Auf der Suche nach der zweiten Erde I. Sterne und ihre Planeten

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1 Auf der Suche nach der zweiten Erde I. Sterne und ihre Planeten Max Camenzind Kleine Akademien

2 APOD: Herz- und Seelennebel

3 Gesucht: 2. Blaue Erde / ISS

4 Warum suchen wir Exoplaneten? Eine der ältesten Fragen der Menschheit: Sind wir allein im Universum? Ist unser Planetensystem einmalig? Es gibt 300 Mrd. Sterne in der Milchstraße Die meisten haben < 2 Sonnenmassen Planetensysteme entwickeln sich fast immer Ist unser Sonnensystem der Normalfall? Die Suche nach Planeten ist eine experimentelle Herausforderung.

5 Michel Mayor ExoPlanet Ein Mediensturm brach 1995 über Mayor herein. Nach sechs Monaten habe ich aufgehört, die Interviews zu zählen

6 51 Pegasi b 1. ExoPlanet Heißer Jupiter / P = 4,23 Tage!

7 51 Pegasi ist Nachbarstern der Sonne!

8 Team: Didier Queloz & Michel Mayor Astronomie ist Teamarbeit!

9 Die Konkurrenz hatte weniger Erfolg

10 M. Mayor 1995 Bestätigung durch Butler & Marcy 1997

11 Themen 1+2 Das Sonnensystem sehr geordnet und damit extrem stabil ist es der Standardfall? Wir unterscheiden 4 Typen von Planeten. Instrumente des Astronomen. Die Sonne ist einer von vielen Sternen wo sind unsere Nachbarn zu finden? Geschichtliches zur Planetensuche. II. Methoden der Entdeckung. II. Aktueller Forschungsstand: Kepler-Daten. II. Zukünftige Missionen: Plato, TESS, II. Wann entsteht Leben?

12 Milchstraße auf Emberger Alm

13

14 Milchstraße in Chile / Paranal

15 Andromeda unsere Schwester

16 Milchstraße von der Seite

17 Milchstraße 300 Mrd. Sterne Jeder Stern hat Planetensystem Blaue, weiße & rote Sterne Die Sonne ist einer von ihnen!

18 Milchstraße sieht ungefähr so aus Wir sind hier!

19 Unser Planetensystem 1 Sonne 8 Planeten Zwergplaneten Mio. Asteroiden Monde Kuiper Gürtel

20 Die Sonne ist ein gelber Stern

21 Ein Stern ist ein selbst-gravitierender selbst-leuchtender Gasball mit Kernfusion im Innern Radius R Masse M Farbe blau rot Temperatur T eff Leuchtkraft L Atmosphäre Chemische Zusammensetzung H, He, C, N, O, Fe Was ist ein Stern? Sonne Standard: Radius: km Masse: 1,988x10 30 kg Farbe: gelb G2V Temperatur: 5777 K Leuchtkraft: 3,846x10 26 W Absolute Helligkeit: 4,83 mag Chem. Häufigkeiten: H: 92,1 %; He: 7,8 % O: 500 ppm; C: 230 ppm Ne: 100 ppm; N: 70 ppm

22 Sonne Die Sonne am am Flecken SDO

23 Sonne/Apod

24 Die Sonne am Zur Zeit fast ohne Flecken Sonnenfleckenzyklus 11 a

25 Die Sonne gewinnt ihre Energie aus Kernfusion: Wasserstoff wird in Helium fusioniert. Das reicht für 12 Mrd. Jahre Sonnenschein. Energie wird von Oberfläche abgestrahlt. So funktionieren alle Sterne.

26 4 Klassen von Planeten 4 Gesteinsplaneten Super-Erden fehlen im Sonnensystem 4 Gasplaneten Erd-ähnlich Super-Erden Jupiter-artig Neptun-artig

27 Super-Erden fehlen im SS Radius: 1,25 2,2 Erdradien Masse: 2,0 10 Erdmassen

28 Was ist eine Super-Erde? Wir definieren Erd-ähnlich zwischen 0,5 and 2,0 Erdmassen (0,8 R E to 1,3 R E ) und große terrestrische Planeten als zwischen 2 to 10 Erdmassen (1,3 R E to 2,2 R E ) Super-Erden. Planeten mit Massen unter 0,5 M E nahe der HZ verlieren wahrscheinlich ihre lebenswichtigen Atmosphären wegen ihrer geringen Gravitation und des Fehlens von Plattentektonik. Planeten mit über 10 M E (R>2,2 R E ) werden als giant Cores betrachtet (Uranus und Neptun). Diese Planeten attraktieren Wasserstoff-Helium Atmosphären und werden daher zu Gas-Riesen wie Jupiter und Saturn.

29 Erde - Super-Erde Mittlere Dichte = 5,515 g/cm³ Mittlere Dichte < 5,515 g/cm³

30 Neptun-artige Planeten M Neptun = 17 M E = M J /18

31 Neptun Atmosphäre: Wolken Atmosphäre: H, He, CH 4 Mantel: Wasser, Ammoniak Kern: Rocky, Erd-ähnlich Mittlere Dichte = 1,638 g/cm³ = Super-Erde von ~1,5 M E

32 Jupiterartige Planeten M Jupiter = 318 M E = 0,001 M S

33 Darf ich vorstellen: Jupiter Masse: 0,1% Sonne Radius: 0,1 Sonne Dichte: 1,326 g/cm³ Temperatur: C Albedo: 0,52 Abstrahlung: 335 PW Magnetfeld: 1400 µt Wasserstoff: 90% Helium: 10,2% Methan: 0,3% Rotation: 9h 55m Inklination: 3, Halbachse: 5,3 AE Umlaufzeit: 11a 315d Exzentrizität: 0,048 # Monde: 67

34 Jupiter vom Südpol Differentell rotierende Streifen

35 Atmosphäre Wasserstoffgas Flüssiger Wasserstoff Metallischer Wasserstoff Gesteinskern = Super-Erde von ~ 15 M E Mittlere Dichte = 1,326 g/cm³

36 Sturm auf Saturn ~ alle 20 Jahre Saturn Hat über 60 Monde

37 Saturnmond Iapetus/Cassini Mission

38 Saturnmond Enceladus/Apod

39 Saturnmond Enceladus/Cassini/Apod

40 Jupiter im Visier

41 Besuchen Sie folgende Web Juno mission website: On the NASA website:

42 Die vielen Gesichter von Jupiter

43 Welche Sonden bisher bei Jupiter?

44 Video: Suche nach Exoplaneten

45 Was ist Habitable Zone? Wasser G K M Zu heiß Zu kalt für Leben

46 K2V Leuchtkraft in % Sonnenleuchtkraft 5,7 d 12,4 d 18,2 d 122,4 d 267,3 d Entscheidend Solarkonstante! Lisa Kaltenegger 2013 Solarkonstante in % der Erd-Solarkonstante

47 ExoPlanet Kepler-452b Erdartig

48 Habitable Planeten 2014

49

50 Teleskope der Hobby-Astronomen

51 3,5-m-Teleskop Calar Alto wird heute zu Planetensuche verwendet

52 Am 28. September 1979 wurde das Deutsch-Spanische Astronomische Zentrum bzw. das Centro Astronomico Hispano-Aleman in Andalusien (kurz CAHA oder Calar-Alto- Observatorium) durch König Juan Carlos I. von Spanien offiziell eröffnet. Auf dem 2168 Meter hohen Berg Calar Alto in der Sierra de los Filabres stand damit Deutschlands Astronomen und ihren spanischen Kollegen erstmals ein Observatorium zur Verfügung, mit dem sie nach den beiden Weltkriegen wieder an die Weltspitze der astronomischen Forschung aufschließen konnten, geleitet vom Max-Planck-Institut für Astronomie.

53

54 Subaru Teleskop auf Mauna Kea

55

56 Das Weltraum-Teleskop Hubble ist seit 1990 im Orbit und wird 2018 durch JWST abgelöst

57 Kepler Telescope NASA

58 Von der Sonne bis alpha Centauri

59 Sonne Proxima Centauri Alpha Cen A Alpha Cen B

60

61 Unsere nächsten Nachbarn + P ExoPlanet? Periode = 3,236 d Achse = 0,04 AE

62 Proxima Centauri b 1 Jahr dauert nur 11 Tage

63 Unsere Nachbarn bis 12 LJahre

64 Nachbarsterne der Sonne 20 LJ

65

66 70 % aller Sterne sind Rote Zwerge Alle haben Planeten

67 Zustand Exoplanetensuche: 2016: 3000 Exoplaneten in 1250 Systemen

68 Zusammenfassung Es gibt ca. 300 Mrd. Sterne in der Milchstraße Die meisten von diesen weisen Planetensysteme auf. Interessant sind nur Sterne mit einer Masse unter 2 Sonnenmassen, da sie sonst zu kurz leben (mindestens ein paar Mrd. Jahre). 70 % aller Sterne in Sonnenumgebung sind Rote Zwerge mit M < Sonnenmasse/3. Exoplaneten werden heute in 4 Kategorien eingeteilt: Erdartige, Super-Erden, Neptun- und Jupiterartige Gasplaneten. Wesentlich ist der Begriff der Habitablen Zone.

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