Der Exoplaneten - Thread

[Liopleurodon]

Es gibt nun auch vorsichtig zu verstehende Hinweise auf den möglicherweise ersten beobachteten extrasolaren Mond:

First exomoon glimpsed ? 1800 light years from Earth - space - 18 December 2013 - New Scientist

Gefunden wurde der mögliche Planet und sein Mond diesmal nicht mittels Verdunklungen des Zentralsterns, sondern über ein Gravitationslinsenereignis. Dabei fand man bei einem Stern eine plötzliche 70-fache Helligkeitszunahme, wenig später gefolgt von einem zweiten, schwächeren Signal. Die Gruppe, die den Artikel veröffentlicht hat, schlägt zwei mögliche Szenarien vor:

1) Es handelt sich um einen Planeten von ca. 4-facher Jupitermasse in 1800 Lichtjahren Entfernung, der von einem Mond ungefähr halber Erdmasse begleitet wird,

2) beide Objekte befinden sich in viel größerer Entfernung und wären dann ein Brauner Zwerg und ein ungefähr neptunschwerer Planet.

Im Falle des Planeten-Mond-Szenarios wären die beiden Objekte ca. 20 Millionen Kilometer voneinander entfernt. Dies ist die 20-fache Entfernung zwischen Jupiter und Ganymed.

In beiden Fällen scheinen die Objekte nicht an den Stern gebunden zu sein, dessen Licht zu ihrer Entdeckung führte. Sie driften frei durch den interstellaren Raum. Mit einer Wiederfindung und möglichen Bestätigung des Fundes ist daher auch nicht zu rechnen.

[Thomas W. Riker]

20 Miokm Abstand von einem großen Planeten sind für Monde nichts besonderes. 48 der Jupiter-Monde sind 20 bis 25 Miokm von ihm entfernt.

So wie es sich liest, wäre der größere Körper dann ein Planetary Mass Object (Planemo).

Edit:
Neso (Neptun XIII) entfernt sich sogar bis zu 77,5 Miokm von Neptun und braucht fast 27 Jahre für einen Umlauf um seinen Planeten. (Rekorde im Sonnensstem).
Alle 4 Gasplaneten haben Monde mit einem Abstand über 20 Miokm.

[Bynaus]

Sie driften frei durch den interstellaren Raum.

Ich mag es ja eigentlich nicht so, wenn man auf Definitionen von Himmelsobjekten rumreitet, aber die Behauptung, das sei jetzt quasi die erste Exomond-Entdeckung finde ich dann schon eher etwas dreist bzw. fragwürdig. Als Mond würde ich ein Objekt bezeichnen, das einen nicht-Stern umkreist, der seinerseits ein drittes Objekt (und nein, die Milchstrasse zählt nicht als drittes Objekt! ) umkreist. Also quasi ein Objekt in einer Umlaufbahn zweiter Ordnung. Dieses Objekt ist aber klar eines in einer Umlaufbahn erster Ordnung.

20 Miokm Abstand von einem großen Planeten sind für Monde nichts besonderes. 48 der Jupiter-Monde sind 20 bis 25 Miokm von ihm entfernt.

Ja gut, aber das sind winzige eingefangene Asteroiden oder Kometen. Ein Objekt von einer halben Erdmasse ist da schon ein ganz anderes Kaliber.

Übrigens ist soweit ich weiss nicht gesagt, dass sich das umkreisende Objekt auf einer kreisrunden Bahn befindet. Die 20 Mio km sind ja eine Momentaufnahme - es könnte sich da auch im äusseren Bereich einer elliptischen Bahn befunden haben.

[Liopleurodon]

Ich mag es ja eigentlich nicht so, wenn man auf Definitionen von Himmelsobjekten rumreitet, aber die Behauptung, das sei jetzt quasi die erste Exomond-Entdeckung finde ich dann schon eher etwas dreist bzw. fragwürdig.

Die Zeitschrift hatte scheinbar auch nichts dagegen, sich mit solch einem Titel zu schmücken. Du hast schon Recht. Persönlich vermute ich sogar, dass es sich nur um einen Ministern in größerer Entfernung mit einem seiner Begleiter gehandelt haben dürfte. Planeten mittels Gravitationslinsen aufzuspüren ist schon ein wenig heikel, eben weil eine Wiederholung der Beobachtung in aller Regel nicht möglich ist.

[Thomas W. Riker]

@Bynaus
Die größeren und meist näheren Monde der Gasplaneten haben meist e < 0,03.
Die kleineren und weiter entfernten Monde haben oft e > 0,4.
Den Rekord scheint der 340km große Neptun-Mond II Nereid mit e 0,7512 zu halten.

Vergleiche mit Monden mit einer halben Erdmasse haben wir auch noch nicht, dazu sind der Mond, die 4 galileischen Monde, Titan und noch ein paar andere "Tausender" deutlich zu massearm und bewegen sich im Bereich weniger Prozente.

Masse Erde: 5,974*10^24kg / Masse Ganymed: 1,482*10^23kg = 40,31:1

@Liopleurodon
Im Text des links in #575 wird die Messung von 2011 auch deutlich relativiert.
Der Astronom David Kipping (Harvard University) wird ja wie folgt zitiert:
"This is the first serious candidate from any survey that I am aware of."
Da aufgrund der Methode ein Kontrolle nicht möglich sein dürfte, wird es wohl auch immer ein Kandidat bleiben.
Mit anderen Worten: Es könnte da einen großen Mond um einen Gasriesen außerhalb des Sonnensystems geben.
Nun gut. Erde und Pluto haben mit Luna und Charon ungewöhnlich große Trabanten.
"Unsere" Gasplaneten haben einige Monde, die größer sind. Ein Mond mit halber Erdmasse um einen Gasriesen sollte nicht unmöglich sein.
Da auch schon Exo-Planeten etwa in Mondgröße gefunden wurden, dürfte es nicht unmöglich sein auch irgendwann größere Exo-Monde zu finden.

Da die neue Sonde Gaia nebenbei in einigen 100 Lj Entfernung Zehntausende Planeten in der Größe des Jupiters durch Astrometrie finden soll, dürften auch einige Körper von Erdgröße im Abstand einiger 10 Lj auffindbar sein, evtl auch deutlich kleinere, wenn man ein Haar in 5000km Entfernung detektieren kann.

[Bynaus]

@TWR: Ja. Bloss, wie gesagt, für einen "Ganymed-artigen" Begleiter ist das Objekt zu weit von seinem "Planeten" entfernt. Eine Möglichkeit, die im Paper erwähnt wurde, war, dass Planet & "Mond" vielleicht aus einem System rausgeworfen wurden, wobei der grössere Planet einen zweiten Planeten (oder einen Mond des Planeten, der ihn aus dem System gekickt hat) mitgerissen hat. In diesem Fall könnte die Distanz zwischen den beiden gross und die Bahn auch exzentrisch sein.

Interessant ist evtl. noch, dass im Sonnensystem alle Gasriesen ein Masseverhältnis von ca. 5000:1 zu ihren Monden aufweisen. Zwischen 4 Jupitermassen und 0.5 Erdmassen liegt ein Faktor 2700. Das ist zwar nicht identisch, aber auch nicht ganz abwegig weit von dem entfernt, was wir von unserem System kennen.

dürften auch einige Körper von Erdgröße im Abstand einiger 10 Lj auffindbar sein, evtl auch deutlich kleinere, wenn man ein Haar in 5000km Entfernung detektieren kann.

Für erdgrosse Planeten ist Gaia leider nicht gut genug (nicht für die erdnächsten Sterne, und die dahinter erst recht nicht mehr). Aber in ein paar Jahren werden von jedem Stern innerhalb von einigen 100 Lichtjahren wissen, ob er Gasriesen in der HZ hat oder nicht!

[Spocky]

Eine Möglichkeit, die im Paper erwähnt wurde, war, dass Planet & "Mond" vielleicht aus einem System rausgeworfen wurden, wobei der grössere Planet einen zweiten Planeten (oder einen Mond des Planeten, der ihn aus dem System gekickt hat) mitgerissen hat. In diesem Fall könnte die Distanz zwischen den beiden gross und die Bahn auch exzentrisch sein.

Wenn der Planet/Ministern noch nicht so alt ist, wie weit kann er denn in der Zeit gekommen sein? Wenn es sich wirklich um einen rausgeworfenen Planeten handelt und man sein Alter, die Entfernung und die Bewegungsrichtung kennt, dann sollte man doch sicher auch feststellen können, ob es überhaupt ein passendes (gleich altes) System in "Reichweite" gibt, aus dem er stammt, oder nicht?

[Bynaus]

Man hat ja von den beiden kein optisches Licht, nur den Gravitationslinseneffekt: man kann also nicht sagen, wie alt sie sind (sonst könnte man die Degeneration zwischen Masse und Entfernung ja auflösen). Insofern kann man wirklich nicht mehr sagen.

Aber selbst wenn das System optisch aufgelöst wäre, hätte man Mühe, das "Ursprungssystem" auffindig zu machen. Als Faustregel: für jeden km/s bewegt sich das System ca. 1 Parsec pro Million Jahre. Wenn der Rauswurf also z.B. zu einer Endgeschwindigkeit von 5 km/s relativ zum Ursprungssystem geführt hätte und 10 Mio Jahre her wäre, wäre das Ursprungssystem mittlerweile 50 Parsec (ca. 150 Lichtjahre) entfernt. In diesem Volumen gibt es - selbst wenn man die Bewegungsrichtung berücksichtig - eine grosse Menge möglicher Ursprungssterne. Ausserdem ist dann der mögliche Ablenkungseffekt durch nahe Vorbeiflüge an massiveren Sternen noch nicht einberechnet... Kurzum: wenn der Rauswurf mehr als ein paar Jahrzehntausende her ist, hat man keine reelle Chance.

[Thomas W. Riker]

Am 16.8. stand das Ende der aktiven Mission von Kepler ST fest.
Zu diesem Zeitpunkt gab es 135 bestätigte Exoplaneten und >3500 Kandidaten.
Mit dem Stand von heute sind es 199 bestätigte Exos und 3538 Kandidaten.
Etwa alle 2 Tage wird also noch ein neuer Kepler Exo bestätigt.

Am 22.10 stieg die Gesamtsumme der Exos über 1000.
Heute führt Exoplanet.eu 1056 Exos in 802 Systemen, damit kamen 2013 188 neue Exos hinzu, Rekord war 2011 mit 189, aber es sind ja noch 3 Tage.

Der Anteil von Kepler ST an allen Exos beträgt nun 18,8%.

Bald werden von GAIA neue jupiterähnliche Exos als Nebenprodukt durch Astrometrie entdeckt werden. Dadurch wird evtl die "10.000" sehr schnell geknackt werden.

[Spocky]

Rekord war 1011 mit 189

Man hat vor 1.000 Jahren schon Exos mit bloßem Auge erkannt und trotzdem Giordano Bruno anno 1600 noch auf dem Scheiterhaufen verbrannt, weil er behauptete, dass es noch viel Welten da drauß0en gäbe?

[Liopleurodon]

Bald werden von GAIA neue jupiterähnliche Exos als Nebenprodukt durch Astrometrie entdeckt werden. Dadurch wird evtl die "10.000" sehr schnell geknackt werden.

Auf die GAIA-Ergebnisse bin ich besonders gespannt. Interessante Planeten um unsere direkten Nachbarsterne dürften relevant sein für die weitere Entwicklung der menschlichen Zivilisation. Sollte im Umkreis von 10 oder maximal 15 Lichtjahren kein für eine Erkundung lohnendes Ziel erkennbar sein, dann gäbe es kaum eine Motivation zur Entwicklung interstellarer Raumschiffe.

[Thomas W. Riker]

Bis zu einer Entfernung von 10 Lichtjahren sind es incl Sonne nur 12 Sterne

Bis zu einer Entfernung von knapp 5 psc ~ 16,19ly, also in einem Volumen von 17776 ly³ befinden sich 65 Sterne (incl Sonne) also 1 Stern pro 273,5 ly³. Darunter 14 Systeme mit 2 oder 3 Sternen.

Bis zu einer Entfernung von 10 psc ~ 32,6 ly, also in einem Volumen von 145124 ly³ befinden sich 259 Sternensysteme (grob geschätzt 600 Sterne), also 1 System pro 560 ly³

49 der 65 nächsten Sterne gehören wie z.B. Wolf 359 zum M-Typ
Soweit die Leuchtkraft stark genug wäre, wäre die Rotation von Planeten in der habitablen Zone gebunden

6 sind wie Epsilon Eridani und Alpha Centauri B K-Typ
Die habitable Zone wäre ungefähr bei 0,7 AU, also etwa der Venus-Orbit

5 wie Sirius B und Prokyon B D-Typ

3, die Sonne, Alpha Centauri A und Tau Ceti G-Typ
Die habitable Zone von Alpha Centauri A ist etwa bei 1,2 AU, bei Tau Ceti zw. 0,6 und 0,9 AU, dort könnte evtl eine Supererde sein. Es gibt möglicherweise dort 5 Supererden zw. 2,2 und 6,5 Erdmassen.

1, Sirius A ist A1V-Typ,und Prokyon A ist F5 V-IV-Typ

Liste der nächsten Sterne ? Wikipedia

[Liopleurodon]

Bis zu einer Entfernung von 10 Lichtjahren sind es incl Sonne nur 12 Sterne

Richtig. Bei den 10 Lichtjahren dachte ich auch daran, dass eine Expedition innerhalb der Lebensspanne der Besatzung noch möglich sein sollte. Selbst einen futuristischen Fusions- oder Antimaterieantrieb würde man dafür schon an seine Grenzen führen müssen.

Interessieren würde mich vor allem die Auflösung des Gaia-Teleskops. Wäre es überhaupt in der Lage, einen erdgroßen Planeten zu detektieren und wie weit von uns dürfte dieser noch entfernt sein?

Aber selbst Gasriesen innerhalb dieser Entfernung könnten für Erkundungen interessant sein.

[Thomas W. Riker]

Richtig. Bei den 10 Lichtjahren dachte ich auch daran, dass eine Expedition innerhalb der Lebensspanne der Besatzung noch möglich sein sollte. Selbst einen futuristischen Fusions- oder Antimaterieantrieb würde man dafür schon an seine Grenzen führen müssen.

Interessieren würde mich vor allem die Auflösung des Gaia-Teleskops. Wäre es überhaupt in der Lage, einen erdgroßen Planeten zu detektieren und wie weit von uns dürfte dieser noch entfernt sein?

Aber selbst Gasriesen innerhalb dieser Entfernung könnten für Erkundungen interessant sein.

Darauf hat Bynaus schon im #580 geantwortet. Gesucht werden Jupiter ähnliche Gasriesen als Nebeneffekt. Selbst in geringer Entfernung reicht die astrometrische Auflösung nicht für erdähnliche Planeten.
Gaia könnte ein Haar in 5000km oder eine 1-€ Münze auf dem Mond finden. Siehe extra GAIA-Thread
Technische Daten, auch im Vergleich zum Vorgänger Hipparcos (bis 1993) findet man gut bei wiki.

[Bynaus]

Gaia könnte ein Haar in 5000km oder eine 1-€ Münze auf dem Mond finden.

Genauer: Gaia kann Bewegungen einer Lichtquelle in der genannten Dimension wahrnehmen. Mit Gaia könntest du also keine 1-Euro-Münze auf dem Mond abbilden (dafür ist das Teleskop zu wenig gross, dh, es kommen zu wenig Photonen der Münze an): Gaia könnte aber feststellen, wenn sich ein (erkennbarer) Scheinwerfer auf dem Mond um die Strecke einer 1-Euro-Münze verschiebt.