Die Suche nach einer zweiten Erde (?)

Präsentation zum Thema: "Die Suche nach einer zweiten Erde (?)"—  Präsentation transkript:

1 Die Suche nach einer zweiten Erde (?)
Extrasolare Planeten - Die Suche nach einer zweiten Erde (?) 20. Dezember 2006 Dipl.-Phys. Ansgar Gaedke, Hamburger Sternwarte

2 Überblick Was ist ein Planet ? Weshalb suchen wir nach Planeten ?
Entdeckungsmethoden Eigenschaften der Planetensysteme Zukünftige Projekte

3 Was ist ein Planet ? Definition (IAU 2006) für unser Sonnensystem
i) Umlaufbahn um die Sonne ii) hydrostatisches Gleichgewicht (nahezu rund) iii) unmittelbare Umgebung im Orbit frei von anderen Körpern i+ii : Zwergplanet, i : Small Solar System Body

4 Was ist ein Planet ? Definition (IAU 2003) für extrasolare Planeten
Umlaufbahn um einen Stern Masse zu gering für Wasserstoff-Fusion

5 Wie ist das Sonnensystem entstanden ?
© 1999 John Wiley and Sons Inc.

6 Welche Arten von Planeten gibt es ?

7 Welche Sterne gibt es und wieviele haben Planeten ?
Sonne

8

9 Wieviele davon sind alt & stabil genug, um Planeten
in der habitablen Zone zu haben ?

10 Ist die Entstehung von Leben möglich ?
... ?

11 Wie kann man extrasolare Planeten entdecken ?
Radial- geschwindigkeit Astrometrie Transit Microlensing ©

12 Radialgeschwindigkeit
Bewegung um gemeinsamen Schwerpunkt

13 Radialgeschwindigkeit
Blau / Rot-Verschiebung des Spektrums

14 Radialgeschwindigkeit
Umlaufperiode P Radialgeschwindigkeit vR aPl3  P2 G M* 4p2 ( 3. Kepler'sches Gesetz ) MPl sin i  v* M* vPl ( untere Massengrenze ) RV-Signal: Jupiter – Sonne ~ 13m/s Erde – Sonne ~ 9cm/s !!!

15 High-Accuracy Radial-velocity Planetary Searcher (HARPS)
3.6m Teleskop, ESO La Silla (Chile) R= , s=1m/s, Iod + Th Lampe

16 Radialgeschwindigkeit
51Peg b, 0.468MJup 4.23 Tage, 0.05 AE

17 Radialgeschwindigkeit
0.033MJup 8.7 Tage 0.079 AE 0.038MJup 31.6 Tage 0.19 AE 0.058MJup 197 Tage 0.63 AE HD69830 b, c & d

18 Radialgeschwindigkeit
UMa b, 2.6MJup, 1083 Tage, 2.11 AE

19 Astrometrie d MPl aPl a ~ M* d tangentiale Bewegungskomponente
Stern "wackelt" durch Bewegung um gemeinsamen Schwerpunkt d a MPl aPl M* d a ~ + aus Sicht von  Cen (d  4.3 Lichtjahre): Jupiter: 5.4AE, ~12 Jahre  ~7.7mas Erde: AE, Jahr  ~4.5µas Vergleich: 1mas = 10-3 °/3600 ~ 1€ auf 2000km

20 Transit-Methode kein Transit Transit max. Transit

21 Transit-Methode SuperWASP La Palma & Südafrika TrES

22 Transit-Methode Merkur- & Venustransit und Sonnenfinsternisse Merkur
Sonnenflecken ©

23 © L.Shield www.wavelengthphotography.com.au
Microlensing Stern Sonne a Beobachter © L.Shield

24 Microlensing

25 Microlensing (Nature 439, 2005)

26 Vergleich der Methoden
Methode Reichweite sensitiv für ... Astrometrie < 15 Pc M  MJupiter Radialgeschwindigkeit < 100 Pc M  MJupiter Transit > 1 kPc große RPlanet Microlensing > 10 kPc M  MErde Selektionseffekte: unterschiedliche Sensitivität vorrangig Suche bei sonnenähnlichen Sternen  sehr viele, relativ schmale Spektrallinien für RV  habitable Zone ähnlich in unserem Sonnensystem

27 Eigenschaften extrasolarer Planetensysteme

28 Eigenschaften extrasolarer Planetensysteme

29 Eigenschaften extrasolarer Planetensysteme
elliptische Bahnen

30 Mehrfachsysteme vs. Sonnensystem
ein wenig Statistik bisher 209 Planeten 21 Mehrfachsysteme davon 14 mit 2 Planeten 5 mit 3 Planeten 2 mit 4 Planeten

31 Mehrfachsysteme vs. Sonnensystem
ESPs Sonnensystem 0.02 AU ≤ a ≤ 5 AU 0.4 AU ≤ a ≤ 30 AU vs. 1d ≤ P ≤ 15d P > 80 Tage vs. elliptische Bahnen (nahezu) kreisförmige Bahnen vs. MPlanet > MJupiter (sehr) heiße Jupiter Migration ?!

32 Satelliten-Missionen
COROT, ESA Kepler, NASA Start 2009 TPF, NASA Start ca. 2015

33 ENDE

34 Zum Nachschlagen auszugsweise: www.abovehorizon.de
arxiv.astroph/ / exoplanets.org/ vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/ (Extrasolar Planets Encyclopedia) wmthemes.jessanderson.org ...

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