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Ludmila Carone ist Planetologin an der Universität zu Köln in der Abteilung Planetenforschung des Rheinischen Instituts für Umweltforschung.

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18.03.10 · 09:01 Uhr

CoRoT-9b: "Moderater" Gasriese mit Transit

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 20

Bitte jetzt nicht den Fehler machen und bei "moderat" an Wirtlichkeit oder Bewohnbarkeit denken! Moderat bedeutet im Vergleich zu den "heißen Jupitern", die bislang die Mehrheit unter den entdeckten extrasolaren Planeten darstellen.

ResearchBlogging.org
Diese sind nämlich ihrem Zentralgestirn so nah, dass sie auf mehrere 100 Grad Celsius und mehr hochgeheizt werden können. Sie brauchen wenige Tage für einen vollen Umlauf.


Heiß_HD189733b.jpg
Bild (NASA/JPL-Caltech/H. Knutson (Harvard-Smithsonian CfA)): Das Wärmebild eines jupiterähnlichen Planeten, dem sein Zentralstern stark eingeheizt hat. Die Temperatur in der Atmosphäre schwankt zwischen 650-930 Grad Celsius.

CoRoT-9b.jpg
Bild(Instituto de Astrofisica de Canarias): Künstlerische Darstellung von CoRoT-9b. (Hier gibt es eine Animation dazu)

Da spielt CoRoT-9b mit Temperaturen zwischen -23 und +157 Grad Celsius in einer ganz anderen Liga. Ja, die "magische" Grenze von 0 Grad, ab der flüssiges Wasser unter irdischem Luftdruck möglich ist, liegt auch dazwischen.

Nur sind Gasriesen alles andere als erdähnlich. Sie haben schon mal keine feste Oberfläche. Vielmehr taucht man in eine dichte Suppe aus Gasen - vornehmlich Wasserstoff und Helium - hinab. Und die Drücke sind extrem hoch. Die Galileo Probe tauchte gerade einmal 150 km in die Atmosphäre des Jupiter ein, sammelte eine knappe Stunde Daten, bevor sie unter dem hohen Druck (dem 20fachen irdischen Luftdruck) zerquetscht wurde. Ich würde also keinem raten, einen Erholungsurlaub dorthin zu buchen. Dieser wäre nämlich ziemlich final ;-)

Zurück zu CoRoT-9b und der Sache mit den heißen Jupitern. CoRoT-9b ist ein Transitplanet.
anim-transit-deeg.gif
Bild (Hans Deeg): Wenn ein Planet von uns aus gesehen vor seinem Stern vorbeizieht, verdeckt er ihn kurzzeitig. Ein Transit findet statt.

Er wurde vom CoRoT-Team entdeckt. CoRoT ist ein kleiner französischen Satelliten, der seit 2006 sonnenähnliche Sterne nach solchen Ereignissen absucht. Mit CoRoT-9b ist uns damit ein Coup gelungen, denn seine Temperatur ist deswegen so niedrig im Vergleich zu anderen bislang entdeckten Planeten, weil er vergleichsweise weit weg von seinem Zentralstern seine Kreise zieht. Er braucht 95 Tage für einen Umlauf. Damit ist dies auch der Planet mit der weitesten Umlaufbahn, der mit der Transitmethode entdeckt wurde. Wir haben also einen Entfernungsrekord aufgestellt.

Das schöne an den Transitplaneten ist, dass diese wunderbar dazu geeignet sind, sie weiter zu untersuchen. So ist dies die einzige Methode mit der man (über die Abschattung) die Größe des Planeten also seinen Radius herauskriegt. Mit einer anderen Methode konnte die Masse bestimmt werden. Zusammen ergibt sich in diesem Fall: 0,84 Jupitermassen und ein Radius von 1,05 Jupiterradien. Also ist dieser Planet etwa 70% so dicht wie unsere Jupiter. Wenn man bedenkt, dass wir schon Gasriesen gefunden haben, die so fluffig wie Styropor sind, dann ist das nicht ganz so weit weg von unseren heimischen Exemplaren.

Während eines Transits durchleuchtet z.B. das Licht des Sterns mal eben die Atmosphäre. Auch wenn der Stern den Planeten selbst verdeckt, liefert das Informationen über den Planeten. Wenn man ein Spektrum des Sterns aufnimmt und sieht, dass bestimmte Elemente fehlen, wenn der Planet verdeckt wird, was heißt das wohl? Na, dass diese Elemente im Planeten leuchten und eben nicht im Stern. Außerdem können wir inzwischen sogar das Sternenlicht "sehen", das von der Planetenatmosphäre reflektiert wird. Sogar einzelne Phasen lassen sich auflösen. Also von uns aus gesehen, ob die Hälfte, ein Viertel oder mehr oder weniger des Planeten beleuchtet wird. So wie wir auch bei unserem Mond je nachdem wie er angestrahlt wird, mal mehr und mal weniger von ihm sehen.

Man kann diesen Planeten also astronomisch auf verschiedenste Weisen weiter untersuchen. Den ersten Gasriesen, der Transits durchführt, und im Gegensatz zu den bislang gefundenen Exemplaren nicht durch seinen Stern aufgeheizt wird. Das mit dem "durch den Stern aufheizen" ist natürlich auch sehr spannend. (Siehe Wärmebild oben) Aber es handelt sich dabei schon um besondere Fälle, die es in unserem Sonnensystem z.B. nicht gibt. CoRoT-9b ist da unserem Jupiter wesentlich näher. Den lässt die Sonnenstrahlung ja auch relativ kalt. (Ja, ich weiß, Kalauer ;-)

Diese Nature-Publikation ist also erst der Beginn von Jahren der Forschung und einigen Publikationen, die sich nur um diesen einen Planeten drehen werden. Mal sehen, was die alles finden...

In dem Zusammenhang möchte ich einen Kollegen zitieren, der die Exoplaneten-Forschung jetzt schon seit seinen Anfängen verfolgt und selbst vorantreibt:
In den letzten 15 Jahren haben wir mehr oder weniger alles eingesammelt, was uns unter die Teleskope kam und auch nur im Entferntesten nach einem Planet aussah. Jetzt so langsam scheinen wir in die nächste Phase zu treten. Wir begutachten unsere Beute, "sezieren", ordnen sie und versuchen eine gewisse Systematik in das Bestiarium der Exoplaneten hineinzubringen.
Deeg, H., Moutou, C., Erikson, A., Csizmadia, S., Tingley, B., Barge, P., Bruntt, H., Havel, M., Aigrain, S., Almenara, J., Alonso, R., Auvergne, M., Baglin, A., Barbieri, M., Benz, W., Bonomo, A., Bordé, P., Bouchy, F., Cabrera, J., Carone, L., Carpano, S., Ciardi, D., Deleuil, M., Dvorak, R., Ferraz-Mello, S., Fridlund, M., Gandolfi, D., Gazzano, J., Gillon, M., Gondoin, P., Guenther, E., Guillot, T., Hartog, R., Hatzes, A., Hidas, M., Hébrard, G., Jorda, L., Kabath, P., Lammer, H., Léger, A., Lister, T., Llebaria, A., Lovis, C., Mayor, M., Mazeh, T., Ollivier, M., Pätzold, M., Pepe, F., Pont, F., Queloz, D., Rabus, M., Rauer, H., Rouan, D., Samuel, B., Schneider, J., Shporer, A., Stecklum, B., Street, R., Udry, S., Weingrill, J., & Wuchterl, G. (2010). A transiting giant planet with a temperature between 250 K and 430 K Nature, 464 (7287), 384-387 DOI: 10.1038/nature08856

 

Autor: Ludmila Carone· 20 Kommentare· Permalink· Trackback-URL

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Trackbacks (3)

CoRoT-9b: ein paar Spekulationen über den Gasriesen in der habitablen Zone · Astrodicticum Simplex · 18.03.10 · 10:20 Uhr

CoRoT-9b: Entzückende Entdeckung der Exoplanetenforscher · ScienceBlogs · 19.03.10 · 06:31 Uhr

Von Beuteln und Löchern - zwei Tage auf der DPG-Frühjahrstagung · Himmelslichter · 20.03.10 · 17:54 Uhr


Kommentare (20)

Kommentar-Direktlink Arnd· 18.03.10 · 10:16 Uhr

Na auf so nem Gasriesen gibt's wahrscheinlich kein Leben, selbst wenn seine Temperatur gemäßigt ist. Aber vielleicht hat dat Ding ja auch ein paar schöne große Monde? Könnte man die eigentlich auch feststellen oder wären die zu klein für Corot? Ab welcher Mondgröße wäre das möglich?

Kommentar-Direktlink Jens Christian Heuer· 18.03.10 · 10:26 Uhr

Schöner Beitrag!
Apropos Lebensfreundlichkeit: Der leider viel zu früh verstorbene amerikanische Astronom Carl Sagan spekulierte einmal über mögliches Leben auf jovianischen Planeten ( http://www.daviddarling.info/encyclopedia/B/bubble_life.html ). Die Temperaturen sind ja schon einmal nicht schlecht und vielleicht ist ja auch Wasser vorhanden (wie in der Jupiteratmosphäre auch).

Dazu noch eine Frage. Wie kommt es eigentlich zu der Einschätzung von relativ gemäßigten Temperaturen auf CoRot 9b. Immerhin ist ein merkurähnlicher Orbit um einen sonnenähnlichen G3V-Stern ( mit 0,99 mSun!, http://exoplanet.eu/star.php?st=CoRoT-9 )ja noch so eng, daß man eigentlich deutlich höhere Temperaturen erwarten könnte. Liegt das vielleicht an der Reflexion durch die Wolken?

Beste Grüße
Jens Christian Heuer
http://farawayworlds.wordpress.com/
http://universeacross.wordpress.com/

Kommentar-Direktlink Ludmila· 18.03.10 · 10:37 Uhr

Die Temperatur wurde abgeschätzt, indem man den Strahlenfluss des Sterns auf einen Gasplaneten losgelassen hat und geschaut hat, wie sich die Hitze verteilt. Man kann daraus nicht schließen, dass Monde aus Fels lebensfreundlich wären. Die habitable Zone für erdähnliche Objekte liegt weiter außen.

Kommentar-Direktlink Ludmila· 18.03.10 · 10:40 Uhr

Bezüglich Monden. Das haben wir auch abgeschätzt. Wenn es sie gibt, dann müssen sie Massen kleiner als 5 Erdmassen haben. Sonst würden wir sie sehen. Aber nochmal. Damit wären sie nicht habitabel. Die abgeschätzten Temperaturen gelten "nur" für Gasriesen.

Kommentar-Direktlink Ludmila· 18.03.10 · 10:49 Uhr

@Jens: Im Detail fragst Du da am besten nen Spezialisten für Gasriesen-Entwicklung. Ich weiß allerdings, das Gasriesen wie unser Jupiter eine sehr effektive Klimaanlage haben können. Und ja, die müssen sogar Wasser haben, weil das für den Wärmetransport sehr wichtig ist. Aber wie gesagt, gallopiert hier jetzt nicht hier rum von wegen "Wasser", "moderat" etc. Wir werden auf jeden Fall da jetzt die nächsten Jahre genauer hinschauen. Stay tuned ;-)

Author Profile Page Marcus Anhäuser· 18.03.10 · 10:59 Uhr

Tolle Sache und herzlichen Glückwunsch.

Auf die Idee mit dem "Rosetta Stein der Exoplaneten" ist wahrscheinlich keiner von euch Wissenschaftler gekommen, oder?

http://www.google.de/search?client=safari&rls=en&q=exoplanet+rosetta&ie=UTF-8&oe=UTF-8&redir_esc=&ei=7fihS6DNEeXdsAb7j8DBCA

Kommentar-Direktlink Jens Christian Heuer· 18.03.10 · 11:15 Uhr

Und was halten Sie von Sagan´s Spekulationen über die Möglichkeit von Schwebelebewesen in der atmosphäre jovianischer Planeten?

Ich möchte Ihnen auch noch einmal ausdrücklich zu dieser faszinierenden Entdeckung gratulieren! Habe eben erst gemerkt, daß Sie mit zum Wissenschaftlerteam gehörten.

Viele Grüße
http://farawayworlds.wordpress.com/
http://universeacross.wordpress.com/

Kommentar-Direktlink Bullet· 18.03.10 · 11:40 Uhr

Grrgrr. Auch hier nochmal, obwohl ich drüben bei Florian schon was dazu gesagt hab: warum läßt man bei Spiegel Online nicht mal jemanden ran, der was vom Fach versteht?

Trotzdem: Glückwunsch ans Team!

Kommentar-Direktlink Ludmila· 18.03.10 · 11:41 Uhr

@marcus: Europäer sind da immer was zurückhaltender. Und das mit dem Rosettastein hab ich mir verkniffen. Es schwirren mir zu viele Rosettasteine, heilige Grale und sonstige Buzzwords inflationär durch die Gegend.
@Jens: Na, spannend wäre es ja. Auch die Idee von Schwebewesen in Schwefelsäurewolken auf Venus. Ist aber wie gesagt Spekulation. Offen für Überraschungen muss man aber sowieso immer sein. Aber selbst wenn es so was bei CoRoT-9b gäbe, wäre es nicht leicht, so was zu finden. Egal. Der Weg dahin ist auch spannend ;-)

Kommentar-Direktlink JV· 18.03.10 · 12:01 Uhr

Was für ein Areal mustert CoRoT denn eigentlich durch? Und wie wurde das festgelegt - gab es da Vorüberlegungen oder hat man einfach gesagt: "Gucken wir mal da."?

Kommentar-Direktlink Ludmila· 18.03.10 · 12:09 Uhr

@JV: Da hat man sich sehr viele Gedanken drüber gemacht.

CoRoT schaut je 150 Tage lang ins Sternbild Einhorn (Herbst/Winter) und 150 Tage lang etwa in Richtung des Sternbildes Adler (Frühling/Sommer). Man schaut entlang der galaktischen Ebene, weil man so möglichst viele Sterne auf einmal im Blickfeld haben wollte. Bislang schauen wir uns etwa 6 000 Sterne pro Feld an. Also 12 000 jährlich. Im nächsten Jahr verändert man das Sichtfeld ein wenig und schaut sich 12 000 neue an.

Für die Exoplanetensuche haben wir uns Felder mit vielen sonnenähnliche Sternen ausgesucht. 50-75% aller anvisierten Sterne sind wie unsere Sonne. Weil die für uns am interessantesten sind und weil sich auch um diese vergleichsweise leicht Planeten finden lassen. Außerdem hat man vor dem Start eine kleine Durchmusterung gemacht, um zumindest ungefähr zu wissen, welche Eigenschaften die Sterne haben. Die braucht man ja, wenn man mal nen Kandidaten gefunden hat.

Kommentar-Direktlink sil· 18.03.10 · 23:41 Uhr

Nature?

Respekt!

Kommentar-Direktlink Gunnar· 19.03.10 · 00:02 Uhr

Herzlichen Glückwunsch!

Kommentar-Direktlink engywuck· 19.03.10 · 09:40 Uhr

Gratulation zum Nature-Artikel! /me spendiert eine virtuelle Flasche Schampus

Eine Frage noch: wenn man jedes Jahr einen anderen Himmelsbereich anschaut kann man doch prinzipbedingt nur Planeten mit einer Umlaufdauer Bei einer Umlaufdauer von 95 Tagen für -9b dürfte da nicht mehr viel Luft nach oben bleiben, man braucht ja für die Bestimmung der Umlaufdauer zwei Beobachtungen (oder?)
Gibt es eine Grenze, oberhalb derer solche Planeten *prinzipbedingt* nicht entdeckt werden können (Entfernung vom Stern und daraus resultierende geringe Bedeckung oder so), so dass längere Beobachtungszeiten keinen Sinn machen?

Kommentar-Direktlink Ludmila· 19.03.10 · 09:59 Uhr

@engywuck: Das sind alle gute Fragen. In diesem speziellen Fall war folgendes. Wir haben 145 Tage beobachtet und hatten zwei Transits drin. Das Signal war aber auch sehr, sehr deutlich. Im Grunde hätte sogar ein einzelner Transit ausgereicht, aber dann ist man verstärkt auf die Kapazitäten anderer Teleskope angewiesen, die nach der CoRoT-Beobachtung hinschauen und die Umlaufperiode ermittteln müssen. Das kann man über so einen Transit nur bedingt. Man kann allerdings die mögliche Umlaufperiode über die Dauer des Transits eingrenzen. Das Blöde ist, dass hier hohe Verwechslungsgefahr mit bedeckenden Binärsternen besteht. Es gibt sehr kleine Sterne, die kaum größer sind als ein Jupiter wenn auch wesentlich massiver. Es ist schon doof, wenn man Teleskopzeit für Planeten bucht und dann "nur" ein weiterer Binärstern herauskommt.

Aber Du hast Recht, es wird tricky. Andererseits sind natürlich solche Objekte besonders interessant. Es kommt also darauf an, wieviel man riskieren will. No guts, no glory! Und ne gute Portion Glück gehört sowieso immer dabei. Schau'n wir mal ;-)

Kommentar-Direktlink Engywuck· 19.03.10 · 17:55 Uhr

Ludmila, hast du die Möglichkeit, die Pressemitteilung der ESA korrgieren zu lassen? Da heißt es nämlich:
"There is also one other tantalising possibility about this world. Although the planet itself is a gas giant and hence has no solid surface to stand on, what if it possessed a moon like Saturn’s Titan? If the temperature were towards the lower end of the estimated range, then any moon would be an ice ball. If it were towards the upper end, it would be rather too hot for liquid water. But what if it were somewhere in the middle? ..."[1]

Das ist nach deinen Aussagen ja nicht korrekt.

[1]http://www.esa.int/SPECIALS/COROT/SEMJOMCKP6G_0.html ganz am Ende

Kommentar-Direktlink Ludmila· 19.03.10 · 18:50 Uhr

@Engywuck: Öh auch die ESA? Bevor ich da anrufe, werd ich mich aber noch mal rückversichern.

Wo bei eigentlich ist es eindeutig. G3V-Stern und eine Umlaufbahn von ca. 0,4 AU. Das ist für einen terrestrischen Planeten oder einen Mond die Situation wie bei Merkur. Ich muss die Planetenmodellierer fragen, wie die die niedrigen Temperaturen für einen Jupiter hinkriegen und wie wahrscheinlich die sind.*Kopf kratz*

Kommentar-Direktlink Ronny· 24.03.10 · 11:03 Uhr

Da es ja Milliarden von Sonnen gibt: Wie sucht ihr euch die richtigen aus ?
(wie schon im Posting erwähnt) nach Spektraltyp ? Entfernung ? Nur Einzelsterne ? Zufällig ? ..... ?

Bis in welche Entfernung kann CoRoT Planeten erkennen ? Nur im Orionarm oder auch in anderen Bereichen der Galaxis ?

Wird da ein Stern im Auge behalten oder schaltet das Teleskop da im Sekundentakt zum nächsten ?

Gibts schon Pläne was man machen will wenn man echt einen erdähnlichen Planeten entdeckt ? Mal 'schauen' ob man was 'hört' ? :)

Kommentar-Direktlink Ludmila· 24.03.10 · 11:43 Uhr

@Ronny: Schau mal hier im Thread meinen Kommentar vom 18.03.10 · 12:09 Uhr. Da steht das beschrieben. Vermutlich werde ich auch noch ausführlich was dazu schreiben, wenn endlich dieses "verdammte Paper"(TM) raus ist.

Kommentar-Direktlink Ronny· 24.03.10 · 14:42 Uhr

@Ludmilla
Jaja, das Leben eines Wissenschaftlers ist 'listenreich'

Ich habe den Kommentar schon vorher gelesen und wollte das nur ein bißchen vertiefen. Aber ich verstehs wenn du grad keine Zeit hast.

Viel Glück bei deinem Paper (und wirf die Nerven nicht weg wenn dich dann beim Review ein sonst 'Unnützer' aber seiner Meinung nach sehr 'Wichtiger' drauf hinweist, dass das Datum falsch ist ;)

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