Neuer Planet gefunden. Aber wie ?

Question

Sachverhalt:

Diese Woche kam in den Nachrichten, dass Forscher aus Zürich und Cambridge einen neuen „Exoplaneten“ gefunden haben. Der ist laut Nachrichten 21 Lichtjahre (hirnrissige Dimension) entfernt und soll hauptsächlich aus Aluminium und Silizium bestehen.

Hab den Link gefunden:

https://www.news.uzh.ch/en/articles/2018/Exoplanets.html

Frage:

1. Wie ist es möglich einen Planeten zu finden, aus dieser Entfernung müsste doch die gesamte Galaxie in welcher der Planet ist als ein einziger Lichtpunkt erscheinen. Auch mit den besten Teleskopen.

2. Wie weiss man, dass ein Planet der 21 LJ entfernt ist aus Silizium und Aluminium hauptsächlich besteht.

Ich bin ein Erstsemester Mathe/Physik-Student, falls ihr etwas mathematisch erklären wollt kann ich es bis zu dem Studium entsprechendem Niveau „verstehen“.

Answer 1

Guten Morgen,

die Nachtschwärmer sind heimgekehrt :)).

Zu deinen Fragen:

Ein Astronom würde mit Sicherheit eine Entfernung von 21 Lichtjahren als galaktische Nachbarschaft bezeichnen :). Auch sollte man nicht die Leistungsfähigkeit hochmoderner Teleskope unterschätzen.

Dennoch, neue Planeten zu entdecken ist per se schwierig, da sie nunmal über keinerlei Leuchtfähigkeit verfügen und entschieden kleiner sind als ihr jeweiliger "Heimatstern". Sehr klar im Vorteil sind hierbei junge Planeten, also Planeten, die im tektonischen Bereich eine immer noch starke Aktivität aufweisen und dementsprechend hohe Temperaturen erzeugen, was dazu führt, dass sie im Infraroten, also im Bereich der Wärmestrahlung, relativ gut ausfindig gemacht werden können. Meines Wissens nach ist aber heutzutage immer noch die Transitmethode am erfolgversprechendsten. Man beobachtet dabei, wie Planeten (von der Erde aus gesehen) an weit entfernten Sternen vorbeiziehen und sie dadurch leicht verdunkeln. Helligkeitsabweichungen dieser Art sind messbar. Ereignet sich eine solche Abdunklung periodisch, erhöhen sich die Chancen für die Entdeckung eines neuen Planeten.

Was die chemische Zusammensetzung eines Planeten betrifft, so ist die Spektroskopie sicherlich das wichtigste Hilfsmittel der Astrophysiker. Man erstellt ein Spektrum des kompletten Systems vor und nach dem "Entschwinden" des Planeten hinter seinem Stern und kann auf diese Art und Weise diejenigen Spektrumsanteile, die allein auf den Planeten zurückgehen, herausfiltern. Viel oder wenig Licht in unterschiedlichen Farbbereichen geben dann Aufschluss über seine chemische Zusammensetzung.

In Bezug auf Spektroskopie, Spektrallinien und chemische Elemente dürfte folgender Link für den Anfang hilfreich sein:

https://scilogs.spektrum.de/relativ-einfach/astronomische-beobachtungen-spektrallinien-teil-1/

Viele Grüße :)

Comments

Super, danke !

Also ich stelle mir das so vor, unter der Annahme (ich wusste das  bisher nicht) dass Teleskope im All genug nahe und ohne sogenannte Störungen die es hier in der Atmosphäre gibt einen Stern beobachten können schauen die Teleskope einen bestimmten Stern an der mit einer bestimmten Helligkeit leuchtet.

Danach, weicht seine helligkeit etwas von seiner Ursprungshelligkeit ab, (Irgend ein Objekt stellt sich zwischen Teleskop und dem leichtenden Stern)  dieses Phänomen wiederholt sich periodisch. Also muss dieses Etwas was vor dem Stern ist, sich immerwieder vor dem Stern stellen,

Aha ! Womöglich kreist dieses Objekt um den Stern.

Aha! Es könnte ein Planet sein der um diesen Stern in seiner bestimmten Bahn kreist.

Aha! Der Stern ist eine Sonne !

Das ist jetzt vereinfacht nachvollzogen, aber es ist wohl trotzdem eine Herausforderung einen Planeten zu finden unter der Voraussetzung, dass sich sowieso alles auseinander bewegt und somit auch die Rotverschiebung die Helligkeit beeinflusst. Ich denke dass die Helligkeit mit der Rotverschiebung auch abnimmt.

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Ich denke dass die Helligkeit mit der Rotverschiebung auch abnimmt.

Ja, die Helligkeit des von einem Stern empfangenen Lichts nimmt laut Energiesatz mit dem Quadrat der Entfernung ab.

Vielleicht sollte man noch ergänzen, dass die individuelle Leuchtkraft, also die Eigenstrahlung eines Sterns zusätzlich die Intensität der Helligkeit bestimmt. Damit will ich ausdrücken, dass ein schwach leuchtender Stern, der sich in unserer kosmischen Umgebung befindet, weitaus heller erscheint als ein äußerst leuchtkräftiger Stern in großer Entfernung.

Ich finde es übrigens total faszinierend, dass man immer wieder bei Sternen, die die gleiche Leuchtkraft aufweisen, eine nahezu identische Charakteristik ihres Lichtspektrums erkennen kann. Wenn ich mich nicht irre, dürfte diese Erkenntnis auf Edwin Hubble zurückgehen.

A propos Hubble: Deine Vorstellung über Teleskope solltest du wirklich überdenken ;)). Das Weltraumteleskop Hubble hat bis dato den tiefsten Blick in den Kosmos geworfen, große Planeten vor unbekannten Sternen entdeckt und Galaxien in über 10 Milliarden Lichtjahren Entfernung enthüllt. Hubble kann dazu sichtbares Licht, Infrarot- und Ultraviolett - Strahlungen empfangen, Spektrometer die Farbe von Sternen analysieren und somit einen Einblick in die jeweils charakteristische Verteilung der Spektrallinien erlauben. Eine schier unbegreifliche technische Meisterleistung...

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Interessant und sehr faszinierend ! :)