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Planetendefintion und Pluto
Günther Wuchterl
ExoplanetenEreignisse
Zwölf Jahre Exoplaneten Theorie und Erfahrung
Günther Wuchterl
Thüringer LandesternwarteTautenburg
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
PLANETENDÄMMERUNGAlexander 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 IIVorbeiflug 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.
38 – 97 AE !
(136199) Eris ex 2003
UB313 ,”Xena”Transneptunier grösser als Pluto
August 2006Die Prager Debatte
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
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
RESULTAT - ZWERGPLANETEN
• 1 Ceres• 134340 Pluto• 136199 Eris
TEIL IIPLANETENDÄMMERUNG
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 1985Scheiben 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 b4 Tage0.05 AE0,5x Jupiter
Radialgeschwindigkeit von 51 Peg
Planeten inDoppelsternsystemen:
γ Cephei b
Junge BärenPlaneten: Eridaniε
Umlaufzeit: 7,1 JahreAbstand Planet Stern:1,4 bis 5,4 AEMasse: 0.8 bis 1.6 JupiterErdabstand: 10,49 Lichtjahre
3fach System in Andromeda: υ And
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
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 Planetenmassen2. Radien sind Gasplanetenradien3. Dichte und Zusammensetzung4. 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
NAOS 144Element AOSystem mit CONICA IRKamera am VLT.Adaptive Optik am 8m Spiegel: NACO am VLT
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.
2M1207 2MASSWJ1207334393254
Chauvin et al. 2004
HD 149026 b – TransitSaturnSato, Fischer et al. 2005
HD 188743 b – Planet im TrippelDer „verbotene“ Planet, Konacki 2005
HD 188743 b – Planet im TrippelDer „verbotene“ Planet, Konacki 2005
Ein Planet für einen hellen Stern
Pollux_in_Tautenburg
Günther Wuchterl
Astrophysikalisches Institut und UniversitätsSternwarteJena
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• a = 7278,475• e = 0,00169• i = 89,984• T
• TATSÄCHLICH• 7278,189 km• 0,00162• 90,002 Grad• 6176 6195 Sekunden
CoRoTs Himmel
CoRoT Beobachtungsplan
• Zwei gegenüberliegende Suchgebiete werden abwechselnd 150 Tage lang beobachtet (Einhorn / Schlangenträger)
• Dazwischen 30 Tage „seitwärts“
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
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 BodenWeltraumEntdeckungslichtkurven
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 M
ʘ ,
0.042 AU
Alle Protoplaneten bei 0.1 AE
Christopher Broeg2005
Broeg 2006
Planetare MassenspektrenTheorie und Beobachtungen
CoRoT und die
Theorie der Planetenentstehung
„DICHTUNG UND WAHRHEIT“
Startvorhersage der CoRoTPlanetenPlanetare Anfangsmasse (1 bis 16d)
Die ersten CoRoTPlaneten
CoRoTExo1b : 2 Tage, 1.5 R_Jup, 2 M_JupCoRoTExo2b: 2 Tage, 1.5 R_Jup, 3 M_Jup
20. Dez. 2007 – der zweite PlanetCoRoTExo2b
CoRoTExo1b
Exoplaneten
Haben wir schon die typischen Planeten gefunden?
Ist das Sonnensystem typisch?
Anzahl entdeckter Exoplaneten
2007
270
Entdeckungen pro Jahr
Baum der Exoplaneten
Jahr: nach obenBahnform: nach hintenBahnradius: nach rechtsMasse: 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 Exoplanetenweil
sie anders sind als unsere!
PLANETENDÄMMERUNG ...
Stellen Sie sich vor es wird Nacht ...... zum ersten Mal.
