1.2 Extrasolare Planeten
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- Maya Kästner
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1 1.2 Extrasolare Planeten Sind wir allein? Entdeckungsmethoden Kann sich Leben anderswo entwickeln? Reisen zu fremden Welten 1.2 Extrasolare Planeten (Folie 1/9) Planeten außerhalb des Sonnensystems Fundamentale Fragen unseres Weltbildes und der Astronomie Sind wir allein im Universum? Ist unser Planetensystem einmalig? Suche nach extrasolaren Planeten: Herausforderung an die Technik 1. Exoplanet um 51 Peg von Mayor und Queloz 1995 entdeckt Allgemeine Fragen zur Planetenentstehung Verbreiterung des Wissens: Massen der Planeten, erd- oder jupiterähnliche, Abstände zum Zentralstern, Bahnen, Zusammenhänge mit dem Zentralstern Globale Statistik (Okt. 2006): 170 Planetensysteme 198 Planeten 20 mehrfache Planetensysteme 1.2 Extrasolare Planeten (Folie 2/9)
2 Entdeckung extrasolarer Planeten Doppler-Effekt bei einem Stern mit einem Planeten Seit 1995 mehr als 210 extrasolare Planeten entdeckt Indirekte Methoden, vor allem Doppler-Effekt am Zentralstern Bewegung um einen gemeinsamen Schwerpunkt führt zu winzigen Verschiebungen von Spektrallinien Photometrie: Bedeckungen bei HD durch einen Planeten Allgemeine Eigenschaften zur Entstehung von Planetensystemen Planeten um zahlreiche Sterne, z.b. auch im Doppelsternsystem γ Cep Lichtkurve eines Planetentransits vor einem Stern 1.2 Extrasolare Planeten (Folie 3/9) Mehrfachsysteme Bislang (Okt. 2006): 20 beobachtete Mehrfachsysteme, i.e. extrasolare Planetensysteme 4 Planeten in sog. Habitablen Zonen, d.h. Temperaturbereich von flüssigem Wasser Abstände, Massen und Bahnelemente teilweise gänzlich von unserem Sonnensystem verschieden Sehr massereiche und dem Stern nahe stehende Planeten werden am leichtesten gefunden. Marcy et al. 2004, Liste von Exoplanetensystemen 1.2 Extrasolare Planeten (Folie 4/9)
3 Viele ungelöste Probleme NASA: Illustration, GL876 (2002) Allgemeine, quantitative Theorie der Planetenentstehung fehlt bislang Frage nach Einzigartigkeit unseres Planetensystems Ordnung oder Chaos in den frühen Planetenbahnen Rolle Jupiters als Ordnungsmacht, z.b. Titius-Bode-Reihe Anzahl erdähnlicher Planeten Bedingungen für die Existenz von Leben (Achsenneigung, Rotation, Kontinente, Erdmond, Gezeiten, ) Wichtigkeit von flüssigem Wasser NASA: Illustration, HD Extrasolare Planeten (Folie 5/9) Zusammenfassung: Stern- und Planetenentstehung Größenvergleich von Planeten, Braunen Zwergen und Sternen 1.2 Extrasolare Planeten (Folie 6/9) Sterne entstehen durch einen Gravitationskollaps aus interstellaren Wolken Planeten entstehen in protostellaren Akkretionsscheiben, kein direkter Kollaps aus dem interstellaren Medium Viele Details nach wie vor ungeklärt Verbesserung und Verbreiterung der Beobachtungsdaten notwendig Unterschiedlichkeit der Planeten (Masse, Entfernung zum Zentralstern, Exzentrizität, chem. Zusammensetzung, etc.) deutet auf Wechselspiel zahlreicher Prozesse
4 Kann sich Leben anderswo entwickeln? (1) Habitable Zone (bewohnbare Zone) Existenz von flüssigem Wasser Temperaturbereich: Grad Celsius Atmosphäre: Sauerstoff Ozonschicht (gegen UV-Strahlung der Sonne) Zeitliche Entwicklung des Zentralsterns (lang genug, zu heiß/kalt) Monde - Gezeiten? Magnetfeld Bahnstabilität Zeitliche Entwicklung der bewohnbaren (habitablen) Zone im Sonnensystem 1.2 Extrasolare Planeten (Folie 7/9) Kann sich Leben anderswo entwickeln? (2) Arecibo-Radioteleskop Interstellare Nachricht 1.2 Extrasolare Planeten (Folie 8/9) Leben auf Kohlenstoff- bzw. Siliziumbasis Unterschiedliche Schwerkraft Sind eventuelle 'intelligente' Bewohner schlau genug, sich nicht selbst durch Krieg oder Umweltverschmutzung zu vernichten? Anzahl der extrasolaren Planeten, mit technisch intelligenten Zivilisationen: Drake-Gleichung Interstellare Kommunikation: Arecibo-Teleskop
5 Reisen zu fremden Welten Proxima Centauri Größenvergleich der nächsten Sterne 1.2 Extrasolare Planeten (Folie 9/9) Entfernung zum nächsten Fixstern: 4.3 Lichtjahre = km (Proxima Centauri) Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit : 4,3 Jahre Reisezeit Raumschiff mit Raketenantrieb: Jahre Probleme: Zeitdilatation Tiefschlaf oder 'Generationen'-Raumschiff Energie für Antrieb und Lebenserhaltung
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Gruppenarbeit zum Thema Astronomie: Strecken- und Grössenverhältnisse in unserem Sonnensystem Fach: Schulstufe: Art der Gruppenarbeit: Dauer: Autoren: Betreuerin: Geographie Gymnasium und Sekundarschule