Mit 20 Minuten Verspätung1 fing der Vortrag von Michel Mayor endlich an. Mayor wurde mit der Karl-Schwarzschild-Medaille der Astronomischen Gesellschaft ausgezeichnet – für die Entdeckung des ersten extrasolaren Planeten im Jahr 1995 (gemeinsam mit Didier Queloz) und die Entdeckung noch vieler weiterer Planeten in der Zeit danach. Der erste Planet, 51 Pegasi b, war noch viel größer als Jupiter – mittlerweile sind unsere Instrumente aber besser geworden und man macht sich auf die Suche nach kleineren Planeten. Darüber spricht auch Mayor; der Titel seines Vortrags lautet: “Exoplanets: The road to earth twins”


51 Peg b gehört zu den sogenannten “Hot Jupiters” – also Planeten, die so groß wie (oder größer als) Jupiter sind und sich sehr nahe am Stern befinden. Dorthin sind sie vermutlich durch planetare Migration gelangt und die entsprechenden Resultate aus den 1980ern zu diesem Phänomen zählen für Mayor zu den wichtigsten Arbeiten aus der “Frühzeit” der Exoplanetenforschung. Denn wenn Planeten wirklich durch Migration sehr nahe an die Sterne kommen können, dann lassen sie sich leichter entdecken. Ebenfalls äußerst relevant war die Erkenntnis, dass die Bahnen von Exoplaneten sich deutlich von denen im Sonnensystem unterscheiden können. Unser Sonnensystem muss also nicht unbedingt ein Standard für Planetensysteme sein…

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Michel Mayor zeigt, wie die Zahl der bekannten Planeten im Laufe der Zeit immer größer wurde und ihre Masse immer kleiner.

Aber wie das wirklich ist; wie die Exoplanetensysteme wirklich aussehen: das werden wir erst wissen, wenn wir auch die kleinen Planeten detekieren können und ein vollständiges Bild der Systeme erhalten. Momentan sind wir fähig, “Super-Erden” zu finden – also Planeten, etwa fünfmal schwerer als die Erde. Zumindest wenn man sich auf die Radialgeschwindigkeitsmethode beschränkt (mit Transitmessungen sollte mehr drin sein). Aber da Mayor auf dem Gebiet der Radialgeschwindigkeiten arbeitet – also den kleinen Schwankungen eines Sterns die durch die Schwerkraft eines vorhandenen Planeten ausgelöst werden – beschäftigt sich sein Vortrag hauptsächlich damit.

Die Systeme mit Planeten, die so klein wie Neptun sind, häufen sich mittlerweile; davon haben wir schon einige gefunden. Mayor nennt hier zum Beispiel HD 69830 und HD 40307; Systeme, die beide jeweils 3 Planeten mit relativ kleinen Massen enthalten.

Ein “Problem” ist mittlerweile die große Zahl an Daten die vorhanden sind. Natürlich braucht man jede Menge Messungen, um die kleinen Planeten zu identifizieren. Aber die Unmenge an Daten macht natürlich auch die Auswertung schwierig.

Geben muss es die kleinen Planeten jedenfalls mit ziemlicher Sicherheit. Aus theoretischen Modellen zur Planetenentstehung kann man schließen, dass die Planeten mit Erdmasse sehr zahlreich sein müssen – viel zahlreicher als die großen Jupiter- und Neptunähnlichen Planeten. Natürlich haben wir bisher nur ein verzerrtes Bild der Exoplanetenpopulation; da wir große Planeten leichter finden, scheinen sie auch häufiger zu sein, wie Mayor in diesem Diagramm zeigt:

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Am Ende seines Vortrags geht Mayor noch auf die neuesten Entdeckungen auf dem Gebiet ein; zum Beispiel das System um den Stern HD 10180. Dort hat man kürzlich nicht nur 7 Planeten gefunden – sondern vermutlich auch den bisher kleinsten; mit nur wenig unter zwei Erdmassen.

Über die Eigenschaften dieser Planeten; also über die Verteilung ihrer Massen und Bahnen lässt sich bis jetzt noch nicht viel konkretes sagen. Mayor präsentiert aber trotzdem entsprechende Diagramme; weißt aber darauf hin, dass es sich hier nur um vorläufige Ergebnisse handelt die sich noch ändern können.

Hier sieht man rechts im Bild die Verteilung der Massen der bisher bekannten Planeten (in Einheiten der Jupitermasse); links ist die vermutete Verteilung der Massen der kleineren Planten zu sehen (in Einheiten der Erdmasse):

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Das gleiche ist hier für die Umlaufperioden der Planeten zu sehen. So wie es aussieht, stoppt ihre Migration früher als die der Gasriesen; und sie haben tendetiell größere Umlaufbahnen:

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Die eigentlichen Probleme, meint Mayor, sind aber nicht die Entwicklung neuer Methoden der Radialgeschwindigkeitsmessung, sondern die Aktivität der Sterne. Denn große Sternflecken; Protuberanzen; Sternschwingungen, usw. stören die empfindlichen Messungen und machen die Identifikation von Signalen, die von Exoplaneten herrühren, äußerst kompliziert – jedenfalls dann, wenn die Planeten sehr klein sind. Und genau die wollen wir ja finden. Das kann man zum Beispiel umgehen, indem man sich nur Sterne zur Beobachtung aussucht, die relativ ruhig sind. Aber das ist natürlich unbefriedigend und deswegen versucht man natürlich auch, möglichst viel über die Asteroseismologie zu lernen um diese Effekte besser zu verstehen und eventuell korrigieren zu können.

Was die Beobachter in den nächsten Jahren dann auch tatsächlich finden muss natürlich abgewartet werden. Ich jedenfalls bin aber zuversichtlich, dass wir nicht mehr lange warten müssen, bis wir die erdähnlichen Planeten routinemäßig finden werden!


1: Ehrlich, das kann ich nicht leiden. Wenn man bei einer Konferenz eine gewisse Zeit für einen Vortrag bekommt, dann soll man sich gefälligst auch daran halten! Tut man das nicht, dann ist man entweder unhöflich und zeigt, dass einem die Organisation der Konferenz, die Zuhörer und die, die nachher noch sprechen wollen egal sind – oder man demonstriert, dass man schlecht vorbereitet ist und sich keine Gedanken darüber gemacht hat, wie lange man eigentlich reden wird.
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Kommentare (6)

  1. #1 soph
    14. September 2010

    @Verspätung:

    Das ist im allgemeinen (zumindest bei den Tagungen, die ich bisher erlebte) eine Unfähigkeit der Vorsitzenden der Sessions. Ein guter Vorsitzender mit dem Auge auf der Zeit und entsprechender Durchsetzungsfähigkeit kann auch Vielsprecher einbremsen.

    Nach meiner Erfahrung sind sehr fachpublikumsorienterte Tagungen i.a. pünktlicher als populärwissenschaftlichere. Aber weniger wegen schlechterer Vortragendenvorbereitung (auch, ja) sondern wegen aus den Ufern geratender Diskussionen. Aber das ist subjektiv. [Dabei könnt man noch über die Qualität der Folien philosophieren. Schlechte Folien korrelieren mit schlechter Zeitdisziplin. IMO natürlich]

  2. #2 Arnd
    14. September 2010

    @Florian: Einer der Mitarbeiter beim Kepler-Projekt hat in einem TED-Talk schonmal erzählt was die alles für Kandidaten haben. Anscheinend haben die jede Menge erdgroße Planeten, die aber natürlich noch bestätigt werden müssen. Hier ist der TED-Talk:

    http://www.ted.com/talks/lang/eng/dimitar_sasselov_how_we_found_hundreds_of_potential_earth_like_planets.html

  3. #3 Florian Freistetter
    14. September 2010

    @Arnd: Naja, das mit Sasselov war so ne Geschichte… Frag mal Ludmila, wie das mit den Transitkandidaten so ist 😉 Kandidaten gibts haufenweise – aber die wenigsten sind dann auch wirklich Planeten. Hier und hier (von Sasselov selbst) wird die Story ein wenig relativiert…

  4. #4 Daniel Fischer
    14. September 2010

    Der Sasselov-“Zwischenfall” war nur ein Missverständnis gewesen, aber das dicke Ende für Kepler kommt erst noch, wie Mayor – in seltener Klarheit – ausführte: Die Sterne, bei denen der Satellit Transits sieht, sind durchweg so schwach, dass man mit auch mit den größten Teleskopen keine ordentlichen Radialgeschwindigkeiten und damit konkreten Massen der Planeten messen kann. Deshalb macht sich Mayor auch für das PLATO-Projekt (einen der 3 Finalisten für die erste ESA-M-Mission ca. 2017) stark, das dank größeren Feldes Transits kleiner Planeten vor hellen Sternen finden würde. Und zusammen mit einem neuen VLT-Spektrografen würde man dann tatsächlich fremde habitable Erden zweifelsfrei dingfest machen können.

  5. #5 Eddy
    14. September 2010

    Sasselov? Earth-like, earth-size, ok, mein Herzschlag und mein Blutdruck sind noch normal, mein laienhaftes Verständnis der Astronomie noch nicht überfordert.

    Sasselov:

    “My point was that the two events are related, and that, tantalizingly, progress in synthetic biology may be accelerated by input from planetary science. This is the core of the project I lead and we call the Origins of Life Initiative (not associated with the Kepler Mission).”

    Aber dann:

    http://blogs.nature.com/boston/2009/03/the_origins_of_life_on_earth_really.html

    “Venter also described the struggles and triumphs of engineering artificial life, first in generating an artificial bacterial virus, PhiX, and then scaling the process up to make an artificial bacterial genome. … Venter described a procedure in which his team injected a foreign complete genome into a bacterium. Restriction enzymes expressed by this new genome chewed up the host genome, effectively reprogramming the bacterium to the new genome’s specifications, turning it from one strain of bug into another. Fascinating, and a little scary.”

    Und ich dachte die Leute die Affe und Mensch kreuzen wollen wären schon pervers … ;-))

    “George Church … His lab has now demonstrated the reconstitution and function of a ribosome with an artificial ribosomal RNA.”

    Also eine Art “Intelligent Design”. Was wohl die Bibel dazu sagt?

    Ok, offtopip zurück zu Kepler:

    Astroseismologie und dunkle Materie. Mann, das ist ja spannender als der Mann im Mond, bzw. jede Marsmission. Und ich lese “Origins of Life Initiative” und denke zuerst “wieder so ein Spinner”.

    Noch eine kleine Frage zum Schluss: Würde man mit dem PLATO-Projekt auch erkennen können ob der Planet z.B. einen grossen Mond wie wir besitzt?

    Danke und Tschüss

  6. #6 Christian
    15. September 2010

    der hat auch eine ordentliche wiss. revolution live mitgestalltet.
    was da noch alles kommen wird, spannend, spannend.