(CC) Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo, 2013
Mensch beachte, wie wenig Planeten ‘confirmed’ sind (wo zumindest die Masse bekannt ist oder/und andere Nicht-Planetenobjekte ausgeschlossen werden konnten) und dass die meisten Planeten ihren Stern in engen Umlaufbahnen ‘hot zone’ umkreisen.
Das ist der Preis, den wir für die schnelle Planeten-Volkszählung bezahlt haben. Um möglichst schnell und einfach, relativ viele Sterne abzugreifen, ließ mensch CoRoT und Kepler tief in einen relativ kleinen Teil des Sternenhimmels schauen. Das ist im Bild unten rechts zu erkennen. Es gilt: Je größer die Magnitude – scheinbare Helligkeit – desto leuchtschwächer, desto schwächer ist das Signal und desto weniger Informationen kommen dementsprechend von dem Stern und einem eventuell vorhandenen Planeten auf der Erde an.
NASA: (Links) Temperatur der beobachteten Sterne, (Rechts) Scheinbare Helligkeit (mit Keplers Augen gesehen)
Wie oben zu sehen ist, erscheinen die meisten der beobachten sonnenähnlichen Sterne recht leuchtschwach. Der Grund für den Helligkeitsunterschied ist hier vor allem die Entfernung der Sterne. Ein Teleskop deckt immer einen gewissen Winkel des Raumes ab wie im Bild unten dargestellt:
Je tiefer, wir in den Raum sehen, desto mehr Sterne sollten wir sehen. Schließlich ist der imaginäre Kugelradius Rc, auf dem sich die fernen Sterne befinden, viel größer als die nahen Sterne auf der Kugelschale mit Radius Ra.
In diesem Winkel befinden sich – wenn wir annehmen, dass die Sterne sich relativ gleichförmig verteilen und nicht verdeckt sind – mehr Sterne in großer Entfernung als solche in unmittelbarer Nähe. Wenn wir im Wald stehen, sehen wir auch nur 1-2 Bäume unmittelbar vor uns und desto mehr Bäume in größerer Entfernung.
Von daher ist es also klar, warum so viele Sterne sich bei Magnitude 16 häufen und kaum etwas bei 6 zu finden ist. Zwischen 6 und 16 geht die Helligkeit aber nicht nur ein bisschen sondern massiv in den Keller. Es geht hier um einen Faktor zehntausend zwischen 6 und 16.
Zumindest vor ein paar Jahren war es so, dass es bei Magnitude 15 schon extrem schwierig wurde selbst die Masse eines Hot-Jupiter-Planeten zu bestimmen. Nicht umsonst umkreisen die ersten nachgewiesenermaßen terrestrische Planeten, deren Massen auch bestimmt werden konnten, relativ leuchtstarke Sterne. Der Zentralstern von CoRoT-7bund Kepler-10b hat jeweils ungefähr Magnitude 11. Und selbst da war die Massenbestimmung zumindest bei CoRoT-7b ein mittleres Drama, weil der Stern dann auch noch die Frechheit hatte relativ variabel zu sein 🙂 Da gingen dann mal eben mehr als zwei Dutzend Bobachtungsnächte drauf, nur um sicherzustellen, dass es sich hier um einen Fels- und keinen Gasplaneten handelt und dann hatte ein Team sogar einen Ausreißer bei der Massebestimmung. Was unserer Meinung daran liegt, dass die Kolleginnen die Variabilität nicht vollständig bei der Auswertung berücksichtigt haben. Und hier ist ne relativ aktuelle Analyse zu dem Thema.
Beobachtungsnächte sind aber nun teuer und heiß umkämpft. So einen Aufwand kann mensch für ausgesuchte Objekte betreiben…Aber nicht für hundert oder gar tausend. Na ja, grundsätzlich ginge es natürlich, aber in dieser realen Welt in der Forschung und Entwicklung insgesamt noch nicht mal 3% des Bruttoinlandproduktes wert ist und in der ja noch andere Leute durch das Teleskop sehen wollen als Exoplaneten-Forscherinnen, geht es dann eben rein praktisch nicht.
Und nun?
Erst mal können wir mit dem arbeiten was da ist. Im Moment stürzen sich die Teams für eine genauere Analyse der Größe, Dichte, Zusammensetzung und Atmosphäre auf bekannte Planeten, die einen relativ hellen Stern umkreisen. Während ich in den letzten Jahren den Eindruck hatte, dass diese Charakterisierung relativ unkoordiniert erfolgte, denke ich, dass das Feld in der post-Kepler-Ära wachsen und sich vernetzen wird – untereinander und mit den beobachtenden Kolleginnen.
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