und Mond kreisen, 4700 Kilometer vom Erdmittelpunkt entfernt liegt. Da die Erde einen Radius von 6371 Kilometer hat ist dieser Punkt also noch innerhalb der Erde. Darum bewegt sich der Mond um die Erde herum, w\u00e4hrend die Erde selbst nur ein wenig wackelt.<\/p>\n

Die meisten Planeten sind schwerer als ihre Monde und wackeln nur ein wenig hin und her w\u00e4hrend die Monde sich um sie herum bewegen. Bei kleineren Himmelsk\u00f6rper wie Zwergplaneten und Asteroiden sind die Gewichtsunterschiede aber oft weniger stark ausgepr\u00e4gt. Der Zwergplanet Pluto und sein Mond Charon umkreisen zum Beispiel einen Punkt, der tats\u00e4chlich im Weltall zwischen den beiden Himmelsk\u00f6rpern liegt. Man k\u00f6nnte also mit gewissem Recht Pluto und Charon als \u201eDoppelzwergplaneten\u201c bezeichnen anstatt sie \u201eZwergplanet und Mond\u201c zu nennen. Im Gegensatz zum Wort \u201ePlanet\u201c gibt es aber noch keine offizielle Definition dar\u00fcber, was einen Himmelsk\u00f6rper zu einem \u201eMond\u201c macht. Die Internationale Astronomische Union (IAU), die solche Definitionen festlegt hatte zwar im Zuge der Diskussion \u00fcber die Planetendefinition im Jahr 2006 dar\u00fcber nachgedacht, auch zu definieren, was ein \u201eMond\u201c ist, es dann aber doch nicht umgesetzt. <\/p>\n

Dieses Wackeln f\u00fchrt dazu, dass ein Planet bei seinen Transits nicht immer ganz p\u00fcnktlich ist. W\u00fcrde er v\u00f6llig ungest\u00f6rt seine Bahnen um den Stern ziehen, dann m\u00fcssten sich die Transits immer nach exakt dem gleichen Zeitraum wiederholen. Da der Mond die Bewegung aber ein bisschen st\u00f6rt, findet der Transit mal ein wenig fr\u00fcher als erwartet statt und mal ein wenig sp\u00e4ter. Diese sogenannten \u201eTransitzeitvariationen\u201c oder TTVs kann man ein wenig Gl\u00fcck und ausreichend genauen Instrumenten messen und hat das sogar schon getan. Allerdings waren keine Monde verantwortlich sondern andere Planeten. Denn hier funktioniert das Prinzip nat\u00fcrlich auch. Genau so wie die Anwesenheit eines Mondes die Bahn eines Planeten st\u00f6rt, kann das auch die Gravitationskraft eines anderen Planeten. <\/p>\n

Im Juli 2010 haben Astronomen der Universit\u00e4tssternwarte Jena die Transits des Planeten WASP-3b genau beobachtet und ausgewertet. Sie entdeckten dabei, dass der Planet mal ein wenig zu fr\u00fch vor dem Stern vor\u00fcber zog und dann wieder ein wenig zu sp\u00e4t. Der Effekt war klein; die Versp\u00e4tungen betrugen nicht mehr als 3 Minuten. Aber sie waren zu regelm\u00e4\u00dfig um nur simple Messfehler sein zu k\u00f6nnen. Die Wissenschaftler vermuteten die Anwesenheit eines zus\u00e4tzlichen Planeten im System, dessen St\u00f6rungen f\u00fcr die Unp\u00fcnktlichkeit bei WASP-3b verantwortlich sind. Die Daten reichten leider nicht aus, um seine Existenz zweifelsfrei zu best\u00e4tigen, aber im September 2011 fanden Wissenschaftler des Kepler-Teams genau solche Transitzeitvariationen auch beim Planeten Kepler-19b. Die Beobachtungsdaten des Weltraumteleskops waren diesmal ausreichend pr\u00e4zise und man konnte die Existenz des neuen Planeten best\u00e4tigen.<\/p>\n

Einen extrasolaren Mond hat man bis jetzt mit dieser Methode nicht entdecken k\u00f6nnen. Auch die Analyse der bekannten Transit-Lichtkurven zeigte keine verd\u00e4chtigen Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten. Aber die Entdeckung des ersten Exomonds ist eigentlich nur noch eine Frage der Zeit. Die Genauigkeit der Instrumente reicht mittlerweile aus, um fremde Monde zu finden (vorausgesetzt sie sind ausreichend gro\u00df; kleine Felsbrocken wie zum Beispiel die nur ein paar Dutzend Kilometer gro\u00dfen Marsmonde Phobos und Deimos werden wir noch lange nicht entdecken k\u00f6nnen). Sp\u00e4testens dann, wenn die n\u00e4chste Generation der gro\u00dfen Teleskope auf der Erde und im All ihren Betrieb aufnimmt, werden wir der langen Liste an extrasolaren Planeten auch die ersten extrasolaren Monde hinzu f\u00fcgen k\u00f6nnen.
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Teil 3 folgt morgen.
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