{"id":27238,"date":"2008-06-17T20:20:14","date_gmt":"2008-06-17T18:20:14","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2008\/06\/17\/weisst-du-wieviel-planeten-stehen\/"},"modified":"2025-05-14T17:24:00","modified_gmt":"2025-05-14T15:24:00","slug":"weisst-du-wieviel-planeten-stehen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2008\/06\/17\/weisst-du-wieviel-planeten-stehen\/","title":{"rendered":"Wei\u00dft du wieviel Planeten stehen?"},"content":{"rendered":"

Gestern abend wurde die Entdeckung von drei neuen extrasolaren Planeten verk\u00fcndet. Alle bewegen sich um den selben Stern und alle sind vermutlich sehr klein – nur ein bisschen gr\u00f6\u00dfer als unsere Erde. Diese Entdeckung ist nicht nur f\u00fcr sich alleine gesehen sehr interessant. Auch die restlichen (vorl\u00e4ufigen) Ergebnisse der zugrundeliegenden Beobachtungskampagne sind sehr aufschlu\u00dfreich: fast jeder dritte Stern k\u00f6nnte Planeten haben!<\/p>\n


Drei neue Super-Erden<\/b><\/font><\/p>\n

In Nantes in Frankreich findet zur Zeit eine Konferenz zum Thema „Extra Solar Super-Earths“ statt. Und dort wurde gestern die Entdeckung von drei Planeten um den Stern HD 40307 statt. Das besondere an dieser Entdeckung ist nicht die Tatsache, dass man gleich mehrere Planeten gefunden hat (Sterne mit drei und mehr Planeten sind schon einige bekannt) sondern die geringe Masse der drei Planeten. Der kleinste dieser drei Planeten – HD 40307b mit etwa der vierfachen Masse der Erde- ist nur wenig schwerer als der bisher kleinste bekannte Exoplanet<\/a>. Die anderen beiden Planeten (mit etwa der sieben- und zehnfachen Masse der Erde) belegen Platz 6 und 9 in der „Rangliste“ der kleinsten Planeten (hier sind die Pulsarplaneten ausgenommen, die sich allerdings auch nicht um einen „normalen“ Stern bewegen sondern um einen Neutronenstern).<\/p>\n

Gleich drei Planeten mit so geringer Masse in einem System zu entdecken ist au\u00dfergew\u00f6hnlich. Die bisher entdeckten extrasolaren Planetensysteme sind ja meistens unserem eigenen Sonnensystem sehr un\u00e4hnlich. Die meisten der bekannten Exoplaneten sind sehr gro\u00df (gr\u00f6\u00dfer als Jupiter, der gr\u00f6\u00dfte Planet in unserem Sonnensystem) und befinden sich sehr nahe an ihrem Stern (n\u00e4her als Merkur, der sonnenn\u00e4chste Stern in unserem Sonnensystem). Wissenschaftler sind schon lange auf der Suche nach Planeten und Systemen die unserem Planetensystem \u00e4hnlicher sind. Die Entdeckung der Planeten um HD 40307 stellt hier einen wichtigen Schritt dar: nun hat man erstmals ein System entdeckt, in dem sich viele kleine Planeten befinden: so wie in unserem Sonnensystem!<\/p>\n

<\/p>\n

Kleine Planeten sind schwer zu finden<\/b><\/font><\/p>\n

<\/p>\n

Warum haben wir bis jetzt haupts\u00e4chlich gro\u00dfe Planeten entdeckt? Das liegt erstmal an den verwendeten Methoden. Die meisten Exoplaneten wurden mit der sogenannten Radialgeschwindigkeitsmethode<\/i> entdeckt. Das funktioniert folgendermassen: nicht nur der Planet wird gravitativ vom Stern beeinflusst sondern auch ein klein wenig der Stern vom <\/p>\n

\"i-c71cad070c1ca3c99a872994d16cbbf5-rc.gif\"<\/form>\n

Planet. Der Planet bewegt sich also um den seinen Stern – und der „wackelt“ gleichzeitig ein kleines bisschen hin und her (siehe Bild rechts). Von der Erde aus gesehen bewegt sich der Stern also mal ein wenig auf uns zu, dann wieder von uns weg. Das f\u00fchrt dazu, dass sich auch die Frequenz des vom Stern ausgesandten Lichts in periodischen Abst\u00e4nden gr\u00f6\u00dfer bzw. kleiner wird. Und das kann man messen! Und mit viel Rechnerei l\u00e4sst sich aus dieser periodischen Frequenzverschiebung dann ableiten, ob und welche Planeten dort existieren. Nat\u00fcrlich ist das „Wackeln“ umso gr\u00f6\u00dfer, je schwerer der Planet ist und je n\u00e4her er sich beim Stern befindet. Diese Planeten sind also viel leichter zu entdecken – es ist also nicht verwunderlich, wenn wir vorerst haupts\u00e4chlich solche Planeten entdecken. <\/p>\n

Auch die zweite wichtige Methode zur Planetenentdeckung bevorzugt gro\u00dfe Planeten. Bei der Transitmethode<\/i> beobachtet man das Licht, das ein Stern ausstrahlt. Wenn von der Erde aus gesehen nun zuf\u00e4llig gerade ein Planet vor dem Stern vor\u00fcberzieht, dann erreicht uns kurzfristig ein klein wenig Licht als vorher – in etwa so wie bei einer Sonnenfinsternis auf der Erde: hier bedeckt der Mond unsere Sonne und wir sehen weniger Licht. Auch bei dieser Methode lassen sich gr\u00f6\u00dfere Planeten leichter entdecken als kleinere.<\/p>\n

Nat\u00fcrlich arbeiten die Astronomen st\u00e4ndig daran, ihre Instrumente und Methoden zu verbessern. Deswegen werden in letzter Zeit auch immer kleinere Planeten entdeckt. Eines dieser hochgenauen Instrumente ist der High Accuracy Radial velocity
\nPlanet Searcher<\/a> (HARPS). Mit diesem von der ESO<\/a> (Europ\u00e4ische S\u00fcdsternwarte)<\/strike> Instrument des Genfer Observatoriums das bei der ESO<\/a> in Chile betriebenen wird konnten auch die Planeten um HD 40307 entdeckt werden.<\/p>\n

<\/p>\n

Das Problem mit der Masse<\/b><\/font> <\/p>\n

Die h\u00f6chst erfolgreiche Radialgeschwindigkeitsmethode hat allerdings einen gravierenden Nachteil: die Masse eines Planeten l\u00e4sst sich nur innerhalb gewisser Grenzen bestimmten. Wie stark ein Stern „wackelt“ h\u00e4ngt n\u00e4mlich auch vom Sichtwinkel auf das System ab. Schauen wir von der Erde aus gesehen exakt von „oben“ auf das Exoplanetensystem, dann sehen wir den Stern \u00fcberhaupt nicht wackeln. Beobachten wir das System hingegen von der Kante aus, dann beobachten wir den gr\u00f6\u00dften Effekt. Der Sichtwinkel l\u00e4sst sich allerdings nur schwer bis \u00fcberhaupt nicht bestimmen – die exakten Massen der Planeten sind also prinzipiell nicht bekannt. Die Massen, die ver\u00f6ffentlicht werden, sind auch immer nur „Minimumassen“ – in Wahrheit sind sie wahrscheinlich h\u00f6her. \u00dcber Planet HD 40307b  liest man beispielsweise \u00fcberall (auch hier, zwei Abs\u00e4tze weiter oben) er h\u00e4tte die vierfache Masse der Erde. Genaugenommen betr\u00e4gt aber nur das Produkt aus Masse und dem Sinus des Sichtwinkels (M sin i<\/i>) vier Erdmassen – dieser Wert gilt nur den optimalen Fall, in dem wir exakt auf die Kante des Systems schauen (i=90\u00b0). Betr\u00e4gt der Sichtwinkel aber zum Beispiel nur 10\u00b0, dann h\u00e4tte der Planet 23 Erdmassen – w\u00e4re also deutlich gr\u00f6\u00dfer als der Gasplanet Neptun. Und HD 40307d – die „Super-Erde“ mit der zehnfachen Erdmasse w\u00e4re dann noch deutlich gr\u00f6\u00dfer und mit knapp 60 Erdmassen halb so gro\u00df wie Jupiter.<\/p>\n

Bei aller Euphorie \u00fcber die wirklich hervorragende technische Leistung dieser Entdeckung sollte man trotzdem vorsichtig sein, wenn man von „erd\u00e4hnlichen“ Planeten spricht. HD 40307 k\u00f6nnte anstatt von 3 „Super-Erden“ auch von 3 gr\u00f6\u00dferen Gasplaneten umgeben sein.<\/p>\n

Habitable Planeten<\/b><\/font><\/p>\n

Viele Wissenschaftler und auf jeden Fall die Medien finden die Suche nach „habitablen“ Planeten besonders interessant. Hier sucht man nach Planeten, die erstens erd\u00e4hnlich sind – also eine feste Oberfl\u00e4che und eine Atmosph\u00e4re haben – und sich zweitens genau im Richtigen Abstand vom Stern befinden, sodass die auf der Planetenoberfl\u00e4che herrschende Temperatur fl\u00fcssiges Wasser zulassen w\u00fcrde. Dieser Abstand h\u00e4ngt nat\u00fcrlich von der Gr\u00f6\u00dfe und der Temperatur des Sterns (bzw. des Spektraltyps) ab. Zu nahe am Stern ist es zu hei\u00df – zu weit weg, und man bekommt Eiswelten wie z.B. Pluto oder Titan in unserem Sonnensystem. Man muss also nicht nur nach kleinen Planeten suchen, sondern auch nach solchen, die den richtigen Abstand haben. Das folgende Bild zeigt eine schematische \u00dcbersicht dar\u00fcber, wie die habitable Zone von der Masse des Sterns abh\u00e4ngt:<\/p>\n\"i-f62af87ea026af8304c7c290c87e27d3-hz.jpg\"<\/form>\n

Quelle: Wikimedia Commons, GFDL<\/a><\/font><\/i><\/div>\n

Bei den sonnen\u00e4hnlichen Sternen befindet sich diese bewohnbare Zone etwa 150 Millionen Kilometer (das entspricht einer Astronomischen Einheit<\/i>) von der Sonnen entfernt. Das ist – zumindest aus der Sicht der Planetenentdecker – schon eine sehr gro\u00dfe Entfernung. Um hier Planeten zu entdecken m\u00fcssen sie im Allgemeinen deutlich gr\u00f6\u00dfer sein als ein erd\u00e4hnlicher Planet. Bei schw\u00e4cher leuchtender Sternen ist die habitable Zone n\u00e4her am Stern und die Chancen, dort kleine Planeten zu beobachten sind gr\u00f6\u00dfer. HD 40307 ist ein Stern vom Spektraltyp K<\/i>. Seine Temperatur ist also etwa um 2000 bis 3000 Grad geringer als die Sonne. Auch die habitable Zone liegt n\u00e4her am Stern: etwa in einem Abstand von  75 Millionen Kilometern (0.5 Astronomischen Einheiten). <\/p>\n

Die drei dort entdeckten Planeten befinden sich allerdings viel<\/i> n\u00e4her am Stern! Ihre Umlaufbahnen haben Radien von etwa 0.05, 0.08 und  0.14 Astronomischen Einheiten. Zum Vergleich: die gro\u00dfe Halbachse der Bahn von Merkur, des sonnenn\u00e4chsten Planeten in unserem Sonnensystem, betr\u00e4gt 0.39 Astronomische Einheiten – die drei Planeten um HD 40307 sind also ihrem Stern alle sehr viel n\u00e4her als der Merkur unser Sonne. Und sie befinden sich alle weit au\u00dferhalb der habitablen Zone! Insofern ist auch das mit der Pressemeldung der Entdeckung verschickte Bild ein bisschen irref\u00fchrend:<\/p>\n\"i-ce77bb1a167a3c0f27c89c5740c23f80-phot-19a-08-preview.jpg\"<\/form>\n

<\/i><\/font><\/p>\n

Quelle: ESO<\/a><\/i><\/font><\/div>\n


<\/i><\/font>Es handelt sich zwar nur eine k\u00fcnstlerische Darstellung – aber mit einem Planeten voller wei\u00dfer Wolken, Kontinenten und blauen Meeren wie dem im Vordergrund kann man dort wirklich nicht rechnen. Daf\u00fcr w\u00e4re es dort deutlich zu hei\u00df!<\/p>\n


Wei\u00dft du wieviel Planeten stehen….<\/b><\/font><\/p>\n

Abgesehen von den drei Super-Erden wurden auf der Konferenz in Nantes auch noch einige andere Entdeckungen verk\u00fcndet. Eine weitere Super-Erde mit 7.5 Erdmassen (wieder: das ist nur die minimale Masse des Planeten) wurde um den Stern HD 181433 entdeckt und bei einem weiteren Stern fand man einen Neptun-\u00e4hnlicher Planet mit 22 Erdmassen.
Michel Mayor<\/i> (der Entdecker des ersten extrasolaren Planeten, 51 Pegasi b und auch beteiligt an der Entdeckung der drei Super-Erden ) meinte dazu<\/a>:<\/p>\n

„Offensichtlich sind diese Planeten nur die Spitze des Eisbergs. Die Analyse all der Sterne, die mit HARPS untersucht worden sind zeigt, dass etwa ein Drittel aller sonnen\u00e4hnlicher Sterne entweder Super-Erden oder Neptun-\u00e4hnliche Planeten mit Umlaufzeiten kleiner als 50 Tagen haben“.<\/i><\/p><\/blockquote>\n

Es ist also damit zu rechnen, dass wir in naher Zukunft noch sehr viel mehr kleinere Planeten entdecken werden! Mayors Kollege, St\u00e9phane Udry, sieht das genauso:<\/p>\n

„Es ist sehr wahrscheinlich das noch viele weitere Planeten exisitieren: nicht nur Super-Erden und Neptun-\u00e4hnliche Planeten mit l\u00e4ngeren Perioden sondern auch erd\u00e4hnliche Planeten, die wir bis jetzt noch nicht entdecken k\u00f6nnen. Wenn man die schon entdeckten Jupiter-\u00e4hnlichen Planeten hinzuz\u00e4hlt, kann man zu dem Schlu\u00df gelangen das Planeten allgegenw\u00e4rtig sind.“<\/i> <\/p><\/blockquote>\n

Ob sich irgendwo auf all diesen Planeten allerdings tats\u00e4chlich Leben entwickeln konnte ist wieder eine ganz andere Frage. Aber ich bin eigentlich \u00fcberzeugt davon, dass wir sie in den n\u00e4chsten zwanzig bis f\u00fcnfzig Jahren beantworten werden k\u00f6nnen!<\/p>\n


Weiterf\u00fchrende Informationen:<\/b><\/font><\/p>\n