Hinterm Mond gleich links

Das Super-Erden-Drama geht mit der aktuellsten Mitteilung des Kepler-Teams in seine sechste und eigentlich unvorhergesehene Runde (1). Die haben nämlich mit Kepler-10b eine weitere heiße Super-Erde entdeckt, was für die Kontroverse um die Masse von CoRoT-7b nur gut sein kann.

Was bisher geschah:
Das Super-Erden-Drama-Teil 1
Das Super-Erden-Drama-Teil 2
Das Super-Erden-Drama-Teil 3
Das Super-Erden-Drama-Teil 4
Das Super-Erden-Drama-Teil 5

Dann komme ich jetzt zu Kepler-Entdeckung einer weiteren Super-Erde. Kepler-10b ist etwa 4.6 Erdmassen schwer, ist etwa 1.4 mal so groß wie die Erde und 1.6mal so dicht. Der Planet umkreist alle 0.83 Tage einen sonnenähnlichen Stern.

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Bild (NASA/Kepler Mission/Dana Berry): Kepler-10b künstlerische Darstellung.

Virtuelle und etwas spekulative Tour über den Lava-Planeten:

Dann vergleiche ich mal mit CoRoT-7b. Dieser Planet ist etwa 6 Erdmassen schwer, 1.7 mal so groß wie die Erde und etwa 1.2 mal so dicht. Er umkreist seinen sonnenähnlichen Stern alle 0.84 Tage.

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Bild (ESO/L. Calcada) : CoRoT-7b künstlerische Darstellung.

Hmm…Zwei Weltraum-Missionen, die zwei unterschiedliche Regionen des Himmels und auch von unterschiedlichen Beobachtungsstandorten untersuchen, und die ersten Fels-Planeten, welche die finden, umkreisen den Stern alle 21 Stunden? Das ist schon ein bisschen seltsam. Ein Auswahl-Effekt rein aufgrund der begrenzten Beobachtungsmöglichkeiten kann es nicht sein. Es macht bei der Qualität und der Länge der Kepler- und auch der CoRoT-Datensätze rein von der Detektion her keinen allzu großen Unterschied ob ein erdgroßer Planet nun alle 0.84 oder 1 oder 1.5 Tage oder gar alle 0.6 Tage um seinen Stern kreist. Die Detektions-Wahrscheinlichkeit nimmt zwar mit größerer Orbit-Periode ab, aber nicht besonders stark.(2) Für CoRoT könnte mensch noch argumentieren, dass der Satellit Planeten mit einer Orbitperiode von genau einem Tag etwas schlechter finden kann, weil das Teleskop um die Erde kreist. Bei aller Abschirmung sehen wir immer noch Streulicht von der Erde, das natürlich mit der Erdrotation korreliert ist. Kepler allerdings operiert genau deswegen eben nicht in einem Erdorbit, sondern in einem so genannten “Earth-trailing” orbit um die Sonne. Ich übersetze das mal als “der Erde hinterher-hink Umlaufbahn”.

Beide Planeten scheinen außerdem eine ähnliche Zusammensetzung zu haben. Sie sind beide etwas dichter als die Erde (Erde: 5.5 g/cm^3, CoRoT-7b: 7.2 g/cm^3, Kepler: 8.8 g/cm^3), was allerdings zu erwarten ist. Auch in unserem Sonnensystem werden die felsigen Planeten mit zunehmender Größe dichter. Mit Ausnahme unseres Merkurs:

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Bild (NASA/JPL/DLR/RPIF): Zusammensetzung der Planeten unseres Sonnensystems. Merkur sticht aufgrund seines vergleichsweise großen Eisenkerns heraus.

Wissenschaftlerinnen zerbrechen sich bis heute den Kopf, warum Merkur so anormal dicht ist. Ich warte ja gespannt darauf, wenn wir anfangen mit unseren Beobachtungsmethoden Exoplaneten von der Größe des Merkur zu finden. Ob sich dann ein Trend ergibt zu größeren Dichten? Oder wird Merkur auch im Vergleich zu anderen Exoplaneten die große Ausnahme bleiben? Was dann für ein seltenes katastrophales Ereignis in der Vergangenheit sprechen würde z.B. eine Kollision mit einem Planetoiden in der Frühzeit des Sonnensystems? Das ist ja das schöne an vergleichender Planetologie. Durch Gemeinsamkeiten und Unterschiede findet mensch mehr über die einzelnen Planeten heraus.

Aber das ist noch vergleichsweise ferne Zukunftsmusik. Ich möchte daher eine etwas naheliegender Zukunftsmusik anstimmen: Ich erlaube es mir darüber zu spekulieren, ob CoRoT-7b und Kepler-10b die Spitze des Eisberges einer neuen Klasse sind, die wir gerade erst beginnen zu entdecken.

Wie heißt es so schön? Eine Schwalbe macht noch keinen Frühling. Und einmal ist keinmal. Allerdings haben wir jetzt schon zwei Schwalben und ich wage die Vorhersage, dass Kepler und CoRoT noch so ein paar Viecher finden werden.

Damit könnte auch die Kontroverse um die Planetenwaage HARPS und die Masse von CoRoT-7b beendet werden.

Ich berichtete im 3. Teil des Super-Erden-Dramas davon, dass es da ein Team gibt, welches sich die systematischen Effekte der Waage angesehen hat und etwas beunruhigt ist, ob die bei so kleinen Massen immer zuverlässig ist. Vor allem wenn der Zentralstern des Planetensystems so rumzappelt, wie es CoRoT-7 tut. Tja, so ist das mit jungen Sternen. Ausgelassen und übermütig. Dann wäre CoRoT-7b viel leichter und eventuell noch nicht mal felsig sondern eher gasförmig. Da hatten es die Kepler-Leute mit ihrem ruhigen gesetzterem Stern wesentlich einfacher.

Wenn wir herausfinden sollten, dass er da ne ganze Reihe von felsigen Exoplaneten mit extrem kurzen Umlaufperioden um andere Sterne gibt und wir dagegen keine Mini-Neptune finden, dann können wir trotz aller Schwierigkeiten unsere Massenbestimmung doch nicht so weit daneben gelegen haben und CoRoT-7b ist wirklich, wirklich ein Felsplanet. Um noch mal ein bisschen mehr Kontext in diese Kontroverse zu geben, so schlimm, wie es vielleicht von außen aussieht, ist dieser Streit gar nicht. Ich hab inzwischen von den Autorinnen des fraglichen Papers erfahren, dass sie nicht ganz so glücklich sind, wenn andere Wissenschaftlerinnen ihre Dichten als Grundlage für Planetenmodelle nehmen oder damit sogar die Existenz von CoRoT-7b anzweifeln. Es ging ihnen nämlich vor allem darum aufzuzeigen, dass mensch an der Grenze der Messmöglichkeiten sehr, sehr vorsichtig sein muss. Es ging ihnen nicht darum einen Konkurrenz-Wert für die Masse herauszugeben, weswegen genau dieser Wert auch nicht im Abstract drinsteht.

Dass es dann von amerikanischer Seite wohl zwischenzeitlich so rüberkam, als ob CoRoT-7b Existenz ganz zweifelhaft wäre, ist dann etwas unglücklich gelaufen. Dazu kam, dass einige Journalistinnen die Geschichte anscheinend nicht richtig einordnen konnten: Hier ein krasses Beispiel ausgerechnet von Science Now, in dem noch dazu ein richtig dicker Fehler drinsteht, der bis heute nicht korrigiert ist. Der hat aus 8.8 g/cm^3 einfach mal die 8.8fache Erddichte gemacht, was etwa 0.3mal der Dichte im Kern der Sonne entspricht. Der Planet stünde dann kurz vor der Kernschmelze, wenn der Wert denn wahr wäre, was er aber ganz sicherlich nicht ist. Oder der Herr hat angenommen, dass die Erde nur aus Wasser besteht, keine Ahnung.

Die meisten Fach-Journalistinnen haben die Meldung aber richtig eingeordnet. Da gab es letztes Jahr wesentlich schlimmere Fehlleistungen der NASA. Ich erinnere da an einen Planeten, der von dem Erst-Autoren schon fast als zukünftiges Urlaubsziel angepriesen wurde und bei dem es jetzt ziemlich fraglich ist, ob der überhaupt existiert. Es ist ein schwieriges Geschäft, diese Planetendetektion, so schwierig, dass der eine oder andere Fehlalarm zu erwarten ist.

Ich persönlich freue mich übrigens tierisch über Kepler-10b. Nicht nur, weil das ne schöne wissenschaftliche Entdeckung ist, die unser Weltbild erweitert und weil ich doch etwas beruhigter wegen der Masse von CoRoT-7b schlafen kann. Auch weil ich es dem Kepler-Team gönnen nach all den Problemen mit der Finanzierung und der Verschiebung des Projektes und der Kritik, weil sie es gewagt haben einen Teil der Daten zurückzubehalten, bis die bestätigenden Bodenbeobachtungen abgeschlossen waren. Was auch nur deswegen nötig wurde, weil das Projekt eben ständig verschoben wurde. Von der Erde aus können die eben nur im Winter/Herbst auf ihre Kandidaten schauen.

Daher ist das genau der richtige Anlass für mich zu feiern und damit passend zum Freitag ein Musikvideo einzustellen, dass nicht nur mein Bedürfnis nach Feiern befriedigt, sondern auch nach Wissenschaftlichkeit und Nerdigkeit. So:

——–
(1) Eigentlich wollte ich was anderes besprechen, aber was soll ich bei so ner Vorlage machen? Zu gut, um sie nicht einzuschieben.
(2) Genauer gesagt nimmt sie mit der Wurzel der Periode ab. Wichtig ist zudem wie tief das Signal ist und wie lange der Transit andauert und wieviele Datenpunkte pro Transit genommen werden. (Siehe u.a. : Pont et al. 2006, The effect of red noise on planetary transit detection)

Kommentare

  1. #1 ZielWasserVermeider
    Januar 14, 2011

    Eine kurze Frage:

    Können solche Felsplaneten nicht auch Überreste von einem (kleinen)hot Jupiter sein, der durch die Nähe zu seinem Stern seine Gashülle verloren hat?
    Oder ist es bei Gasriesen eher nicht möglich einen Felskern zu haben?

    Gruß
    Oli

    P.S.: Mit welcher Satelitten/Teleskopart wird man in der Zukunft feinere Messungen durchführen können um auch kleinere Planeten zu entecken?

  2. #2 Daniel Fischer
    Januar 14, 2011

    Auf der Pressekonferenz, wo Kepler-10b vorgestellt wurde, zeigte Natalie Batalha diese Grafik mit den ihrer Meinung nach derzeit möglichen Aussagen zu den Massen dieses Planeten wie auch von CoRoT-7b. Auf eine Frage hin siedelte sie letzteren “irgendwo zwischen Null und 10 Erdmassen” an – entsprechend unscharf ist dann natürlich auch die Dichte. Für Kepler-10b wird sie vom Kepler-Team konservativ mit 6 bis 11 g/cm^3 angebenen, was aber – im Gegensatz zu CoRoT-7b – für “the first unquestionably rocky” Exoplanet spricht. (Batalha machte aber auch klar, dass CoRoT-7b natürlich eine ähnliche Dichte haben könne – und wenn sich das irgendwann mal beweisen ließe, wäre das auch o.k. :-)

  3. #3 Schmidts Katze
    Januar 14, 2011

    Versucht eigentlich Kepler auch, CoRoT-7b zu bestätigen; oder umgekehrt, CoRoT Kepler-10b?

    Wäre das überhaupt sinnvoll?

  4. #4 Ludmila
    Januar 14, 2011

    Wir sind in den Naturwissenschaften, da geht es um Belege und das Vertrauen in eine wissenschaftliche Aussage wird eben im Laufe der Zeit immer größer, wird aber nie die 100% erreichen, auch wenn wir dem sehr nahe kommen werden.

    Isaac Asimov hat diesbezüglich bereits 1989 alles gesagt: http://chem.tufts.edu/answersinscience/relativityofwrong.htm

    In der Naturwissenschaft gibt es keine echten Beweise und ich finde es echt nicht gut, wenn jemand, der es besser wissen sollte, mit so einer im Grunde genommen recht unsinnigen Forderung ankommt.

    Im Übrigen finde ich es seltsam, wie Du Belege bewertest. Es gibt inzwischen 3 Paper, welche die Masse von CoRoT-7b als mit einer felsigen Masse kompatibel ansehen und ein einziges, das (vorsichtig formuliert) was ganz anderes erzählt. Frag Dich doch mal ganz unkritisch, ob Du “Beweise” verlangen würdest, wenn Pont et al. ihr Paper nie geschrieben hätten und auch sonst niemand auf die Idee gekommen wäre was dazu zu schreiben. Ist aufgrund eines Papers jetzt das Vertrauen in die anderen wissenschaftlichen Arbeiten auf magische Weise unter ferner liefend gerutscht oder was? So kommt das nämlich bei Dir rüber. Ja, da gibt es eine Kontroverse, so what?

    Ich finde inzwischen Ponds et al. Bedenken zwar interessant, aber würde die jetzt nicht übertrieben bewerten. Insbesondere nachdem mit Kepler-10b ein extrem ähnliches Objekt gefunden wurde.

  5. #5 Ludmila
    Januar 14, 2011

    @Schmidts Katze: Ehrlich gesagt haben beide Teams deart viel zu tun, dass es in absehbarer Zeit kaum dazu kommen wird. Aber das ist auch nicht nötig. Es gibt ja noch mehr Astronomen auf der Welt, die nicht in den beiden Teams sind und irgendjemand von denen wird sich vermutlich schon längst dran gesetzt haben.

    @ZielWasserVermeider: Diese Idee schwirrt tatsächlich durch den Raum und ich hab das Paper von Kollegen angefordert, die genau das untersucht haben. Das entsprechende Paper ist aber noch nicht veröffentlicht (und ich hab es noch nicht). Beizeiten vielleicht mehr.

  6. #6 noch'n Flo
    Januar 14, 2011

    @ Ludmila:

    Toller und informativer Artikel! Bin richtig gespannt, wie das demnächst noch weitergehen wird. Halt uns bitte auf dem Laufenden.

    Und: DW ist einfach cool! (Mal ‘ne ganz persönliche Frage: welcher ist denn eigentlich Dein Lieblings-Doktor?)

  7. #7 Ludmila
    Januar 14, 2011

    @ noch’n Flo Ich kenn ja nur die neuen Doktoren und fand die eigentlich alle ziemlich gut. Mein Mann persönlich findet Chris Eccleston am besten.

  8. #8 noch'n Flo
    Januar 14, 2011

    @ Ludmilla:

    Mein Mann persönlich findet Chris Eccleston am besten.

    Wow, sehr mutig. Der wohl umstrittenste Doktor aller Zeiten (aber nichtsdestotrotz auch ziemlich genial).

    Ich kenn ja nur die neuen Doktoren und fand die eigentlich alle ziemlich gut.

    Zugegeben: ich schwanke ja selber noch. Einerseits finde ich David Tennant (Doctor #10) absolut genial, aber ich favorisiere dennoch weiterhin den “Doctor meiner Jugend”: Sylvester McCoy – der 7. “Doctor”. Er war übrigens 1989 der erste “Doctor”, der im deutschen Fernsehen (RTL) zu sehen war.

    Unabhängig davon: eine absolut geniale Serie – und man muss hier echt mal betonen, dass DW die am längsten laufende SF-Serie aller Zeiten ist (seit 1963! – ich freue mich schon auf das 50-Jahre-Jub iläum in 2 Jahren und erwarte von de BBC wirklich Grosses!). Und ich bin sehr dankbar, hier in der Schweiz alle BBC-Channels empfangen zu können, um DW stets live in Erstausstrahlung verfolgen zu können.

    O.K., genug OT. Aber beim “Doctor” gerate ich nur allzu gerne ins Schwärmen.

  9. #9 silentjay
    Januar 15, 2011

    dieses video enthält content von WMG und UMG und ist in deinem land nicht verfügbar ;)

  10. #10 geldi
    Januar 15, 2011

    Dann zieh doch um, geht ja schnell.
    Den Möbelwagen bekommst du hier. ;)

    http://www.hidemyass.com/

  11. #11 Ludmila
    Januar 15, 2011

    @silentjay Waaah, so ein blöder Mist. Sorry, gestern ging es noch.

  12. #12 Daniel Fischer
    Januar 15, 2011

    “Frag Dich doch mal ganz unkritisch, ob Du ‘Beweise’ verlangen würdest, wenn Pont et al. ihr Paper nie geschrieben hätten” – selbst dann hätte ich, angesichts des wilden Auf und Ab der Masse von CoRoT-7b in den diversen Papers dazu, zumindest dessen Dichte nicht mit zwei gültigen Ziffern (“7.2″) und ohne Fehlerbereich hingeschrieben. Ansonsten habe ich nur auf auf Batalhas viel beachtetes Diagramm verwiesen – wenn Du ihre CoRoT-Ellipse dort für zu groß hältst, bitte bei ihr beschweren …

  13. #13 Ludmila
    Januar 15, 2011

    @Daniel:
    1.) Tststs. Autoritätsgläubigkeit par excellence. “Aber die hat doch die Grafik gezeigt, also muss das doch stimmen”. Wow danke, dass Du zeigst was Du unter “Journalismus” verstehst. Und ich Dummie dachte echt, dass echte Journalisten auch so etwas wie eine Bewertung und eine kritische Betrachtungsweise einnehmen und im Zweifelsfall auch in die Paper reinsehen, anstatt irgendeine Aussage auf ner Pressekonferenz unkritisch zu übernehmen. Es ist ja auch nicht so, dass die Wissenschaftler in ner NASA-PR-Konferenz im letzten Jahr gleich 2xmal was erzählt hätten, was der näheren Betrachtung nicht standhält. Wie war das noch mal mit der 100%-Leben-auf-Planetenwahrscheinlichkeit? Wie war das noch mit der Arsen-DNA-Geschichte, die anschließend zerrissen wurde?
    2) Nach Deiner Logik, die Du an CoRoT ansetzt, solltest Du bezüglich Kepler erst mal gar nicht so viel sagen. Die Fehlerbalken der Dichte im Batalha-Paper (Draft auf der Kepler-Seite) sind auch nicht so viel kleiner als die Fehlerbalken in den CoRoT-Publikationen sind mit Ausnahme des Pont-Papers nicht so groß, wie Du das wohl unbedingt sehen möchtest. Und wer weiß was da noch demnächst bei den Kepler-Daten rumgeschraubt wird. Da werden sicherlich einige Paper mit revised Parametern nachkommen. Du erliegst hier schlicht und ergreifend einem Neuigkeits-Bias. Und Du hast anscheinend immer noch nicht verstanden, dass Wissenschaft am Rande des Machbaren immer work in progress ist.
    3.) Kollegen haben sich bereits bei Natalie Batalha beschwert. Ihre nächste Version des Papers wird diesbezüglich deutlich anders ausfallen. Du könntest dennoch einen besseren Job leisten, wenn Du ein wenig Selbstkritik üben würdest, statt Deiner Verantwortung auf andere abzuwälzen.

    Tja, damit zeigt sich einmal mehr, wie gut, dass ich ein Blog habe, wo ich dann so etwas klarstellen kann.

  14. #14 Daniel Fischer
    Januar 15, 2011

    Eine kleine Literaturrecherche – heutzutage ja durch Online-Datenbanken sehr einfach geworden – fördert seit dem Pont’schen Paukenschlag vom August 2010 zwei weitere (hohe) CoRoT-7b-Massenbestimmungen zu Tage, die das Paper indes nicht mal erwähnen, sowie ein paar Papers, die Pont et al. zwar zitieren, zu den konkreten Bedenken bzgl. HARPS aber nichts zu sagen haben. Das neueste ist http://arxiv.org/abs/1101.0463 aus dem direkten CoRoT-Umfeld, mit lediglich dem Statement: “Right now, characteristics of the CoRoT-7 system is still under intense discussion” – nichts anderes hat Batalha auch gesagt und in der Grafik plastisch dargestellt …

    P.S.: “Tja, damit zeigt sich einmal mehr, wie gut, dass ich ein Blog habe, wo ich dann so etwas klarstellen kann” – wie gut, dass es in meinem Blog die Fehlerbalken gleich mit dazu gibt, übrigens nur eine Stunde nach der PK (dito für die Kritik an den Arsen-Bakterien).

  15. #15 Ludmila
    Januar 16, 2011

    @Daniel Fischer: Hier habe ich genau beschrieben, was hier wirklich los ist, welches Paper was sagt und wie groß die Fehlerbalken der einzelnen Analysen sind inklusive der Links zu den Papern zum selber nachprüfen: Super-Erden-Drama-Teil-3. Das Pont-Paper fällt da ziemlich stark heraus.

    Je mehr ich darüber nachdenke, desto mehr merke ich, dass das Diagramm von Natalie Batalha ziemlich irreführend ist. Wissenschaftlicher und redlicher wäre es gewesen, jede einzelne der Dichtewerte aus den einzelnen Analysen zu plotten anstatt einfach mal die Fehler aller Methoden zusammenzufassen und zu einem riesigen Ganzen zu verrühren. Dadurch hätte man gesehen, wieviele Analysen vorliegen und wohin der Trend dieser Analysen geht und wie “kontrovers” die Kontroverse wirklich ist. Pont el. al wäre dann als der Ausreißer aufgefallen, der er ist. Hmm, darauf hätte ich auch früher kommen können. Ich glaub, das reiche ich direkt morgen nach.

    Na gut Batalha wollte halt ihren Planeten verkaufen und nicht den Vortrag über CoRoT-7b halten. Und dass Du hier einen Satz von dem Kollegen Alexandre Santerne aus dem Zusammenhang reißt, um eine Interpretation der Dinge zu untermauern, welche die Aussage so nicht hergibt und die Alex so sicherlich auch nicht gemeint hat, finde ich absolut nicht o.K.

    Aber zum Glück habe ich genügend Meldungen in Deutschland gesehen, welche die Kepler-Entdeckung anders eingeordnet haben.

    Ceterum Censeo: Ich gönne den Kepler-Leuten ihren Planeten und die Entdeckung stärkt aufgrund der frappierenden Ähnlichkeit mit CoRoT-7b – mal das Pont-Paper außen vor gelassen – auch die Massebestimmungen, die einen Felsplaneten herausgeben. Es ist alles wesentlich harmloser als Du das darstellst. “Nimm das CoRoT-7b” steht in Deinem Blogpost. Dazu kann ich nur eins sagen: Wenn Du meinst.

  16. #16 threepoints...
    Januar 17, 2011

    “P.S.: Mit welcher Satelitten/Teleskopart wird man in der Zukunft feinere Messungen durchführen können um auch kleinere Planeten zu entecken?”

    -> Sie werden groß, lang und schwer sein (verhältnismässig). Ausserdem eine ganz besondere Lichtabsortionstechnik besitzen. Vielleicht nämlich aus Kohlenstoffbasierte “Spiegel”, die die heutige Digitaltechnik abgelöst haben werden. Um das Objekt direkt zu “sehen” wird es wahrscheinlich einige besondere Strategien nötig haben. Der indirekte Nachweis ist ja immer etwas waage – auch wenn sich die leute bei der Observation viel Mühe machen.

    PS.: Das ist eine relativ belanglose Einschätzung von mir….

  17. #17 threepoints...
    Januar 17, 2011

    “Oder ist es bei Gasriesen eher nicht möglich einen Felskern zu haben?”

    -> Wie muß ich die Frage also verstehen? Das davon ausgegangen wird, dass ein Gasriese keinen festen Kern hat?

    Und bitte wie soll sich das Gas ohne diesen anreichern?

    Ach so …. solche Elemente wie Metallischer Wasserstoff sollen dann für die Dichte sorgen. Aber auch dieser Zustand von Wasserstoff entsteht doch nur, wenn eine gewisse Masse überhaupt erst vorhanden ist…..(?)

    Die Grafik bei Wikipedia zeigt einen kern als innerste Masse im “wahrscheinlich” festem Zustand.
    Das Zentrum eines Gasriesen muß aus einem Material bestehen, dass aus sich heraus in der Lage ist erstens eine stabile Masse/Form zu erhalten und zweitens solche Massen an Gas an sich zu binden. Ein Gesteinskern aber müsste dann schon recht groß sein. Dazu passte dann die mittlere Dichte vom Jupiter 1,326 g/cm3 nicht. Oder vielleicht doch?

  18. #18 Ludmila
    Januar 17, 2011

    @threepoints: Ich dachte meine Antwort an ZielWasserVermeider hätte klargemacht, dass schon davon ausgegangen wird, dass es im Inneren eines Gasriesen einen festen Kern geben kann. Einige Modelle gehen von bis zu 10 Erdmassen aus. Das ist auch kein Widerspruch zur geringen Dichte von Jupiter. Denn dieser Gasriese ist eben genau das: riesig. Etwa zehn mal so groß wie unsere Erde. Da kann sich locker eine ganze Erde im Inneren verstecken. Wenn außen rum vor allem Wasserstoff und Helium – also ultraleichte Elemente – vorhanden sind, dann gibt das im Mittel immer noch ne sehr geringe Dichte.

  19. #19 threepoints...
    Januar 17, 2011

    Ich habe eben versucht alle Dichten der bestandteile (Helium, Wasserstoff und Gesteinsplaneten) auf eine Einheit (g/cm3) zu berechnen und dabei fiel mir eben auf, dass eben Wasserstoff als BEstandteil des Jupiters mit 80 % Anteil aber erheblich zu leicht sei, als dass es im innern keinen festen oder irgendwie sehr schweren Kernmasse enthalten könne.

    Dies ist keine aus Berechnungen bewiesene Erkenntnis, sondern eine rein intuitive Erkenntnis. Und aus der Tatsache der Ansammlung von Gasen muß sich immer herleiten lassen, dass sich als Kern eine schwere Masse befindet – so die Ansammlung eine gwisse Konzentration übersteigt….

    Wasserstoffdichte 0,0899 kg/m3 ist gleich 0,0000899 g/cm3

    Stimmt meine Rechnung?

    Wenn ja, dann schätze ich die Gashülle wahrscheinlich in etwa maximal ein Drittel des Radius und den Kern auf eine geringere Dichte als die der Erde …. dafür aber erheblich größer. Wahrscheinlich aber ist die Gashülle viel dünner.

  20. #20 Ludmila
    Januar 17, 2011

    @threepoints… Schau doch mal hier rein. Liegt auf dem NASA ADS server: Stevenson Interior of the giant planets und sollte frei zugänglich sein. Alternativ hilft auch das gute alte Lehrbuch. Vielleicht hat auch jemand anders Lust hier mitzufachsimpeln.

  21. #21 Engywuck
    Januar 22, 2011

    @threepoints: Hier hast Du leider übersehen, dass diese Wasserstoffdichte für einen bestimmten Druck (vermutlich ca. 10^5 Pascal = ca. Luftdruck auf Meeresniveau (der Erde!)) und eine bestimmte Temperatur (273K=0°C) gilt.

    Nach den Gasgesetzen gilt für ideale Gase (was ich hier Wasserstoff der Einfachheit halber unterstelle, gilt m.W. recht gut für “halbwegs normale” Drücke und Temperaturen):
    p*V=n*R*T (1)
    mit p= Druck in Pascal (N/m^2), V=Volumen in m^3, n=Molzahl (Maß für die Anzahl der Moleküle), R=Gaskonstante=8,314 J/(K*mol) und T=Temperatur in K
    Die Masse des Wasserstoffs ist m=n*M (2) mit n=wie oben, M= Masse pro Mol (bei H2-Gas ca. 2 g/Mol=0,002kg/Mol
    Und die Dichte berechnet sich ja nach rho=m/V (3)
    (1) umgeformt zum Volumen:
    V=n*R*T/p (1′)
    (1′) und (2) in (3):
    rho=n*M / (n*R*T/p) = n*M*p/n*R*T = M*p/R*T (4)
    und ist damit nur abhängig von Druck und Temperatur (M und R sind ja Konstanten)

    eingesetzt für Wasserstoff-Gas:
    rho=0,002 kg/mol*10^5 N/m^2 / (8,314 J/(K*mol) * 273 K) = 200 kg*N/(mol*m^2) / (2270 J/mol) = [mit 1J = 1 N*m] 200/2270 kg*N*mol/(mol*m^2*N*m) = 0,088 kg/m^3
    Dies stimmt sowohl von den Einheiten als auch (ca.) vom Wert her mit dem realen überein, so dass die Formel “richtig” (hier: korrekt abgeleitet) zu sein scheint.

    Was bedeutet nun (4)? Nun, für ein bestimmtes Gas ist die Dichte umso größer, je höher der Druck bzw. umso niedriger die Temperatur ist. Dies entspricht auch der Anschauung.

    Beim Jupiter werden in weiten Bereichen allerdings sowohl Temperatur als auch Druck sich von der Erde (teils drastisch) unterscheiden, so dass Du nicht einfach die Dichte “im Labor” (auf der Erde) mit der Dichte in der gesamten Jupiterhülle gleichsetzen darfst.

    Bei den extrem hohen Drücken “am Boden” des Jupiters (und schon weit darüber) wird sich Wasserstoff zudem ziemlich sicher nicht mehr als ideales Gas verhalten…

  22. #22 threepoints...
    Januar 22, 2011

    Die mittlere Temperatur beträgt 165 k (oder bei Wikipedia scheinbar konstant) …

    Also ist eine höhere Dichte der Gase zu erwarten.

    Wie hoch kann die Dichte von Wasserstoff maximal in der zusammensetzung wie auf dem Jupiter sein… (da noch Helium und Methan in nennenswerter Menge enthalten sind )…

    Und sonst ist meine Aussage bez. der Dichte natürlich reine Vermutung … vermengt mit anderen Eindrücken z.B. aus der Astronomie.


    Sehr viel kann aber eine Höhere Dichte von Wasserstoff nicht an der tendenz meiner Vermutung verändern. …
    Abgesehen davon aber scheint mir auch die Konstanz der Maßeinheiten nicht gegeben zu sein, wenn sich diese durch gravitation verändern liessen….
    Also im gekrümmten Raum ihre konstanten verändern/verlieren…

  23. #23 Franz_F
    Januar 22, 2011

    @threepoints
    bitte … es ist ja ganz unterhaltsam.. aber
    bitte lies dir doch mal die Arbeit durch, von der dir Ludmilla hier einen Link hinterlassen hat, bevor du noch irgendeine Vermutung von dir hier zum Besten gibst.

    Besonders Seite 283 (bzw. S. 27 im PDF) macht eigentlich schon alles klar.

    Du hast es mit Drücken von 4,5 * 10 ^12 Pa zu tun, die Dichte des METALLISCHEN (also festen Wasserstoff geht von 1,1 – 4 g/cm^3 die Temperatur liegt bei 2 * 10^4 K ist also zu niedrig damit sich der Wasserstoff wieder als idealses (komprimierbares) Gas verhalten könnte.
    (In der Sonne ist der Wasserstoff im Kern durch die hohe Temperatur wieder ein ideales Gas und damit steigt dort die Dichte im Kern auf ca 160 g /cm^3.)
    Damit zur ursprünglichen Frage: Ja es ist durchaus vorstellbar, dass sich auch Gasriesen ohne dem Vorhanden sein von Gesteinskernen bilden können. Z.B. wenn es noch überhaupt keine schweren Elemente gibt. Gesteinskerne verkürzen aber den Prozess erheblich, aber der Gesteinskern muss nicht unbedingt riesen gross sein.
    Wenn genug Material (H/He) vorhanden ist, dann wird das so stark verdichtet, dass der Planet weiter wächst durch das Aufsammeln von Materie.
    Und Raumkrümmung, Konstanz der Masseinheiten etc., das Geschwafel kannst gleich mal vergessen. Wir sind bei der Planetenbildung in einem Bereich, wo relativistische Effekte keine grosse Rolle spielen.

  24. #24 threepoints...
    Januar 22, 2011

    Naja, ich binja mal froh, das es eine ausführlichere Antwort gab. Weniger erfreulich der Hinweis auf mein bestes….was ich gebe.

    Mich wundert es, das auf einmal relativistische Effekte keine Rolle mehr spielen sollen – also bei diesem Thema gerade. … wo doch sonst alles SRT-bereinigt ist….

    Achso …:

    “… keine grosse Rolle spielen.”

    Sind sie woanders relevant, dann auch hier.

    “… dass sich auch Gasriesen ohne dem Vorhanden sein von Gesteinskernen bilden können. Z.B. wenn es noch überhaupt keine schweren Elemente gibt.”

    -> Das ist aber schon eine ganze Weile her, dass das passieren hätte können. Weshalb ich einen Kern aus anderem Material vermute. Das es im Sonnensystem so noch abgelaufen sei… scheint mir nicht wahrsheinlich. Obwohl, vielleicht ohne Kernmasse, aber mit unterschiedlicher Materie (etwa Staub) vermengt….

  25. #25 Ludmila
    Januar 23, 2011

    @threepoints:
    *Seufz* Wir wissen ziemlich gut, wie die Planetenentstehung abgelaufen ist:
    Klicke-di-Klick

    Ei gucke mal do. Ja, da gab es Staub bei der Planetenentstehung. Ist das nicht fein? Und inwiefern Staub jetzt um Himmels Willen “andere” Materie sein soll ( ich vermute mal Du meinst mit “andere Materie” mal Gas) erschließt sich mir echt nicht.

    Desweiteren wäre es echt schön, wenn Du Dir angewöhnen würdest, Deine Gedanken in ganzen Sätzen und möglichst ohne Fachwörter zu formulieren. Ach und denk daran, dass die allermeisten Menschen nicht in Deinem Kopf sitzen. Also formulier Deine Gedanken bitte verständlich.

    Ach und noch etwas. Vermutungen interessieren mich herzlich wenig. Begründe Deine Schlussfolgerungen. So wischi-waschi Aussagen wie “das war aber lange her” (was und wie lange?) oder “das ist aber unwahrscheinlich” (was? Und im Vergleich zu was? Und wie unwahrscheinlich? Und welche Belege hast Du?)

    Weniger erfreulich der Hinweis auf mein bestes….was ich gebe.

    Dir irgendwelche Sachen aus Google und Wikipedia zu suchen und die Arbeit, wo Du echt was lernen könntest,zu ignorieren, das ist Dein “Bestes”? Eingeschnappt zu reagieren, wenn mensch Dir noch mal nahe legt, Dir vielleicht das echte Wissen auch mal anzueignen, das ist Dein “Bestes”? Alle richtigen Hinweise mit “ne, das kann ich mir nicht vorstellen” abzubügeln, das ist Dein Bestes?

    Erste Grundregel in der Wissenschaft: Bereit sein auch Fehler einzugestehen und sich sagen zu lassen “Öh, das stimmt so nicht, weil xyz”. Wenn Du dazu nicht bereit bist, dann brauchst Du hier nicht zu kommentieren.

  26. #26 Ludmila
    Januar 23, 2011

    @threepoints:

    Mich wundert es, das auf einmal relativistische Effekte keine Rolle mehr spielen sollen – also bei diesem Thema gerade. … wo doch sonst alles SRT-bereinigt ist….

    SRT und ART sind hier in erster Näherung zu vernachlässigen. Keine Ahnung, was Du mit “alles” meinst, das angeblich SRT bereinigt ist. Und was soll denn diese folgende Aussage bitte heißen?

    Sind sie woanders relevant, dann auch hier.

    Ey, in Deinem Schlafzimmer ist Oxidation auch relevant. Heißt das jetzt automatisch, dass dieser Effekt auch dann automatisch überall auf der Erde Relevanz hat? Selbst in ner Vakuumkammer? Oder unter sauerstofffreier Schutzatmosphäre? Wohl kaum.

    Ein Effekt hat dann Relevanz, wenn die Rahmenbedingungen entsprechend sind. Das kann mensch oft berechnen, ob und wann SRT Relevanz hat. So mit Zahlen und Gleichungen und so.

  27. #27 threepoints...
    Januar 23, 2011

    “Ach und denk daran, dass die allermeisten Menschen nicht in Deinem Kopf sitzen.”

    -> Dazu hätte ich noch ganz andere Fragen … ich komme mir vor wie ein Android….
    Und schon wieder diese kryptischen Formulierungen, die echt kein Mensch versteht. Wenn Du nicht verstanden werden willst, dann lass das halt mit der Kommunikation.
    “Dir irgendwelche Sachen aus Google und Wikipedia zu suchen und die Arbeit, wo Du echt was lernen könntest,zu ignorieren, ..”

    -> Weil mein englisch eben nicht das beste ist. Aber das passte euch ja gut, … denn dann würde ich drei Wochen beschäftigt sein, um mir die Übersetzung zu erstellen.
    Ach Gottchen, Lernen ist echt schwer? Und dauert? Nein, echt jetzt? Was hast Du denn bitte erwartet? Instant-Lernen? Hast Du Dir echt eingebildet, dass Dir die Leute hier in einem Kommentar das beibringen, wofür wir selbst Jahre gebraucht haben? Sonst geht es Dir aber gut.
    Aber irgendwann muß ichs wohl tatsächlich machen … müssen. Wirds mit dem Englischen sonst nicht besser.
    Bravo. Immerhin ein Schritt auf dem Weg zu echtem Wissen! Nur weiter so!
    Achso, wenn ich mir was nicht vorstellen kann, dann habe ich eine wissenschaftliche Aussage gemacht, die euch beeindrucckt und als Maßgabe für euer weiteres Vorgehen angewandt wird? Wir sind lediglich auf Deine Gedanken eingegangen. Die halt leider oft falsch sind. Und wir haben Dich darauf hingewiesen. Wenn es Dir nicht Recht ist, dass andere Leute auf Deine Kommentare eingehen, dann lass es.
    Jedenfalls habe ich nichts ernsthaft als Gegeben behauptet, sondern…. vermutet.
    Das stimmt schlicht nicht. Du hast Behauptungen aufgestellt, die sachlich falsch sind. Kann jeder hier nachlesen. Und jetzt spielst Du die “Joker”-Karte “hehe, war alles nur Spaß/Vermutung”.Worauf ich gerne bereit bin, mich belehren zu lassen. Ich warte geradezu darauf. Mein Ironie-Meter ist gerade explodiert. Meine Fresse, da wird jeder Hinweis ignoriert oder abgebügelt, aber Du bist bereit Dich belehren zu lassen. Ist klar. Aber da kam noch nichts erlechtendes, als Papers in Englisch – leider.Ja, sorry, das ist nun mal das Beste Werk zum Thema, das ich kenne und das online frei zugänglich ist. Ich hab Dir auch freigestellt, in ne Bibliothek zu gehen und ein Buch auszuleihen. Du erwartest doch von uns echt nicht eine komplette Vorlesung hier? Einige von uns müssen arbeiten und ansonsten setzt Dich halt in ne Vorlesung an ner Uni.

    Ein Glück habe ich schon reichlich über studierte Dekadenz gelacht,… da ist es nicht so tragisch, sie wieder einmal zu erkennen.
    Aber wenn mir solche Vorwürfe gemacht wurden … wo kommt denn dieses bemängelte merkwürdige verhaltensmuster her?
    Oh Mann und schon wieder diese gekränkte Eitelkeit weil andere Leute es wagten zu sagen “Öh, das stimmt so nicht. Lies doch mal das hier nach.”
    Egal… darauf brauch ich auch keine Antwort – weil vorhanden.

    Du hast oben eine schöne und sicher eine wissenschaftlich haltbare und exakte Artikelreihe oben erstellt. Wenn du und leider nur wenige andere es nicht machen würden, dann könnte ich daran keine Anregung finden. Was soll das jetzt?Zuckerbrot und Peitsche?Aber die Kommentare scheinen dich aus der Fassung zu bringen. Wow. Küchenpsychologie. Das liebe ich ja so sehr…nicht.Ich habe schon viele Kommentarbereiche gesehen. Ja und? Wer hat erwartet, das auch der kommentarbereich wissenschaftlich unanfechtbar sein muß…?Ja ne , wer kann erwarten, dass in einem Scienceblog selbst in den Kommentaren wissenschaftliches Denken propagiert werden könnte. Wer kann auch ahnen, dass hier selbst in den Kommentaren nicht der größte Schwachsinn im Brustton der Überzeugungen unwidersprochen abgegeben werden kann? Unfassbar, dass threepoints hier nicht in Ruhe alles mögliche behaupten kann, ohne von *igitt* Wissen behelligt zu werden. Und das von dem Typen der ein paar Sätze vorher behauptet, dass er so gerne belehrt werden möchte.
    Und vor allem, das es an beschimpfung grenzen muß, wenn etwas nicht “stimmt”….
    Ja sorry, wir leiden alle ein bisschen unter dem SIWOTI-Syndrom hier. Es gibt so viel Scheiße im Internet, da will ich zumindest hier ein Mindestmaß an Qualität wahren. Warum? Weil es mein Blog ist. Darum.

  28. #28 threepoints...
    Januar 24, 2011

    DIESER BEITRAG WURDE MODERIERT

    -> Hat du die alleinige Lizenz dazu? Denn sowas sehe ich nur hier. Oder die anderen können das nicht … oder machen sich nicht die Mühe..?
    Jetzt, wo ich darüber nachdenke (über Form und Strukutr – und der Aufwand, den es bedarf) fällt es mir auch an deinen Beiträgen auf. Das unterscheidet sich nämlich bei dir von den meisten hier im Portal. Eigendlich ist es ja ein Lob – aber ich werde wohl auch damit wieder anecken.

    “Unfassbar, dass threepoints hier nicht in Ruhe alles mögliche behaupten kann, ohne von *igitt* Wissen behelligt zu werden. … Und das von dem Typen der ein paar Sätze vorher behauptet, dass er so gerne belehrt werden möchte.”

    -> Naja, Die Lehre und das Lernen sind schon eine Sache…. Täte es bei mir funktioniert haben, wie es sich der Mensch vorstellt, dann täte ich her wohl auch nicht “querschiessen”… wüsste ich es dann doch und würde erhaben sein .. über manch kommentar.

    Ich bestelle wohl besser die Kommentarbenchrichtigung ab. Dies ist eine Sackgasse…
    So, threepoints…Ich möchte Dich bitten hier nicht mehr zu kommentieren. Das hier ist nicht der threepoints..plappert vor sich hin-Blog. Also tschüß!

  29. #29 roel
    Januar 24, 2011

    @Ludmila Carone Wie lange wird ein Stern gezielt beobachtet, um festzustellen, ob er einen (mehreren) Planeten hat?

  30. #30 Ludmila
    Januar 24, 2011

    @roel: Das hängt davon ab, wie lange der andere Planet für einen Umlauf braucht, wenn denn einer vorhanden ist, wie stark der Stern flackert, wie weit weg der Stern ist, wieviel Teleskopzeit mensch kriegt etc. Kann Jahre, Jahrzehnte, Jahrhunderte dauern.

  31. #31 roel
    Januar 24, 2011

    @Ludmila So meinte ich das nicht. Wenn Sie nach einem Planeten suchen, schauen Sie sich einen Stern gezielt an. Sie werden nicht Jahrhunderte einen einzigen Stern beobachten sondern sich einen vernünftigen Zeitramen geben oder (wenn Ihnen Teleskopzeit zugewiesen wird) geben lassen. Dieser Zeitramen interessiert mich. Wieviel Zeit nehmen Sie sich für einen Stern?

  32. #32 Ludmila
    Januar 24, 2011

    @roel: Ja sorry, kein Mensch geht hin und sagt “so, ich entdecke jetzt mal einen Planeten und das dauert jetzt so und so lange.” So funktioniert dieses Dings namens Wissenschaft nicht.

    Also noch mal ganz langsam von vorne.

    Ich hab erklärt, wie mensch z.B. mit der Transitmethode erst mal einen Planeten findet. Mensch sieht sich verschiedene Sterne z.B. jeweils 150 Tage an und hofft was zu finden. Wenn genügend Sterne (so 10 000) angeschaut werden, sind die Gewinnchancen recht gut. Und von den Sternen mit Planeten sucht mensch sich jetzt die interessantesten aus. Meist die Sterne, die am nächsten sind, weil die am besten zu beobachten sind oder Sterne mit felsähnlichen Planeten, weil die halt unseren Sonnensystem am ähnlichsten sind. Und mit mensch meine ich Astronomen weltweit. Die Daten sind publik und jede Astronomin weltweit kann sagen: Ich will mal hinschauen und z.B. vielleicht einen weiteren Planeten entdecken. Meist kriegt die Astronomin ein paar Nächte hier und ein paar Nächte da. Und sie ist nicht die einzige. Weitere Astronomen nutzen auch ihre Zeit. Die Daten werden dann kombiniert und irgendwann wenn mensch Glück hat, entdeckt er oder sie einen weiteren Planeten. Ich weiß von Leuten, die über 10 Jahre immer hier und da mal mit Teleskopen nachgeschaut haben, bis sie genügend Daten zusammen hatten, um die Entdeckung eines Planeten dingfest zu machen. Es ist ja nicht so als ob die Leute nur diesen einzelnen Stern anschauen und nix anderes. Wissenschaftler arbeiten oft an verschiedenen Sachen gleichzeitig. Und diese Art zu Arbeiten hört nicht irgendwann auf. So nach dem Motto:”So der Stern ist abgegrast, da schauen wir nie wieder hin”. Wir bauen ja auch auf dem Wissen früherer Generationen auf. D.h., dass irgendwann in 100 Jahren oder mehr zukünftige Astronomen ihre Daten mit denen der vergangenen Jahre und Jahrzehnte auswerten und aufgrund dessen einen Planeten entdecken werden oder auch nicht. Weil dieses Geschäft namens Wissenschaft nie abgeschlossen sein wird und sich nie auf eine einzige Person beschränken wird. Und es gibt dafür auch keine Garantie. Aber das macht meist nichts, weil die Daten dann eben für andere Sachen genutzt werden, die auch spannend sind. Was für den einen Müll ist, ist für die andere schon wieder ne wertvolle Datenquelle.

    Daher ist die Antwort auf Ihre Frage: “So lange wie es eben dauert.” Ist doch nicht so schwer zu verstehen, oder?

  33. #33 roel
    Januar 24, 2011

    @Ludmila Wenn es so nett beschrieben wird, ist es einfach zu verstehen!