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Vortrag über Planetenbahnen in Doppel- und Mehrfachsternsystemen

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Präsentation zum Thema: "Vortrag über Planetenbahnen in Doppel- und Mehrfachsternsystemen"—  Präsentation transkript:

1 Vortrag über Planetenbahnen in Doppel- und Mehrfachsternsystemen
Von Julian Janker am

2 Gliederung 1. Was ist ein Doppelstern
1.2 Die Entstehung von Doppel-/Mehrfachsternsystemen 1.3 Allgemeines über Mehrfachsternsysteme 2.1 Geschichte der Erforschung von Doppelsternen 2.2 Planetenbahnen in Doppel- und Mehrfachsternsystemen 2.3 Einteilung von Doppelsternen 3. Beispiele 3.1 Kepler 16-b 3.2 NN Serpentis 3.3 OGLE-2013-BLG-0341

3 1.1 Was ist ein Doppelstern?
- Zwei Sterne auf eigenen Bahnen um gemeinsamen Schwerpunkt - Sterne dürfen nicht zu weit auseinander stehen - Sowohl Ellipsenbahn als auch Kreisbahn möglich Bei gleich schweren Sternen Schwerpunkt zwischen Beiden Bei unterschiedlichem Gewicht Schwerpunkt näher an dem schwereren Stern

4 1.2 Entstehung von Doppelsternen
Gruppentstehung: Zwei Sterne so nahe aneinander dass sie sich anziehen Bei Verdichtung einer Gaswolke: Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit -> Abspaltung von Materie -> Entstehung zweier oder mehrerer Sterne mit geringer Entfernung zueinander -> Anziehungskräfte

5 1.3 Allgemeines über Mehrfachsternsysteme
50% aller Sterne Teil eines Mehrfachsternsystems - Meist Doppelsternsystem mit größerem/schwererem Hauptstern und kleineren/leichteren/dunkleren Begleiter Doppelsternsystem auch Binärsystem Dreifachsternsystem auch Trinärsystem Entdeckung Theta Orionis von Galileo Galilei -> Beginn der Erforschung der Mehrfachsternsysteme

6 1.3 Allgemeines über Mehrfachsternsysteme
Trinärsystem: - Doppelsternsystem im Mittelpunkt oder - Massiver Einzelstern im Mittelpunkt Tendenz zur Paarbildung - in Vierfachsternsystem meist 2 Doppelsterne Bekanntestes Doppelsternsystem: Mizar und Alkor Kepler 16-b ist das „erste unzweifelhaft bestätigte Beispiel eines Planeten der nicht einen, sondern zwei Sterne umkreist“ – Josh Carter, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

7 2.1 Geschichte der Erforschung von Doppelsternen
Erste Beobachtung eines Mehrfachsterns 1617 von Galileo Galilei: Trinärsystem Theta Orionis Giovanni Battista Riccioli 1650: beobachtet Mizar im Großen Bären -> Erstentdeckung eines Doppelsterns? -> nur scheinbarer Doppelstern Christian Mayer 1779: veröffentlicht Tabelle mit 72 Doppelsternen die er entdeckt hatte -> war allerdings nicht von deren Gravitation überzeugt Friedrich Wilhelm Herschel ab 1779: veröffentlicht 1782 einen Katalog mit 269 Mehrfachsternen Friedrich Georg Wilhelm Struve in Dorpat 1822: veröffentlicht in den flogenden 15 Jahren 3 Doppelsternkataloge

8 2.1 Geschichte der Erforschung von Doppelsternen
Königsberg 1838: Friedrich Wilhelm Bessel bestimmt die Parallaxe des Sterns 61 Cygni -> berechnete den Abstand des Sterns zu unserer Sonne auf elf Lichtjahre 1840 übernahm Johann Heinrich von Mädler die Arbeit seines Vorgängers in Dorpat: er berechnete erste Umlaufbahnen von Doppelsternen

9 2.2 Planetenbahnen in Mehrfachsternsystemen
Instabil aufgrund mehrerer Anziehungskräfte Planet wird meist aus dem System geschleudert oder wird in die Sterne gezogen

10 Möglichkeiten für stabile Planetenbahnen in Mehrfachsternsystemen:
Planetenbahnen des S-Typs Planetenbahnen des P-Typs

11 Planetenbahnen des S-Typs
- Beide Sterne bewegen sich in großen Abstand zueinander um den gemeinsamen Schwerpunkt -> schwache gravitative Einflüsse aufeinander - Planet kann dadurch eine stabile Bahn um einen der Sterne halten, weil er nur eine Gravitation erfährt

12 Planetenbahnen des S-Typs

13 Planetenbahnen des P-Typs
Beide Sterne umkreisen mit geringem Abstand zueinander den gemeinsamen Schwerpunkt Planet kreist mit großen Abstand um den Schwerpunkt des Systems -> erfährt Gravitationen als eins wegen der großen Entfernung zum Schwerpunkt und der geringen Entfernung zwischen den Sternen Sara Seagers Theorie: Entfernung Planet-Schwerpunkt mindestens siebenfache Entfernung Stern 1 – Stern 2 Kepler 16-b bewies dass der Abstand geringer sein kann, jedoch mindestens das dreifache

14 Planetenbahnen des P-Typs

15 2.3 Einteilung von Doppelsternen
„Scheinbare“ Doppelsterne Physische/“Echte“ Doppelsterne

16 „Scheinbare“ Doppelsterne
Keine Anziehungskräfte der Sterne aufeinander dank großer Entfernung Sehen von der Erde aus wie ein Doppelsternsystem Bsp. Mizar und Alkor

17 Physische/“Echte“ Doppelsterne
Sterne beeinflussen sich gravitativ Bsp. Kepler 16 im Sternbild Schwan Können durch Entdeckungsart weiter unterteilt werden

18 Visuelle Doppelsterne
Durch Teleskope, manchmal auch durch Auge zu erkennen Entdeckt durch Änderung des Winkelabstands Daten aus längerem Zeitraum werden in ein Polarkoordinatensystem eingetragen, wodurch sich eine ungefähre Ellipsenbahn erkennen lässt

19 Spektroskopische Doppelsterne
Bewiesen durch Dopplereffekt - Abstand der Sterne in der Regel relativ gering - Bahngeschwindigkeit sehr hoch - Spektrometer erfasst Radialgeschwindigkeit: Dopplereffekt erkennbar

20 Astrometrische Doppelsterne
Sterne umkreisen scheinbar leeren Raum Nur Primärstern zu sehen, Begleiter zu schwach Primärstern „wackelt“ aufgrund von Anziehungskräften

21 Photometrische Doppelsterne
Sterne nicht durch Teleskope trennbar Durch Steigen und Absinken der Helligkeit erkennbar

22 3.1 Kepler 16-b Auch Kepler 16(AB)-b
200 Lichtjahre von der Erde entfernt 33% der Jupitermasse 75% des Jupiterradius Umlaufperiode 229 Tage um System Kepler 16 „Es ist das erste unzweifelhaft bestätigte Beispiel eines Planeten der nicht einen, sondern zwei Sterne umkreist“ –Josh Carter, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

23 3.1 Kepler 16-b Sternbild Schwan Entdeckt durch Transitmethode 2011
Näher an den Sternen als durch Seager‘s Theorie erwartet Temperatur -100°C bis -70°C Planetenbahn Typ P

24 3.2 NN Serpentis Kurzform: NN Ser 1631 Lichtjahre entfernt
Besteht aus einem weißen und einem roten Zwerg Sternbild Schlange Zwei Planeten im System Beide Planeten Bahnen des P-Typs

25 3.2 NN Serpentis NN Serpentis (AB)-c: - 2213 Erdmassen
Tage Umlaufzeit NN Serpentis (AB)-d: - 553 Erdmassen Tage Umlaufzeit

26 3.3 OGLE-2013-BLG-0341 2 Sterne und 1 Planet
Entfernung: 2970 Lichtjahre Durch microlensing 2014 entdeckt 1,66-fache Masse der Erde Große Halbachse 0,7 AE Umlaufbahn des S-Typs Umlaufdauer 640 Tage

27 Quellen Siehe Facharbeit


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