Gestern habe ich über das “direct imaging” -. also die direkte Beobachtung – von extrasolaren Planeten berichtet. Und da ich ja an der Sternwarte Jena direkt an der Quelle bin* (mit Markus Mugrauer, Ralph Neuhäuser und Tobias Schmidt sitzen die (Mit)Entdecker der potentiellen Planeten von GQ Lupi und CT Cha quasi gleich am Schreibtisch nebenan) habe ich die Chance genutzt, sie mal zu diesem Thema zu befragen.

Mit Markus Mugrauer habe ich über die Chancen und die Probleme des direct imaging gesprochen; Tobias Schmidt hat mir dann genaueres über die kürzlich entdeckten potentiellen Planeten der Sterne 1RXS J160929.1-210524 und CT Cha erzählt.

Direct Imaging

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Hallo Markus! Fast alle der über 300 bekannten Planeten wurde ja mit Radialgeschwindigkeitsmessungen bzw. Helligkeitsmessungen (Transitmethode) der Sterne entdeckt. Wird direct imaging irgendwann so erfolgreich bei der Planetensuche werden wie die indirekten Methoden?

Die direkte Detektion eines Planeten, also dessen Abbildung neben seinem Mutterstern stellt eine viel grössere Herausforderung dar als die heute bereits erfolgreichen indirekten Planeten-Detektionsverfahren. Bei der direkten Planetendetektion muss eine sehr hohe
räumliche Auflösung und zudem ein extrem hoher Kontrast erreicht werden. Dies ist heute mit Teleskopen der 10m-Klasse in Kombination mit einer Adaptiven Optik bereits möglich. Planeten mit mehreren Jupitermassen in Orbits mit einigen dutzend Astronomischen Einheiten Radius um sehr junge Sterne können bereits detektiert werden. Da Planeten recht schnell auskühlen und dunkler werden ist ihre Detektion um alte Sterne dagegen heute noch nicht möglich.

Der Bau grösserer Teleskope wie z.B. das Extremely Large Telescope (ELT)  mit verbesserter adaptiver Optik kann dann aber Planeten auch eng am Stern detektieren; sicher jedenfalls um junge Sterne. Weltraummissionen wie DARWIN (geplant für 2015) können Planeten auch um alte Sterne herum finden. Wie man sieht wird das aber noch eine ganze Weile dauern. Dann ist aber sicher direct imaging genauso erfogreich wie die indirekten Methoden – wenn man animmt dass enge heisse jupiterähnliche Planeten genauso häufig sind wie normale jupiterähnliche Planeten.

Kann man eine Prognose abgeben, wann nun wirklich der erste echte Planet um einen sonnenähnlichen Stern direkt gesehen wird?

Das ist vielleicht schon passiert. Es gibt heute bereits eine Hand voll guter Kandidaten. Das Problem ist hier jedoch die Bestimmung der Parameter dieser Objekte. Hauptproblem ist, dass Alter und Entfernung des Sterns meist nicht sehr präzise bekannt sind. Die Masse wird zudem aus Modellen bestimmt, bei denen nicht getestet werden kann ob sie die Eigenschaften der Objekte wirklich genau beschreiben. So sind die abgeleiteten Masseangaben noch nicht sehr exakt und hängen zudem vom verwendeten Modell und dem Alter der Sterne ab.

Könnten außerirdische Astronomen mittels direct imaging auch die Planeten in unserem Sonnensystem sehen?

Ja. Wie bereits oben erläutert: wenn sie entsprechende Satellitenmissionen durchführen bzw. Grossteleskope mit sehr guter adaptiver Optik bauen können sollten sie auch die Planeten der Sonne sehen können (jedenfalls die Gasriesen)

Wieso haben eigentlich andere Sterne Planeten, die so weit von ihrer Sonne entfernt sind und unsere Sonne nicht?

Nun, wir kennen ja nur genau ein Sonnensystem das so aufgebaut ist wie unser eigenes aber bereits mehr als 250 in denen Planeten ganz weit innen vorkommen (“heiße Jupiter”). Dies ist der Fall da die indirekten Nachweismethonde besonders empfindlich auf diese Art von Planeten reagiert. Umgekehrt ist direct imaging besonders sensitiv bei Planeten die weit von ihrem Stern entfernt sind da diese einfacher direkt zu beobachten sind als die nahen Planeten. Man kann deine Frage also sogar erweitern und fragen warum die anderen Sterne Planeten haben die so extrem nahe bzw. so weit entfernt sind und unsere Sonne aber nicht.
Um aber auf die gestellte Frage zu antworten – da gibt es zwei Theorien:

Erstens: die Planeten sind auf sehr exzentrischen Orbits die sie weit weg vom
Stern führen, wo sie sich relativ lange aufhalten und dann von uns beobachtet werden können. Alle Planetenkandidaten die bisher gefunden wurden kreisen um junge Sterne die sich noch in Sternentstehungsregionen befinden. Da kommt es häufig zu engen Begegnungen zwischen Sternen und dabei können die Planetenbahnen stark gestört werden. Das führt zu exzentrische Umlaufbahnen. So könnte auch unsere Sonne einmal einen so weit entfernten Planeten gehabt haben der dann später aus dem Sonnensystem heraus geschleudert wurde.

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Kommentare (10)

  1. #1 isnochys
    19. September 2008

    *lach*
    Keine Kommentare?
    hmm..tl;dr?
    :)))))

  2. #2 florian
    19. September 2008

    @isnochys: Tja, wenn im Text “LHC” nicht vorkommt, dann interessiert es im Moment wohl niemanden. Dabei könnte man doch z.B. schön über die letzte Antwort von Tobias diskutieren: Was ist besser? Spektakuläre aber unbestätigte Entdeckungen gleich veröffentlichen? Oder abwarten und erst an die Öffentlichkeit gehen wenn alles abgesichert ist (auch mit der Gefahr, dass andere einem in der Zwischenzeit zuvor kommen).

    Ich könnte ja auch den Kanadiern Bescheid sagen, dass die Astronomen aus Jena hier öffentlich ihren Planeten bezweifeln – vielleicht gibts dann zumindest nen schönen Streit? Aber ob die deutsch können?

  3. #3 isnochys
    19. September 2008

    Planeten sind eben nicht sexy genug.
    Die fallen uns ja im Moment nicht aufn Kopf!
    🙂

    Aber ich fand, der Artikel war als Info recht schön, jedoch regt er mich nicht zur Diskussion an.
    Mehr als ..”hmm..das hab ich noch nicht gewußt” kann ich nicht sagen.
    Und wenn ich sowas immer in den Kommentaren schreibe, komm ich ja zu garnix mehr
    😉

    Tja, ich sags schon seit Jahren, Latein muß als Wissenschaftsprache eingeführt werden, dann haben die Kanadier auch keine Probleme mehr mit dem Lesen:)

  4. #4 Ludmila
    19. September 2008

    @florian: Dann mach ich mal den Anfang. Das Problem ist wohl Aufmerksamkeit contra Glaubwürdigkeit.

    Kandidaten gibt es viel mehr als echte Planeten und solange man immer wieder betont, dass es “nur” Kandidaten sind, ist es auch nicht falsch. Wenn es eben falsch ist, dann lässt man die Sache still und leise im Sand verlaufen. Who cares? Einige wenige Informierte könnten vielleicht die Nase rümpfen, aber sonst?

    Die andere Schiene birgt einige Gefahren, vor allem, wenn die Öffentlichkeit PR ala Amerika gewöhnt ist.

    Die Corot-Leute sind erst Anfang dieses Jahres mit einem Paper öffentlich gegangen, in dem sie ein paar Kandidaten rausgaben. Die hatten wohl Angst, weil die Community schon etwas von Scheitern der Mission murmelte. Weil die eben lieber auf Nummer sicher gehen. Was natürlich bedeutet, dass es dann lange Zeit still ist und die Öffentlichkeit nicht mitkriegt, dass hinter den Kulissen fieberhaft gearbeitet wird.

    Andererseits meinte ein Kollege von mir, dass es mit dem Wissen über Exoplaneten “draußen” eh nicht weit her ist. Es gibt sogar Naturwissenschaftslehrer, die irgendwie noch nicht mitbekommen haben, dass es überhaupt so etwas wie Exoplaneten entdeckt wurde. Viele sind völlig falsch informiert über den Stand der Forschung.

    Also ist ein bisschen mehr PR vor allem in Europa täte dem Feld durchaus gut.

  5. #5 florian
    19. September 2008

    @Ludmila: “Es gibt sogar Naturwissenschaftslehrer, die irgendwie noch nicht mitbekommen haben, dass es überhaupt so etwas wie Exoplaneten entdeckt wurde.”

    Ich hab auch schon viele Leute getroffen, denen nichtmal der Unterschied zwischen Stern/Planet/Galaxie klar war. “Exoplanet” macht für die dann gar keinen Sinn mehr.

    Ich hätte ja prinzipiell kein Problem damit auch vorläufige Ergebnisse öffentlich zu machen. Also im aktuellen eben: “Möglicher Planet direkt beobachtet” oder so. (Das war ja auch mehr oder weniger die Überschrift der Gemini-Pressemeldung). Das Problem ist halt dann, was die Medien aus diesen Meldungen machen. Da wird dann ganz schnell das “Möglicher” gestrichen und ne falsche Information verbreitet – und die Wissenschaftler sind wieder die blöden. Wir hatten damals noch in Wien ne Pressemiteilung rausgebracht. Wir hatten damals berechnet, ob in einem Exoplanetensystem rein dynamisch gesehen noch Platz für erdähnliche Planeten wäre. Das war der Fall und das haben wir auch so in die Mitteilung geschrieben. In den Zeitungen kam dann nur noch “Österreicher entdeckt erdähnlichen Planet” an.
    Das Problem ist halt, das in den Medien (und für die schreibt man ja Pressemitteilungen) nur das dramtische zählt. “möglicherweise” und “vielleicht” ist da uninteressant. Und um solche Mißverständnisse schon von Anfang an auszuschliessen, veröffentlichen eben viele Wissenschaftler anscheinend lieber keine vorläufigen Ergebnisse.

  6. #6 Ludmila
    19. September 2008

    @florian: Und genau dieser vorauseilende Gehorsam ist doch irgendwie albern. Wenn einige Journalisten nicht lesen können, dann ist das doch deren Problem.

    Klar, man sollte auch aufpassen, dass es nicht zu reißerisch rüberkommt bzw. bei bestimmten Reizwörtern aufpassen. Aber man kann doch nicht von vornherein Selbstzensur üben, weil es irgendjemand falsch verstehen könnte.

  7. #7 Florian Freistetter
    19. September 2008

    Ja, da geb ich dir recht! Aber für viele Leute scheint zu gelten: Lieber keine Nachrichten als falsche Nachrichten (in Amerika scheints genau andersrum zu sein)

  8. #8 Arno
    19. September 2008

    Wie ist denn die wissenschaftsinterne Vorgehensweise? Ab wann tauchen die bereits gesammelten Kenntnisse in Preprints, Konferenzvorträgen, etc. auf?

  9. #9 florian
    20. September 2008

    @Arno: Das ist ganz unterschiedlich. Sobald man einigermassen interessante Neuigkeiten hat, kann man im Prinzip anfangen sie unter die Leute zu bringen (Pressemiteilung, Konferenzvortrag, etc). Für eine echte Veröffentlichung muss das ganze dann aber natürlich ordentlich ausgearbeitet und abgesichert werden. Ist so ein Artikel dann einmal eingereicht dann veröffentlichen ihn viele auch gleich schon als preprint. Viele Wissenschaftler warten aber mit allem (Presse, preprint, Vortrag) solange bis sie einen akzeptierten Artikel vorliegen haben…

  10. #10 Hien Desnoyers
    26. Oktober 2012

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