Ein “zweites Sonnensystem” wurde entdeckt, ist derzeit überall in den Medien zu lesen. Es handelt sich um den Stern KOI-351 der von insgesamt 7 Planeten umkreist wird. Abgesehen von unserem eigenen Sonnensystem war ein so umfangreiches Planetensystem bis jetzt noch nicht bekannt. Die 7 Planeten von KOI-351 sind unzweifelhaft eine tolle Entdeckung. Aber ist es wirklich ein “zweites Sonnensystem”? Wie ähnlich ist uns dieses System und was ist das Außergewöhnliche an KOI-351?

Wer sich mit Exoplaneten ein wenig auskennt, der wird schon beim Namen des Sterns aufhorchen. “KOI” steht für “Kepler Object of Interest”; es handelt sich dabei um Sterne, bei denen das Weltraumteleskop Kepler interessante Beobachtungen gemacht hat. Kepler hat den Himmel in den letzten Jahren nach Exoplaneten durchsucht und dabei jede Menge Sterne beobachtet. Kepler suchte nach periodischen Verdunkelungen von Sternen, den Transits, die anzeigen, dass ein Stern von einem Planeten umkreist wird und immer wieder ein wenig von dessen Licht blockiert. Allerdings reicht die Beobachtung eines Transits noch nicht aus, um einen Planeten eindeutig zu identifizieren. Kepler kann mit seinen Beobachtungen nur feststellen, wie groß der “Planet” ist; kann seine Masse aber nicht bestimmen. Nur anhand der Transitbeobachtungen kann man also nicht sagen, ob es sich um einen Planet handelt oder vielleicht doch einen braunen Zwerg oder einen kleinen Stern. Dazu braucht es nachträgliche Beobachtungen mit anderen Teleskopen und erst wenn die bestätigen das es sich um einen Planeten handelt wird er offiziell anerkannt. Diese Planeten werden dann auch direkt “Kepler-…” genannt; zum Beispiel Kepler-17b oder Kepler 35c. Die anderen, die einfach “nur” interessant sind aber noch nicht bestätigt werden konnten, heißen “KOI”, so wie KOI-351.

Sind die sieben Planeten von KOI-351 also nun echte Planeten oder nicht? Sie wurden zwar tatsächlich nur mit Kepler aus dem All beobachtet und nicht auch noch unabhängig von Sternwarten auf der Erde. Aber die Autoren der kürzlich veröffentlichten Facharbeit (zu denen übrigens auch mein Doktorvater von der Universität Wien gehört) haben sich große Mühe gegeben um jeden Zweifel an der planetaren Natur der Himmelskörper auszuschließen.

Das größte optische Teleskop Deutschlands in Tautenburg mit dem ein Teil der Nachbeobachtungen durchgeführt worden sind.

Das größte optische Teleskop Deutschlands in Tautenburg mit dem ein Teil der Nachbeobachtungen durchgeführt worden sind.

Dazu haben sie zuerst den Stern genau beobachtet. Wenn man die Eigenschaften der Planeten bestimmen will, dann muss man auch wissen, wie groß und wie schwer der Stern ist denn sonst bekommt man falsche oder ungenaue Ergebnisse. Die Beobachtungen wurden an der Thüringer Landessternwarte (die ich auch schon Mal besucht habe) durchgeführt und zeigten, dass der Stern der Sonne sehr ähnlich ist. Seine Masse und sein Radius sind zwischen 1,1 und 1,3 Mal größer als die entsprechenden Werte der Sonne und die Temperatur an der Oberfläche ist mit knapp 6000 Kelvin ebenfalls ein wenig höher als bei uns.

Drei Planetenkandidaten wurden bei KOI-351 schon in den letzten Jahren gefunden. Aber da man mittlerweile schon einige Systeme mit drei oder mehr Planeten kennt, hat das kein außergewöhnliches Interesse hervorgerufen (vor allem weil es ja nur Kandidaten waren und keine bestätigten Planeten). 2013 fand man bei einer genaueren Datenauswertung aber vier weitere Planeten! Und sieben Himmelskörper die einen Stern umkreisen sind dann doch etwas besonderes. Das sind fast so viele wie in unserem eigenen Sonnensystem.

Die Planeten bei KOI-351 sind außerdem auch noch sehr schön sortiert. Ganz innen wird der Stern von zwei kleinen Planeten umkreist, deren Radius das 1,3- bzw. das 1,1-fache des Erdradius beträgt. Nach diesen zwei erdähnlichen Planeten folgen drei “Supererden” mit dem 2,9-, dem 2,7- und dem 2,9-fachen des Erdradius. Und ganz außen wird der Stern von zwei großen Gasriesen mit dem 8- bzw. dem 11-fachen Radius der Erde.

Über die Massen lässt sich vorerst wenig sagen. Kepler kann nur feststellen wie groß der Planet ist, hat aber keine Ahnung wie schwer er ist. Normalerweise benutzt man zur Massenbestimmung die Radialgeschwindigkeitsmethode. Das war hier aber nicht möglich weil der Stern dafür einfach zu schwach leuchtete und von den Teleskopen auf der Erde nicht ausreichend exakt beobachtet werden konnte. Aber wo in diesem Fall die Beobachter versagen kommen die Theoretiker zur Rettung 😉 7 Planeten die einen Stern umkreisen beeinflussen sich alle auch gegenseitig durch ihre Gravitationskraft. Das kann man auch zwei verschiedene Arten ausnutzen. Man kann sich auf die Suche nach Transitzeitvariationen machen. Die gravitativen Störungen der Planeten sorgen dafür, dass sie manchmal ein wenig länger und manchmal ein wenig kürzer als erwartet brauchen um den Stern zu umkreisen. Die Verdunkelungen im Sternenlicht sind daher nicht exakt regelmäßig und die Stärke der Abweichungen hängt von der Masse der Planeten ab. Beobachtet man also Transitzeitvariationen, dann kann man daraus Rückschlüsse auf die Massen der Planeten ziehen.

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Kommentare (44)

  1. #1 Arkturus
    30. Oktober 2013

    Kann man denn dann eigentlich auch sagen das der Gasriese ganz außen nicht in der habitalen Zone liegt und damit auch mögliche Monde? Die könnten ja vielleicht erdähnliche Bedingungen haben?

  2. #2 Alderamin
    30. Oktober 2013

    @Florian

    Einer der neuen Planeten von KOI-351 wurde übrigens vom Citizen-Science Projekt Planethunters entdeckt:

    http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-24642603
    http://blog.planethunters.org/2013/10/23/seventh-heaven-with-our-sixth-exoplanet-paper/

  3. #3 Arkturus
    30. Oktober 2013

    @oben: meine natürlich das er in der habitalen Zone liegt

  4. #4 Stefan K.
    30. Oktober 2013

    Ich bin der Beweis: Florians Blog zu lesen bildet. Früher war ich den Berichten in den Tageszeitungen hilflos ausgeliefert und habe mir oft gedacht: Cool, jetzt haben sie also eine “zweite Erde” gefunden. Mittlerweile und beim Lesen des aktuellen Zeitungsartikels, der wiederum von der Entdeckung der zweiten Erde sprach, war meine erste Tat, mich über die genaueren Daten zu informierund und dann festzustellen: Sonnenähnlicher Stern, Planeten (außer den Gasriesen) näher dran als Merkur – da ist wohl keine zweite Erde dabei

  5. #5 Nico
    30. Oktober 2013

    @ Arkturus: Meines Erachtens läge nur der äußerste Gasriese in der habitalen Zone.

    @ Alderamin: Ganz richtig, wobei das Paper der Planet Hunters sogar einen Tag vor dem Artikel der DLR-Forscher veröffentlicht wurde. Meine Entdeckungsmeldung gab’s darum schon letzten Donnerstag: http://zauberdersterne.wordpress.com/2013/10/24/kepler-system-mit-7-planeten-innerhalb-von-1-ae/

  6. #6 Hoffmann
    30. Oktober 2013

    @ Arkturus:

    Zu bwohnbaren Exomonden gibt es hier einen sehr informativen Artikel:

    http://www.final-frontier.ch/bewohnbare_exomonde

  7. #7 Florian Freistetter
    30. Oktober 2013

    @Hoffmann: “Zu bwohnbaren Exomonden gibt es hier einen sehr informativen Artikel:”

    Hier auch: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2012/09/08/bewohnbare-monde-und-das-problem-der-finsternisse/

  8. #8 klauszwingenberger
    30. Oktober 2013

    …und einen Artikel im Novemberheft von SuW. Das Thema hat Konjunktur.

  9. #9 tina
    30. Oktober 2013

    In den Online-Medien der großen Zeitungen steht ja meist das Gleiche drin, teilweise wortwörtlich oder nur geringfügig umformuliert und viele Angaben fehlen da einfach.
    Mit den Hintergrundinfos und vor allem mit der fachlichen Einordnung hier macht das Lesen einfach viel mehr Freude und man lernt auch mehr.
    Deshalb danke für den interessanten Artikel!

  10. #10 Celco
    30. Oktober 2013

    Sicherlich ein interessantes Sonnensystem. Aber mehr auch nicht. Leben, also Leben so wie wir es kennen, wird es dort sicherlich nicht geben.
    Wenn man sich vorstellt dass sich 7 “Planeten” auf dem engen Raum befinden muss die Gravitation die sie aufeinander auswirken immens sein.

  11. #11 Florian Freistetter
    30. Oktober 2013

    @Celco: “Sicherlich ein interessantes Sonnensystem. Aber mehr auch nicht. Leben, also Leben so wie wir es kennen, wird es dort sicherlich nicht geben.”

    Hat ja auch niemand behauptet. Es geht bei der Exoplanetenforschung nicht nur um die Suche nach Aliens; auch wenn die Medien das Forschungsgebiet gerne nur darauf reduzieren. So ein System wie KOI-351 ist enorm wichtig, um generell zu verstehen wie sich Exoplaneten verhalten und bilden. Bis jetzt haben wir ja immer nur Teile von Planetensystemen beobachtet. Entdeckungen wie diese zeigen, dass wir nun auf dem Weg sind auch komplette Systeme finden und untersuchen zu können.

  12. #12 mr_mad_man
    30. Oktober 2013

    Als die Entdeckung in den gängigen Medien bekannt gemacht wurde, war ich von den teilweise spärlichen Informationen doch etwas enttäuscht und habe dann hier nachgeschaut. Hier gab es aber leider nichts dazu, aber ich erinnerte mich, dass Florian irgendwann mal schrieb, er wolle nicht einfach nur die Pressemeldungen umformulieren, sondern richtige Artikel schreiben.
    Das Warten (war auch gar nicht lange) hat sich absolut gelohnt 🙂 Bin wieder mal vollauf begeistert.

    Beim Diskutieren mit Freunden über die Entdeckung kam das Thema natürlich auch wieder auf -wie sollte es anders sein- außerirdisches Leben. Ich habe im Laufe des Gesprächs die Behauptung aufgestellt, dass man in Zukunft mit genaueren und besseren Teleskopen die Atmosphären untersuchen und außerirdisches Leben (sofern vorhanden gfs.) anhand von Biomarkern wie Sauerstoff/Ozon oder Umweltverschmutzung FCKW nachweisen bzw. beweisen könne. Für mich selbst klang das plausibel. Es wurde aber eingewendet, dass es sich dabei niemals um einen Nachweis/Beweis handeln würde, sondern bestenfalls um sehr starke Indizien. Nun bin ich etwas verunsichert… Können wir außerirdisches Leben -sofern wir es nicht in unserem Sonnensystem finden und unters Mikroskop legen können, oder es sich durch intelligente Funksignale o.ä. zu erkennen gibt- wirklich nicht nachweisen/beweisen (sondern nur von starken Indizien sprechen)?

  13. #13 Florian Freistetter
    30. Oktober 2013

    @mr_mad_man: “Das Warten (war auch gar nicht lange) hat sich absolut gelohnt 🙂 Bin wieder mal vollauf begeistert.”

    Danke fürs Lob. Ich gelte ja in den Augen der Zuständigen nicht als Journalist; kriege also keine Vorabinformationen. Die echten Journalisten werden ja meistens schon Tage vorher informiert und können sich bis zum Ende der Sperrfrist ausreichend vorbereiten; den Artikel lesen (der in diesem Fall ganze 48 Seiten lang war); Leute interviewen, usw. Dass am Ende dann doch viele Journalisten/Medien einfach nur die Pressemitteilung kopieren ist schade. Bei mir dauerts dann halt immer ein bisschen länger weil ich erst dann mit der Arbeit anfangen kann, wenn die Informationen schon in den anderen Medien erschienen sind.

    “Können wir außerirdisches Leben -sofern wir es nicht in unserem Sonnensystem finden und unters Mikroskop legen können, oder es sich durch intelligente Funksignale o.ä. zu erkennen gibt- wirklich nicht nachweisen/beweisen (sondern nur von starken Indizien sprechen)?”

    Schwer zu sagen. Klar, eindeutig nachweisen kann mans erst, wenn der Alien kommt und “Hallo” sagt. Aber es es gibt viele verschiedene Methoden die Existenz von Leben indirekt zu untersuchen und wenn all diese Methoden unabhängig voneinander zum gleichen positiven Ergebnis kommen, dann ist das schon ein SEHR starkes Zeichen. Aber ich würde einfach mal abwarten bis es so weit ist…

  14. #14 Florian Freistetter
    30. Oktober 2013

    @mr_mad_man: “Das Warten (war auch gar nicht lange) hat sich absolut gelohnt 🙂 Bin wieder mal vollauf begeistert.”

    Danke fürs Lob. Ich gelte ja in den Augen der Zuständigen nicht als Journalist; kriege also keine Vorabinformationen. Die echten Journalisten werden ja meistens schon Tage vorher informiert und können sich bis zum Ende der Sperrfrist ausreichend vorbereiten; den Artikel lesen (der in diesem Fall ganze 48 Seiten lang war); Leute interviewen, usw. Dass am Ende dann doch viele Journalisten/Medien einfach nur die Pressemitteilung kopieren ist schade. Bei mir dauerts dann halt immer ein bisschen länger weil ich erst dann mit der Arbeit anfangen kann, wenn die Informationen schon in den anderen Medien erschienen sind.

    “Können wir außerirdisches Leben -sofern wir es nicht in unserem Sonnensystem finden und unters Mikroskop legen können, oder es sich durch intelligente Funksignale o.ä. zu erkennen gibt- wirklich nicht nachweisen/beweisen (sondern nur von starken Indizien sprechen)?”

    Schwer zu sagen. Klar, eindeutig nachweisen kann mans erst, wenn der Alien kommt und “Hallo” sagt. Aber es es gibt viele verschiedene Methoden die Existenz von Leben indirekt zu untersuchen und wenn all diese Methoden unabhängig voneinander zum gleichen positiven Ergebnis kommen, dann ist das schon ein SEHR starkes Zeichen. Aber ich würde einfach mal abwarten bis es so weit ist…

  15. #15 Florian Freistetter
    30. Oktober 2013

    @mr_mad_man: “Das Warten (war auch gar nicht lange) hat sich absolut gelohnt 🙂 Bin wieder mal vollauf begeistert.”

    Danke fürs Lob. Ich gelte ja in den Augen der Zuständigen nicht als Journalist; kriege also keine Vorabinformationen. Die echten Journalisten werden ja meistens schon Tage vorher informiert und können sich bis zum Ende der Sperrfrist ausreichend vorbereiten; den Artikel lesen (der in diesem Fall ganze 48 Seiten lang war); Leute interviewen, usw. Dass am Ende dann doch viele Journalisten/Medien einfach nur die Pressemitteilung kopieren ist schade. Bei mir dauerts dann halt immer ein bisschen länger weil ich erst dann mit der Arbeit anfangen kann, wenn die Informationen schon in den anderen Medien erschienen sind.

    “Können wir außerirdisches Leben -sofern wir es nicht in unserem Sonnensystem finden und unters Mikroskop legen können, oder es sich durch intelligente Funksignale o.ä. zu erkennen gibt- wirklich nicht nachweisen/beweisen (sondern nur von starken Indizien sprechen)?”

    Schwer zu sagen. Klar, eindeutig nachweisen kann mans erst, wenn der Alien kommt und “Hallo” sagt. Aber es es gibt viele verschiedene Methoden die Existenz von Leben indirekt zu untersuchen und wenn all diese Methoden unabhängig voneinander zum gleichen positiven Ergebnis kommen, dann ist das schon ein SEHR starkes Zeichen. Aber ich würde einfach mal abwarten bis es so weit ist…

  16. #16 mr_mad_man
    31. Oktober 2013

    @Florian: Vielen Dank für die Antwort.
    “…Aber es es gibt viele verschiedene Methoden die Existenz von Leben indirekt zu untersuchen…”
    Hast Du über diese Methoden schon mal geschrieben, und falls ja hast Du die Links? Wäre prima 🙂

  17. #17 Florian Freistetter
    31. Oktober 2013

    @mr_mad_man: Hier steht was: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2011/03/22/wie-man-leben-auf-extrasolaren-planeten-entdeckt/
    Und in meinen Büchern hab ich das Thema auch erwähnt.

  18. #18 Swage
    31. Oktober 2013

    Für meinen Geschmack zu heiß, aber wenn die äußeren Gasriesen Monde haben… für h sind 292 Kelvin angegeben, das sind ~19 Grad. Nicht unangenehm. Bei g sind es schon ~67 Grad was jetzt nicht sehr einladend aussieht. Mit den Äußeren Gasriesen und den engen Umlaufbahnen finde ich nicht, das es unserem Sonnensystem sehr ähnlich ist, aber wenn h Monde hat sind sie in der habitablen Zone. Mit 0,8 Jupitermassen sollte er doch etwas eingefangen haben. Natürlich… wird die Gravitation die Monde heftigst beeinflussen, was vermutlich weniger gut für höher entwickeltes Leben oder Besiedlungspläne sein dürfte.

  19. #19 Florian Freistetter
    31. Oktober 2013

    @Swage: “aber wenn h Monde hat sind sie in der habitablen Zone”

    Wie ich vorhin schon sagte: Es braucht deutlich mehr als nur einen Himmelskörper im richtigen Abstand vom Stern damit irgendwo lebensfreundliche Bedingungen herrschen. Abgesehen davon geht es bei dieser Entdeckung nicht um die Suche nach außerirdischen Leben; auch wenn das das einzige Thema zu sein scheint über das du reden willst/kannst.

  20. #20 Swage
    31. Oktober 2013

    Deutlich mehr. Man könnte sagen das ich da einem gewissen Fokus setze. Ist das jetzt ein Problem, zumal der Vergleich ja zu unserem System gezogen wird, das ja Leben beheimatet?

  21. #21 Florian Freistetter
    31. Oktober 2013

    @Swage: “Ist das jetzt ein Problem, zumal der Vergleich ja zu unserem System gezogen wird, das ja Leben beheimatet?”

    Es ist kein Problem. Es nervt nur ein wenig wenn bei jedem Artikel von mir die gleichen, vorhersehbaren Kommentare von dir kommen. Und es nervt mich als Wissenschaftler wenn die Erforschung der extrasolaren Planeten (vor allem von den Medien) immer nur auf den Aspekt “Gibts da Aliens!?” reduziert wird.

  22. #22 Swage
    31. Oktober 2013

    Die Frage kann aber ein recht potenter Motivator sein. Man denke an die ganze Privatfinanzierung des SETI Projekts. Finde ich schade das dich das nerft, auch wenn die Betrachtungsweise zu erwarten ist. Aber bei anderen Themen ist es ja nicht zwingend besser, schon die Neuigkeiten vom LUX gehört?

  23. #23 Markus
    31. Oktober 2013

    Was würde man eigentlich mit den heutigen Instumenten von einer exakten Kopie unseres Sonnensystems finden? Vermutlich doch höchstens die Transite der inneren Planeten. Gasriesen mit 10 oder mehr Jahren Umlaufzeit würden doch noch unentdeckt bleiben, vermute ich mal so.

  24. #24 Florian Freistetter
    31. Oktober 2013

    @swage: “Finde ich schade das dich das nerft, auch wenn die Betrachtungsweise zu erwarten ist.”

    Mich nervt nicht die Frage nach der Suche nach Leben an sich. Die ist höchst interessant. Genauso interessant ist aber auch die Untersuchung von Exoplaneten die KEINE guten Bedingungen für Leben aufweisen. Und das wird sehr oft ignoriert.

  25. #25 Florian Freistetter
    31. Oktober 2013

    @Markus: “Was würde man eigentlich mit den heutigen Instumenten von einer exakten Kopie unseres Sonnensystems finden? Vermutlich doch höchstens die Transite der inneren Planeten. Gasriesen mit 10 oder mehr Jahren Umlaufzeit würden doch noch unentdeckt bleiben, vermute ich mal so.”

    Gute Frage. Ja, man würde wohl Erde und Venus sehen. Mars ist klein und braucht länger – schwer zu sagen ob man die die Transits bemerkt hätte; bei Merkur ebenso obwohl es da wahrscheinlicher ist weil der öfter transitiert. Vermutlich würde man dann bei einer genaueren Betrachtung der Transits von Erde und Venus auch Transitzeitvariationen sehen die durch die Störungen von Jupiter verursacht werden (obwohl ich grad die Größenordnung nicht im Kopf habe). Dann würde man vielleicht auch nochmal in genauer nachsehen ob da noch mehr ist und länger beobachten…

  26. #26 Swage
    31. Oktober 2013

    Mit viel Glück die kleineren Planeten, die sind nämlich nur sehr schwer mit der Transitmethode zu entdecken. Siehe dazu http://www.nasa.gov/kepler/scientists-discover-the-first-earth-size-rocky-planet/index.html#.UnIwtVCFeJo

    Wichtig dabei ist zu erkennen, das Planeten von Erdgröße nicht selten sind, sondern das wir einfach noch Probleme haben sie zu finden. Es gibt noch ein paar andere Möglichkeiten wie z.B. gravitatives Mikrolinsen, aber wir haben hier ziemlich eine Resultasverzerrung durch selektive Einschränkungen.

    Die Umlaufgeschwindigkeit hat natürlich Auswirkungen auf den Beobachtungszeitraum der nötig ist ein Transitsignal zu beurteilen. Für die Erde währen das also mehrere Jahre.

    Für Atmosphären, bzw. Oberflächenanlysen kommt man um leistungsstarke Teleskope nicht rum. Die momentane Lösung ist die vorhanden zu vernetzen und das liefert auch schon ein paar mehr oder minder akkurate Resultate.

    http://www.pluralidade.info/Pluralidade1_082_095.pdf

  27. #27 Swage
    31. Oktober 2013

    Genauso interessant ist aber auch die Untersuchung von Exoplaneten die KEINE guten Bedingungen für Leben aufweisen.
    Schon alleine deswegen weil das Modell für die Bedingungen recht krude ist. Auf (oder besser: in) Enceladus gibt es ja auch flüssiges Salzwasser und der ist außerhalb der habitablen Zone. Ein wenig restriktiv im Moment.

  28. #28 MisterKanister
    31. Oktober 2013

    Ungefähr so ähnlich wie eine Bananne einem Apfel ähnlich ist.

  29. #29 Celco
    31. Oktober 2013

    @Florian Freistetter. “Hat ja auch niemand behauptet. ”

    Habe das mit dem Leben nur am Rande erwähnt, weil weiter oben bewohnte Exomonde erwähnt wurden.

    Klar ist dieses System interessant, kein Zweifel.
    Aber eigentlich gilt das, also mein Interesse, eher darauf hin welche Kräfte auf die Planeten einwirken so nah, relativ gesehen, am Stern und auch so nah beisammen.
    Und warum keiner der Planeten die Nahe an der Sonne sind in sie “reinfallen” oder auch aus der Bahn geworfen werden und das System anscheindend so stabil ist.
    Liegt es daran das die Gesteinsplaneten in diesem System so massereich sind?
    So etwas zu erfahren, darin liegt der Reiz.
    Und nicht ob es Leben gibt, das gibt es ohne Zweifel sicherlich irgendwo und mehrfach im Universum bzw auch in der Milchstrasse.

  30. #30 Kallewirsch
    31. Oktober 2013

    Und warum keiner der Planeten die Nahe an der Sonne sind in sie “reinfallen” oder auch aus der Bahn geworfen werden und das System anscheindend so stabil ist.

    Ich denke, da suggeriert die Grafik da oben etwas, was so nicht stimmt. Dadurch, dass die Kreise der Planeten so groß gezeichnet sind, sieht das alles so ‘nahe’ aus. Tatsächlich liegen die aber immer noch Millionen Kilometer dazwischen. Ein derartiges System ist genauso stabil, wie es auch das System der Monde rund um Jupiter oder Saturn ist. Und das sind ja immerhin eine ganze Menge mehr, ohne dass alle paar Jahre mal ein Mond abhaut oder in Jupiter kracht.

  31. #31 Florian Freistetter
    31. Oktober 2013

    @Celco: “So etwas zu erfahren, darin liegt der Reiz.”

    Warum sollten sie reinfallen? Es gilt dort genau das gleiche Gravitationsgesetz wie auch hier. Und solange der Planet auf einer Umlaufbahn ist, fällt er nicht in den Stern. Da müsste man ihn schon gewaltsam reinschubsen…

  32. #32 Thomas
    31. Oktober 2013

    KOI-351 liegt ja 2500 LJ entfernt. Zwar weiß ich, dass andere Faktoren als die Entfernung zur Erde maßgeblich dafür sind, wieviel man über einen Stern und seine Planeten herausfindet, aber ich bin trotzdem immer wieder erstaunt, wie drastisch unterschiedlich die Distanzen bei den Exoplaneten-System sind. Angenommen, KOI-351 wäre nur 25 LJ entfernt, dann müssten manche Messungen ja theoretisch 100x genauer gemacht werden können, oder? Oder anders gefragt: spielt die Distanz zu uns wirklich nur so wenig eine Rolle für die Untersuchbarkeit eines Sterns und seiner Begleiter?

  33. #33 Florian Freistetter
    31. Oktober 2013

    @Thomas: “Angenommen, KOI-351 wäre nur 25 LJ entfernt, dann müssten manche Messungen ja theoretisch 100x genauer gemacht werden können, oder?”

    Naja, so direkt skaliert das sicher nicht. Genauer sicher; aber beliebig genau gehts natürlich auch nicht.

  34. #34 stone1
    5. November 2013

    Ich frage mich ob man denn tatsächlich schon einigermaßen sicher sagen kann, dass das System KOI-351 stabil ist (bzw. vor 2500 Jahren stabil war).

    Da der Beobachtungszeitraum durch Kepler, im Vergleich zu kosmischen Zeitskalen, ja doch mehr oder minder eine Momentaufnahme war.

    Wäre es nicht (zumindest mit einer nicht zu vernachlässigenden Wahrscheinlichkeit) möglich, dass wir gerade einen Teil des langsamen Sturzes der Planeten in den Stern beobachtet haben?

    Das ist mir beim Betrachten der Größenvergleichsgrafik durch den Kopf gegangen, und ich erstaunt war, dass so viele Planeten innert 1AE den Stern umkreisen können. Oder überschätze ich da die Gravitationskräfte, die die Planeten und der Stern aufeinander ausüben? Da ja auch zwei Gasriesen dabei sind und sich das alles innerhalb eines Radius von ca. 150mio km abspielt. Ich weiß schon, über die Massen kann man noch keine Aussagen treffen, dennoch gehe ich mal davon aus, dass sich die Planeten da gegenseitig schon ziemlich durchbeuteln, salopp gesagt.

    Aber um da eine aussagekräftige Antwort geben zu können, müssen wir wohl erst noch viel mehr Sternsysteme mit mehreren Planeten beobachten.

    Scheinbar gibt es jedenfalls ziemlich viel Platz für Variationen.

  35. #35 Florian Freistetter
    5. November 2013

    @stone1: “Da der Beobachtungszeitraum durch Kepler, im Vergleich zu kosmischen Zeitskalen, ja doch mehr oder minder eine Momentaufnahme war.”

    Schon klar. Aber für sowas gibt es ja die Computersimulation.

    “Ich weiß schon, über die Massen kann man noch keine Aussagen treffen, dennoch gehe ich mal davon aus, dass sich die Planeten da gegenseitig schon ziemlich durchbeuteln, salopp gesagt.”

    Was stellst du dir unter “durchbeuteln” vor? Die bewegen sich auf ihre Bahnen um den Stern; so wie es Newton vorgibt. Nix spezielles. Nur weil bei uns so nah am Stern nix ist heißt nicht, dass so etwas nicht möglich ist.

  36. #36 AmbiValent
    5. November 2013

    @stone1
    Ich dachte zuerst auch, dass sich die beiden Gasriesen ja stark beeinflussen müssten. Dann habe ich mal mit den obigen Masse-Schätzwerten berechnet, wie stark der kleinere Gasriese vom größeren angezogen wird, verglichen mit seiner Sonne KOI-351 aka Kepler-90. Ergebnis: Die Anziehungskraft von Kepler-90 ist etwa 200 mal stärker als die des anderen Gasriesen (runde Orbits vorausgesetzt).

    Dieselbe Rechnung mit Jupiter und der Sonne und der jeweiligen Anziehung auf Saturn ergibt, dass die Sonne etwa 250 mal stärker ist. Kein so großer Unterschied also.

    Da alles näher am Stern stattfindet als hier, müssten sich Instabilitäten, wenn es sie gibt, aber wegen der häufigeren Begegnungen viel schneller auswirken, und der instabile Zustand würde auch schneller enden und in einen neuen Zustand übergehen, der entweder stabil ist oder auch relativ schnell endet.

  37. #37 Alderamin
    5. November 2013

    @AmbiValent

    So einfach kann man das nicht rechnen, es kommt auf die Gezeitenkräfte an (und die Gezeitenkraft der Sonne ist trotz ihrer insgesamt viel größeren Anziehungskraft beispielsweise nur halb so groß wie die des Mondes).

    Maßgeblich ist, ob sich die Planeten in Resonanzen befinden. Wenn sie sich nämlich regelmäßig an der selben Stelle der Bahn begegnen, kann die Bahn elliptisch verformt werden und Bahnen anderer Planeten kreuzen, mit möglicherweise fatalen Folgen.

    Tatsächlich befinden sich die kleineren Planeten auf Bahnresonanzen, aber die haben nicht viel Kraft, sich gegenseitig zu beeinflussen (vergleichbar mit den Jupitermonden, die ebenfalls Bahnresonanzen untereinander haben). Die beiden großen jedoch nicht ganz (210 Tage vs. 331 Tage). Wenn die großen auf 3:2 kämen, dann könnte das System instabil werden. Das System ist offenbar (Wikipedia) gute 100 Millionen Jahre alt, das ist ein vergleichsweise langer Zeitraum, aber ob die Stabilität Milliarden Jahre erhalten bleibt, müsste wohl mal simuliert werden. Ich bin sicher, dass dazu bald ein Papier veröffentlicht wird.

  38. #38 AmbiValent
    5. November 2013

    @Alderamin
    Du hast recht. Aber ich hatte eigentlich sagen wollen, dass nur wegen den geringeren Abständen das System nicht automatisch instabil sein muss.

    Was die Gezeitenkräfte angeht, so sind die bei Kepler-90 in der Tat stärker als hier. Das bedeutet schon mal starke Gezeiten für Kepler-90 g und eventuelle Monde, und eine kleinere Hill-Sphäre, in der diese Monde kreisen könnten.

    Zur Stabilität des Systems: Das junge Sonnensystem war auch zuerst nach der Planetenbildung stabil, aber Wechselwirkungen mit Asteroiden brachten die Jupiter und Saturn in Resonanz… es folgte das Late Heavy Bombardment. Wir können allerdings nicht sehen, ob es bei Kepler-90 noch entsprechend viele Asteroiden gibt, um ein solches Szenario zu ermöglichen – im Moment sieht es aber noch nicht so aus.

  39. #39 Alderamin
    5. November 2013

    @AmbiValent

    Laut diesem Artikel können Bahnresonanzen auch ganz ohne Asteroiden die Planetenbahnen der Gasriesen im Sonnensystem verändert haben.

    http://www.skyandtelescope.com/community/skyblog/newsblog/105108519.html

  40. #40 stone1
    6. November 2013

    @FF, Ambivalent, Alderamin
    Danke für die Erklärungen.

    Ich fand es halt faszinierend, dass das System KOI-351 derartig kompakt ist.

    Vielleicht gibt es ja noch mehr Planeten auf längeren Umlaufbahnen, oder ist das eher unwahrscheinlich?

  41. #41 Alderamin
    6. November 2013

    @stone1

    Vielleicht gibt es ja noch mehr Planeten auf längeren Umlaufbahnen, oder ist das eher unwahrscheinlich?

    Das ist durchaus möglich, vielleicht sogar wahrscheinlich. Kepler kann (bzw. konnte, aber die Auswertung läuft noch) Planeten mit mehr als 1,5 Jahren Umlaufzeit nicht nachweisen, weil der Satellit nur knapp viereinhalb Jahre beobachten konnte und mindestens 3 Transits (2 komplette Umläufe) sehen muss, um einen Planeten als solchen sicher zu erkennen. Ganz zu schweigen von Planeten, die nicht im Transit vor dem Stern vorbei ziehen, die sah Kepler gar nicht. Je weiter ein Planet von seinem Stern entfernt ist, desto geringer wird die Chance für einen Transit, stattdessen wandert der Planet dann knapp am Stern vorbei.

    Vielleicht sind weitere Planeten der Grund dafür, dass die beiden Gasriesen keine Bahnresonanz haben. Vielleicht verhindert die Schwerkraft eines weiteren Gasriesen deren Entstehung.

  42. #42 stone1
    6. November 2013

    @Alderamin
    Es stehen jedenfalls spannende Zeiten bei der Astronomie ins Haus…

  43. #43 AmbiValent
    6. November 2013

    @Alderamin
    Ich hatte auch über den Grand Tack gelesen, und hatte es anders verstanden, nämlich so:
    – Zuerst bilden sich die Gasriesen, zuerst wächst Jupiter und wandert nach innen.
    – Dann wächst auch Saturn, und wandert ebenfalls nach innen, bis er in eine Resonanz mit Jupiter gerät.
    – Dann wandern Jupiter und Saturn wieder nach außen, wobei sie auf ihrer Wanderung auch viele Asteroiden aus dem Weg räumen, und nur einen kleinen Rest im Asteroidengürtel belassen.
    – Erst, als im äußeren System schon wieder relative Ruhe eingekehrt ist, bilden sich die inneren Planeten aus der durch Jupiter verkürzten inneren Akkretionsscheibe zwischen 0,7 AU und 1 AU.
    – Und erst als die inneren Planeten fertig sind, kommen Jupiter und Saturn wieder in Resonanz miteinander, was damit endet, dass Saturn, und dann auch Uranus und Neptun, weiter nach außen wandern, und dabei wieder viele Asteroiden auf Bahnen ins innere Sonnensystem schicken.
    – Während dieses Late Heavy Bombardment ist die Erde schon fertig und relativ abgekühlt, so dass die Bestandteile der auf die Erde stürzenden Asteroiden sich auf der Oberfläche ansammeln können, anstatt in den Kern oder Mantel zu sinken oder zu verdunsten und in den interplanetaren Raum verloren zu gehen.

    Wie siehst du die Sache?

  44. #44 Alderamin
    7. November 2013

    @AmbiValent

    Ja, so habe ich das auch ungefähr verstanden. Mein wesentlicher Punkt war, dass Saturn den Jupiter wieder per Resonanz nach außen ziehen konnte, ohne dass dazu Wechselwirkung mit Asteroiden notwendig gewesen wäre (denn die haben die Tendenz, den Planeten eher nach innen zu drücken; schweres wandert bei solchen Wechselwirkungen eher nach unten, leichtes eher nach oben; deswegen wandern z.B. die supermassiven Schwarzen Löcher von Zwerggalaxien, die von einer Galaxie geschluckt werden, zu deren Zentrum hin).

    Das Late Heavy Bombardement war erst 500-600 Millionen Jahre nach Entstehung des Sonnensystems, bis dahin hatte sich das Sonnensystem noch nicht “gesetzt”. Deswegen könnte ich mir gut vorstellen, dass die Entwicklung bei KOI-351 ebenfalls noch nicht abgeschlossen ist, falls die Angabe des Alters in der Wikipedia stimmt (wobei: 5 Milliarden Jahre sind auch “> 100 Millionen Jahre”).