neue planeten bei fremdem sonnen -...
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Planetendefintion und Pluto
Günther Wuchterl
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ExoplanetenEreignisse
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Zwölf Jahre Exoplaneten Theorie und Erfahrung
Günther Wuchterl
Thüringer LandesternwarteTautenburg
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Teil I:Was ist ein Planet?
jede Nacht eine neue Chance es herauszufinden!
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In Erinnerung an
Planet Pluto 1930 - 2006 Günther Wuchterl
Thüringer Landessternwarte Tautenburg
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Planeten sind Wandelgestirne
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Aristarch und Kopernikus
Planeten umkreisen die Sonne
• Die Erde wird Planet• Die Sonne wird Stern
• Nur der Mond kreist um die Erde
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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?
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13. März 1781 Uranus
Der siebente Planet
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1. Jän. 1801 Ceres
Der achte Planet
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23. September 1846
Neptun: Planeten stören Planeten
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PLANETENDÄMMERUNGAlexander von Humboldt
KOSMOS
Vol. I, 1845: 14 Planeten
Vol. III, 1850: Hauptplaneten, Nebenplaneten (Satelliten) und
Kleine Planeten
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20. Jahrhundert
• Sterne sind selbstleuchtend.
• Planeten werden beleuchtet (im sichtbaren Licht).
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1930 Pluto
1990er: 3:2 Verhältnis der Umlaufszeiten von Neptune und Pluto verhindert Annäherung: Abstand > 1 Mia km > 6 AE.
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1988 Pluto ist chaotisch
Richtung in 100 Mio Jahren unvorhersagbar!
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1979: Pluto-Mond Charon
Masse Plutos kleiner als unseres Mondes!
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1989: Raumsonde Voyager IIVorbeiflug an Neptun
Neptunmasse korrigiert: kein Planet X!
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1992 QB1
Der zweite Transneptunier
In vorhergesagtem Abstand
Das Sonnensystem ist voll!
Neue Himmelskörper brauchen Platz
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1994: Das innere Sonnensystem
ist chaotisch
Richtungen der Planeten nach 20 Mio Jahren unvorhersagbar!
Die Stabilität des Planetensystems ist nur eine auf Zeit.
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38 – 97 AE !
(136199) Eris ex 2003
UB313 ,”Xena”Transneptunier grösser als Pluto
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August 2006Die Prager Debatte
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2006: Prager IAU-DefinitonPLANET
• 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
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2006: Prager IAU-Definiton
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
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RESULTAT - ZWERGPLANETEN
• 1 Ceres• 134340 Pluto• 136199 Eris
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TEIL IIPLANETENDÄMMERUNG
Stellen Sie sich vor es wird Nacht ...
... zum ersten Mal.
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Gute Planeten sind schwer zu finden!: Erde
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Der Lange Weg
• Dunkle Begleiter• Positionsmessungen: Peter van de Kamp
und Barnards Stern• Geschwindigkeitsmessungen: Von
Doppelsternen zu Planeten
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Erste Hinweise ab 1985Scheiben um Sterne
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EXOPLANETEN
1992 2008
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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 b4 Tage0.05 AE0,5x Jupiter
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Radialgeschwindigkeit von 51 Peg
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Planeten inDoppelsternsystemen:
γ Cephei b
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Junge BärenPlaneten: Eridaniε
Umlaufzeit: 7,1 JahreAbstand Planet Stern:1,4 bis 5,4 AEMasse: 0.8 bis 1.6 JupiterErdabstand: 10,49 Lichtjahre
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3fach System in Andromeda: υ And
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5fach System im Krebs:55 Cancri
Min Masse
0.045
0.84
0.21
4.05x Jupiter
Bez.
Ae
Ab
Ac
Ad
Umlaufzeit
2.81 Tage
14.7 Tage
44.3 Tage
12.1 Jahre
Exzentrizität 0.17 0.02 0.34 0.16
Entdeckung 2004 1997 2002 2002
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Südplaneten: Ein Riesenplanent in der habitablen Zone: ι Hor b
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Sind das wirklich Planeten?
Auf der Suche nach dem ersten Planetendurchgang
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HD 209458 – Die Lichtkurve
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PlanetenDurchgänge zeigen:
1. Massen sind Planetenmassen2. Radien sind Gasplanetenradien3. Dichte und Zusammensetzung4. Nachweis mit 2 Methoden!
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EXTREM PLANETEN
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Auf dem Weg zu den Kleinen
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μ Arae – der kleinste der Grossen:
M sin i = 14 Erdmassen
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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?
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DIREKTE BEOBACHTUNGEN
Das erst Bild von Exoplaneten
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NAOS 144Element AOSystem mit CONICA IRKamera am VLT.Adaptive Optik am 8m Spiegel: NACO am VLT
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GQ Lupi b + Stars,BD+planetsStars: Collapse ofBonnorEbert sphersBrown Dwarfs: same as starsPlanets: Nucleatedinstability, plausible, Toomrestable nebulae, particle in box accretion
Poster bei Neuhäuser et al.
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2M1207 2MASSWJ1207334393254
Chauvin et al. 2004
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HD 149026 b – TransitSaturnSato, Fischer et al. 2005
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HD 188743 b – Planet im TrippelDer „verbotene“ Planet, Konacki 2005
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HD 188743 b – Planet im TrippelDer „verbotene“ Planet, Konacki 2005
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Ein Planet für einen hellen Stern
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Pollux_in_Tautenburg
Günther Wuchterl
Astrophysikalisches Institut und UniversitätsSternwarteJena
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2007 Jahr der Planetendurchgänge
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2007:Ein Planet für Aldebaran
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SIE SIND ÜBERALL!
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Der nächste EntdeckungsSchritt
VON GASPLANETEN ZU ERDÄHNLICHEN PLANETEN
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Die Aufgabe
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Suchen Sie selbst!
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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
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CoRoTs Bahn
• ZIEL• a = 7278,475• e = 0,00169• i = 89,984• T
• TATSÄCHLICH• 7278,189 km• 0,00162• 90,002 Grad• 6176 6195 Sekunden
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CoRoTs Himmel
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CoRoT Beobachtungsplan
• Zwei gegenüberliegende Suchgebiete werden abwechselnd 150 Tage lang beobachtet (Einhorn / Schlangenträger)
• Dazwischen 30 Tage „seitwärts“
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CoRoT SuchgebieteBezeichnung Dauer Beginn Ende Sterne
in TagenAbgeschlossenIra01 61 02.02.07 02.04.07 11448Src01 26 13.04.07 09.05.07 7015Lrc01 153 15.05.07 15.10.07 11414
29877LaufendLra01 150 23.10.07 21.03.08 11448
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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
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4. Mai 2007 CoRoTExo1b
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Vergleich BodenWeltraumEntdeckungslichtkurven
OGLETR56 CoRoTExo1b
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Massenbestimmung von Planeten„Kandidaten“
1) Ist die Helligkeitsänderung ein Planet ?2) Welche Masse hat der Planet ?3) Stern und Planeteneigenschaften?
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Ist es ein Planet ?
• Zweiter Stern: davor, dahinter, darum?• Sternflecken?• Kleine dunkle Objekte – Zwergsterne, Weisse
Zwerge?
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CoRoTFeld im 2m Teleskop
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Welche Masse ?
• Messung der Schwerkraft• Passt das zum Durchgang
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Welche Masse ?
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Messung der Verschiebung der Spektrallinien?
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Eigenschaften ?
• Schwerkraft und Radius relativ zum Stern• Sternmasse > Planetenmasse• Sternradius > Planetenradius
ExoplanetenWissen wie Sonnensystem vor Raumfahrt!
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Masse, Radius > Dichte
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Allgemeine Theorie der Planetenentstehung
• Alle Sterntypen• Alle Umlaufszeiten• Alle Alter
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All planets at 1.3 M
ʘ ,
0.042 AU
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Alle Protoplaneten bei 0.1 AE
Christopher Broeg2005
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Broeg 2006
Planetare MassenspektrenTheorie und Beobachtungen
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CoRoT und die
Theorie der Planetenentstehung
„DICHTUNG UND WAHRHEIT“
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Startvorhersage der CoRoTPlanetenPlanetare Anfangsmasse (1 bis 16d)
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Die ersten CoRoTPlaneten
CoRoTExo1b : 2 Tage, 1.5 R_Jup, 2 M_JupCoRoTExo2b: 2 Tage, 1.5 R_Jup, 3 M_Jup
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20. Dez. 2007 – der zweite PlanetCoRoTExo2b
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CoRoTExo1b
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Exoplaneten
Haben wir schon die typischen Planeten gefunden?
Ist das Sonnensystem typisch?
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Anzahl entdeckter Exoplaneten
2007
270
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Entdeckungen pro Jahr
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Baum der Exoplaneten
Jahr: nach obenBahnform: nach hintenBahnradius: nach rechtsMasse: Kugelgröße
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Entdeckungsmethoden
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Massen / Mindestmassen
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[Mindest]Massen logarithmisch
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Umlaufszeiten
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Warum sind Exoplaneten seltsam?
• Exzentrisch• Sternnahe• Massereich
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Seltsam Exzentrisch?
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Vergleich mit Doppelsternen
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Vergleich mit Doppelsternen
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Pulsarplaneten• Überlegene Genauigkeit (Kleinplaneten)• Seltener Hauptkörper: Sternrest• Planetensystem mit kreisrunden Bahnen!
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Seltsam aber ähnlich:das Pulsarsystem
Überragende Genauigkeit
Kleinplaneten nachweisbar!
SoSyähnliche
Bahnen und Massen!
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Seltsam nahe ? Schnelle Funde!
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Auf dem Weg zur Normalität
• Größere Planeten mit Jupiters Umlaufzeit etwa 12 Jahre
• Rundere Bahnen,• Planetensysteme.
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55 Cnc d – Beinahe Jupiter
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Die Suche ist erst am Anfang
• Nahe schwere Planeten leichter zu entdecken,
• Suchstrategien und Entdeckungsmethoden,• Planetensuche dauert jahrelang,• Jupiter entdecken heißt 12 Jahre beobachten
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Wir finden Exoplanetenweil
sie anders sind als unsere!
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PLANETENDÄMMERUNG ...
Stellen Sie sich vor es wird Nacht ...... zum ersten Mal.
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