Der Exoplaneten - Thread

[Mondkalb]

Kepler findet Doppelsternsystem mit Planeten:
Exoplanet Pair Orbits Two Stars - Science News

[Thomas W. Riker]

Wirklich ein interessanter Zufall, dass die beiden Sonnen und beide Planeten von kepler-47 in genau einer Ebene zur Erde sind.
kepler-47c, ein neptunähnlicher Planet ist in der habitablen Zone. Ein großer Mond könnte evtl für Leben geeignet sein.

[Bynaus]

Das Paper zu Kepler-47 gibts übrigens auch gratis hier zu lesen: [1208.5489] Kepler-47: A Transiting Circumbinary Multi-Planet System

Ein großer Mond könnte evtl für Leben geeignet sein.

Ja, aber Monde, die gross genug dafür sind (wir reden jetzt von erdähnlichem Leben in einer einigermassen erdähnlichen Umgebung), dürften sehr selten sein. Akkretion in einer Planetenscheibe produziert (zumindest nach gegenwärtiger Auffassung) keine so massiven Monde - sie müssten wohl vom Planeten aus einem freien Orbit eingefangen werden, was bei so grossen Massen schwierig bis unmöglich ist.

Anderseits ist es nicht ausgeschlossen, dass die habitable Zone um Kepler-47 noch mehr Planeten enthält, u.a. auch Felsplaneten. In den Daten fand sich schon ein weiteres Signal eines möglichen Transits, allerdings wäre dieser Planet 4.4 Erdradien gross und damit auch eher ein "Neptun".

Aber das Paper zeigt, dass die habitable Zone von Doppelsternen von Planeten besetzt sein kann - und das heisst, dass es da draussen wirklich Wüstenwelten gibt, auf denen ein Doppelstern am Horizont versinkt!

[Liopleurodon]

Ja, aber Monde, die gross genug dafür sind (wir reden jetzt von erdähnlichem Leben in einer einigermassen erdähnlichen Umgebung), dürften sehr selten sein. Akkretion in einer Planetenscheibe produziert (zumindest nach gegenwärtiger Auffassung) keine so massiven Monde - sie müssten wohl vom Planeten aus einem freien Orbit eingefangen werden, was bei so grossen Massen schwierig bis unmöglich ist.

Was weiß man denn über die Monde von Exoplaneten? Beobachtet wurde noch kein einziger. Und wenn schon etliche Exoplaneten mit der mehrfachen Masse des Jupiter daher kommen, was spricht denn dagegen, dass auch die Monde entsprechend größer sind?

[Bynaus]

Was weiß man denn über die Monde von Exoplaneten? Beobachtet wurde noch kein einziger.

Ja. Und darin liegt auch schon eine gewisse Bestätigung der Vermutung, die sich aus der Beobachtung der Monde und ihrer Planeten im Sonnensystem ergibt: Gäbe es z.B. viele Monde, die ähnlich gross sind wie ihre Planeten, hätte man bei mittlerweile hunderten von Transitplaneten zumindest einige davon gefunden: solche Systeme hätten ganz charakteristische Transitkurven. Und man muss bedenken, dass zwei Objekte mit grossen Unterschieden in der Masse sehr viel kleinere Unterschiede im Durchmesser aufweisen können - so ist etwa die Erde nur 11 Mal kleiner als Jupiter, aber 318 mal weniger massiv. Monde fallen im Transit auf, lange bevor sie durch ihre Massewirkung auffallen können (EDIT: Wobei auch ihre Massenwirkung gerade bei kleinen Monden die einzige Methode wäre, auf ihre Anwesenheit zu schliessen - nämlich in dem sie den Planeten "torkeln" lassen und seinen Transit verzögern bzw. beschleunigen).

Das heisst nicht, dass man für alle Zeiten ausschliessen kann, dass es wirklich grosse Monde (also grösser als die 1:5000-Proportionalität zwischen Monden und ihren Planeten, wie man sie im Sonnensystem beobachtet, nahelegt) gibt. Einige wird es sicher geben. Und ich bin sogar ziemlich sicher, dass wir früher oder später einige solche Systeme entdecken werden, einfach weil sie einfach zu entdecken sind (analog zu den Hot Jupiters, von denen wir mittlerweile auch wissen, dass sie absolut gesehen nicht besonders häufig sind).

Und wenn schon etliche Exoplaneten mit der mehrfachen Masse des Jupiter daher kommen, was spricht denn dagegen, dass auch die Monde entsprechend größer sind?

Ja - es gibt sicher erdgrosse Monde. Bloss müssen dann eben ihre Planeten entsprechend grösser sein: wenn man die 1:5000-Proportionalität beibehält, müssen ihre Planeten mindestens 5000 Erdmassen haben, oder knapp 16 Jupitermassen - da sind wir im Massenbereich, in dem schon Deuteriumfusion eine Rolle spielt. Derart massive Planeten sind aber eher selten, in unseren Katalogen finden sich nur eine Handvoll davon, obwohl sie einfach zu entdecken wären.

Mir ging es aber hier einzig um Kepler-47. Der Planet in der bewohnbaren Zone ist 4 Erddurchmesser gross - er wird wohl eine Masse in der Gegend von Neptun haben. Entsprechend würde man seine kumulative Mondmasse in der Gegend von 17/5000 = 0.34% der Erdmasse liegen, etwa einem Drittel der Masse des Mondes. Und das ist wohl eindeutig zu klein für eine bewohnbare Welt (im erdähnlichen Sinne).

Kurz: Erdähnliche Monde mögen ein beliebter Spielplatz der Science Fiction sein, momentan haben wir aber keinerlei Grund zu denken, dass sie häufig sind, und viele Gründe zu denken, dass sie selten sind.

[Liopleurodon]

Ja. Und darin liegt auch schon eine gewisse Bestätigung der Vermutung, die sich aus der Beobachtung der Monde und ihrer Planeten im Sonnensystem ergibt: Gäbe es z.B. viele Monde, die ähnlich gross sind wie ihre Planeten, hätte man bei mittlerweile hunderten von Transitplaneten zumindest einige davon gefunden: solche Systeme hätten ganz charakteristische Transitkurven.

Sind in solchen Transitereignissen die Signale überhaupt deutlich genug, um einen Mond eines Planeten zweifelsfrei nachweisen zu können?

[Bynaus]

Sind in solchen Transitereignissen die Signale überhaupt deutlich genug, um einen Mond eines Planeten zweifelsfrei nachweisen zu können?

Wie gesagt: es kommt drauf an, wie gross bzw. wie massiv der Mond ist. Wenn Monde im Verhältnis zu ihrem Planeten sehr viel grösser wären als wir in unserem System beobachten, dann würde man bei den hunderten von bekannten Transits sicher den einen oder anderen dieser Riesenmonde gesehen haben. Sagen wir, einen Neptungrossen Mond um einen Jupitergrossen Planeten. Da wir Neptune (und Super-Erden) im Transit sehen können, müssten wir auch sehen, wenn ein Jupiter häufig einen Neptun (oder eine Supererde) als Mond hat.

Die systematische Suche nach Exomonden hat jedoch erst gerade begonnen, und niemand kann mit Sicherheit sagen, was wir finden werden. Ich sage nur, dass das, was wir bisher wissen, nicht darauf hindeutet, dass erdähnliche Monde sehr häufig sind.

[Mondkalb]

Ein kleiner Überblick über die möglichen Standorte für außerirdisches Leben, besonders extremophiler Lebensformen:
Superresistente Aliens in außerirdischen Gefilden | Telepolis

Auch dabei ein schönes Bild mit einem Größenvergleich einiger inzwischen bekannter Exoplaneten.

[irony]

Ein kleiner Überblick über die möglichen Standorte für außerirdisches Leben, besonders extremophiler Lebensformen:

Im Grunde extrapoliert man das, was man auf der Erde an extremen Lebensformen gefunden hat. Bakterien von der Erde könnten an sehr vielen Orten im Universum überleben. Interessanter ist, wo Leben entstehen kann. Die Entstehung von Leben hat man noch nirgends beobachtet. Die Frage ist nicht, wo Leben existieren könnte, sondern wo Leben entstehen könnte.

[Liopleurodon]

Die Frage ist nicht, wo Leben existieren könnte, sondern wo Leben entstehen könnte.

Beides ist gleichermaßen interessant. Immerhin kann das Leben unter einem bestimmten Satz von Bedingungen entstehen und sich dann später auch auf andere Lebensräume ausbreiten.

Man kann sich beiden Fragen allerdings annähern, wenn man sich die grundlegenden Biomoleküle des Lebens anschaut und die physikalischen und chemischen Rahmenbedingungen, unter denen sie stabil bleiben bzw. sich formieren können.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Liopleurodon schrieb nach 5 Minuten und 9 Sekunden:

Ein kleiner Überblick über die möglichen Standorte für außerirdisches Leben, besonders extremophiler Lebensformen:
Superresistente Aliens in außerirdischen Gefilden | Telepolis

Ich hatte mal gelesen, dass es inzwischen erhebliche Zweifel daran gibt, ob der Jupitermond Europa in seinem Ozean tatsächlich Lebensformen beherbergen könnte. Angeblich soll dem Mond die geochemische Energie dafür fehlen (stagnierender Ozean).

[Liopleurodon]

Wohl das bizarrste, das ich bisher aus dieser Liga gehört habe:

Kohlenstoffplaneten.

http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0504214v2.pdf

[astro-ph/0504214] Extrasolar Carbon Planets

Aber eigentlich eine logische Konsequenz, wenn sich ein Sternensystem in einer Umgebung bildet, die besonders reich an Kohlenstoff ist (im Gegensatz zu unserem, wo Silizium und Sauerstoff häufiger sind als Kohlenstoff).

Welche Möglichkeiten für Lebensformen es dort wohl gäbe? Eine interessante Frage, betrifft sie doch den sternenreichsten - nämlich den inneren - Teil unserer Galaxis und sicher auch die besonders stark gealterten elliptischen Galaxien; also eigentlich die allermeisten Sternensysteme im Universum...

Wer weiß, vielleicht werden außerirdische Wissenschaftler uns eines Tages als Extremophile charakterisieren, weil wir in einer - für sie - so fremdartigen und bizarren sauerstoffreichen Biosphäre überleben können.

[xanrof]

Aber eigentlich eine logische Konsequenz, wenn sich ein Sternensystem in einer Umgebung bildet, die besonders reich an Kohlenstoff ist (im Gegensatz zu unserem, wo Silizium und Sauerstoff häufiger sind als Kohlenstoff).

Erstmal, in unserem Sonnensystem ist Silizium bereits weniger haeufig als als Kohlenstoff und Sauerstoff.
Die solaren Verhaeltnisse sind C/O=0.50, Si/O=14.1 und C/Si=7.1
(Daten der Sonnen-Photosphaere, basierend auf Spektroskopie, und Analyse von CI-Chonditen)

Ausserdem spielen die initialen Verhaeltnisse nicht unbedingt die groesste Rolle fuer die Frage, welche Planeten sich bilden. Viel wichtiger sind Transport-Prozesse in der Protoplanetaren Scheibe. Insbesondere wird Materie aus dem heissen, inneren Bereich (<2 AU) nach aussen transportiert, wo sie bei Erreichen einer bestimmten, von der Zusamensetzung abhaengigen Temperatur kondensieren. Turbulente Mischvorgaenge spielen dabei eine grosse Rolle.

Es gibt in unserem System durchaus Hinweise, dass es lokale Anreicherungen von Kohlenstoff (C/0>1) gab, z.B. die Bildung von bestimmten Meteoriten, den Kohligen Chondriten. Unter den Bedingungen des Standardmodells wuerde man stattdessen erwarten der Kohlenstoff vorwiegend in der Form CO auskondensiert (steht auch so in dem verlinkten Artikel).

In der zitierten Zusammenfassung von Sasha Krot zur Bildung von festem Kohlenstoff werden als Ursache z.b. genannt: eben lokale C/O Anreicherungen und auch Eintrag von C-reicher interstellarer Materie.
(Letzteres findet sich auch in Meteoriten, z.B. extrasolare Koerner aus SiC oder Diamant)

Letztlich kann man sagen, dass unter bestimmten Bedingungen (ausreichende lokale Konzentration von C, z.B. C/O>2) sich durchaus auch ein (kleiner) Kohlenstoffplanet in unserem Sonnensystem haette bilden koennen.

Der verlinkte Artikel ist zunaechst mal nur eine Vorhersage, dass es solche Planeten geben koennte und gibt die optimalen Bedingungen fuer deren Bildung an (bzw wo die Chancen gross sind, dass wir sie dann finden koennten), also, z.B. in den Umlaufbahnen von Pulsaren oder Weissen Zwergen.

Welche Möglichkeiten für Lebensformen es dort wohl gäbe?

Nett finde ich ja den abschliessenden Satz:

"Could there be life on a carbon planet? (...) One thing seems likely—if a carbon planet hosted intelligent creatures, they would
not go to war over such a common trifle as carbonaceous fuels."

[Thomas W. Riker]

Ab einem Sonnenabstand von 2,5 AU dominieren im Asteroidengürtel die kohlenstoffhaltigen Asteroiden.
Himmelskörper, die nur aus einem Element bestehen, dürften durch die lange andauernde Durchmischung der Materie sehr selten sein.

[xanrof]

Ab einem Sonnenabstand von 2,5 AU dominieren im Asteroidengürtel die kohlenstoffhaltigen Asteroiden.

Und?

Himmelskörper, die nur aus einem Element bestehen, dürften durch die lange andauernde Durchmischung der Materie sehr selten sein.

Die Temperatur nimmt mit zunehmender Entfernung von der Sonnen ab. Beim Transport nach aussen findet eine Sortierung ueber die Kondesationstemperaturen statt. Erreicht die Materie eine bestimmte Temperatur, ca. 350 K, kondensieren die Kohlenstoffe aus.

Was sich dann dort bildet (oder auch nicht), haengt dann von den jeweiligen lokalen Bedingungen ab (Element-Ratios, u.s.w.).

[Liopleurodon]

Ab einem Sonnenabstand von 2,5 AU dominieren im Asteroidengürtel die kohlenstoffhaltigen Asteroiden.
Himmelskörper, die nur aus einem Element bestehen, dürften durch die lange andauernde Durchmischung der Materie sehr selten sein.

Kohlenstoffplaneten werden wohl auch kaum aus einem einzigen Element bestehen. Im Kern würde man Eisen und Metalle mit ähnlicher Kondensationstemperatur erwarten, im Mantel diverse Carbide (Titan- und Siliziumcarbid) und an der Oberfläche überwiegend Graphit und vielleicht auch Diamant.