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 Was wissen wir eigentlich über Gliese 581c?
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Seite: von 6

Caro
Astrophysikerin

Deutschland
5891 Beiträge

Erstellt am: 30.04.2007 :  14:27:31 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Caro's Homepage
Es rauschte mal wieder mächtig im medialen Blätterwald, und jede Tageszeitung, von BILD bis FAZ, hatte mal wieder ein astronomisches Thema auf der Titelseite im Angebot. Worum ging es? Um Gliese 581c, die neuentdeckte "Supererde". Was man da nicht alles zu lesen bekam: Von Wasser, das man auf dem Erdzwilling gefunden hätte, bis hin zu Spekulationen über mögliche Bewohner auf diesem Planeten, war alles dabei. Aber was ist eigentlich dran an der ganzen Sache? Skepsis ist hier durchaus angebracht, egal ob das Niveau der Zeitung nun eher am oberen oder am unteren Ende angesiedelt ist. Ähnliches gilt für Fernsehberichte oder aufbereitete Artikel von Internet-News-Seiten.

Und wie findet man das nun heraus? Zurück zu den Wurzeln! Ursprung der ganzen Euphorie ist eine Pressemitteilung der europäischen Südsternwarte ESO, in der über die Entdeckung eines extrasolaren Planeten, den bis dato erdähnlichsten, berichtet wird (http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2007/pr-22-07.html). Daß man einen Planeten mit ungefähr fünf Erdmassen, dem 1.5fachen Erdradius und einer Umlaufszeit von 13 Tagen um einen einfachen kleinen roten Stern entdeckt hat, der schon seit 2005 als Mutterstern eines neptunähnlichen Planeten bekannt ist, heißt es dort. Und was ist nun mit Wasser auf dem Planeten, und mit den Aliens? Zwischen 0 und 40°C sollen die Temperaturen auf dem Planeten liegen, und eine Oberfläche könnte er haben. Kein Wort davon, daß man Wasser oder irgendwelche anderen interessanten Verbindungen bereits nachgewiesen hätte, Funksignale von möglichen Bewohnern schon gar nicht.

Wer noch tiefer gräbt, findet in dieser Pressemitteilung den Verweis auf die Originalveröffentlichung, dem sie zugrundeliegt. Wobei es sich in diesem Falle um einen sogenannten Preprint handelt, also ein Fachartikel, der noch gar nicht wirklich veröffentlicht wurde. Der Artikel wurde eingereicht bei Astronomy & Astrophysics, einer durchaus seriösen und glaubwürdigen astrophysikalischen Fachzeitschrift. Eingereicht heißt aber noch nicht druckfertig. Solche Artikel durchlaufen einen Begutachtungsprozeß, der hier noch nicht abgeschlossen ist. Lesen kann man das ganze aber dennoch schon, dann mal los (www.unige.ch/~udry/udry_preprint.pdf" target="_blank">http://obswww.unige.ch/~udry/udry_preprint.pdf). Der Artikel kommt als Teil 11 einer Serie von Artikeln über die Entdeckung extrasolarer Planeten mit dem HARPS Instrument (http://www.ls.eso.org/lasilla/sciops/3p6/harps/) daher. HARPS steht für High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, wir haben es also mit einem hochauflösenden Spektrographen zu tun, der Planeten mithilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode finden soll und auch fleißig tut.

Wie funktioniert das noch eigentlich? Bei der Radialgeschwindigkeitsmethode werden Planeten nicht direkt beobachtet, sondern man mißt Bewegungseffekte, die die Anwesenheit des Planeten auf den Mutterstern hat. Der Planet umkreist nämlich den Stern nicht nur einfach, sondern beide umlaufen den gemeinsamen Schwerpunkt des Systems. Die Bewegung des Sternes dabei läßt sich messen, indem man die Position von Spektrallinien in seinem Spektrum sehr exakt vermißt. Durch den sogenannten Dopplereffekt scheint die Wellenlänge einer Spektrallinie nämlich verschoben, wenn sich der Stern, der das Licht aussendet, auf uns zu oder von uns wegbewegt. Während des Umlaufs des Planeten folgt diese Verschiebung einer sinusförmigen Kurve. Aus der Form der Kurve erhält man direkte Auskunft darüber, wie lang der Umlauf des Planeten dauert, mit welcher Geschwindigkeit sich der Stern bewegt, und ob die Bahn kreisförmig ist. Mit Hilfe des Gravitationsgesetzes kann man dann die Planetenmasse bestimmen. Die Sache hat noch einen nicht ganz unwichtigen Haken: Die Methode mißt nur die direkte Bewegung auf uns zu oder von uns weg. Das heißt, bei einem Planetensystem, auf das wir "von oben" draufschauen, messen wir gar nichts, schauen wir "auf die Kante" der Umlaufbahn, erhalten wir den größten Effekt. Die Wirklichkeit liegt dann meist irgendwo dazwischen, die Planetenbahn ist irgendwie geneigt, und der Neigungswinkel üblicherweise unbekannt. Als Folge davon müssen die berechneten Planetenmassen mit dem Sinus des Inklinationswinkels multipliziert werden, und die berechneten Massen sind immer nur untere Grenzen, der wahre Wert kann viel höher liegen.

Solche Messungen hat man auch mit Gliese 581 angestellt. Die daraus resultierenden Radialgeschwindigkeitskurven sind die einzigen Messungen, die über die neue Supererde vorliegen, und hier sind sie:

Nehmen wir zuerst die obere Kurve. Jeder einzelne Meßpunkt Zeitpunkt-Radialgeschwindigkeit gehört zu einem Spektrum. An diese Meßpunkte wird dann die Sinuskurve angepaßt und es ergeben sich die Planetendaten. Genau das hat man im Jahre 2005 mit 20 Meßpunkten von Gliese 581 schon getan, und einen Planeten mit etwa Neptunmasse gefunden (http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2005/pr-30-05.html). Schon damals deuteten Abweichungen in den Daten an, daß sich dort noch weitere Planeten verbergen könnten, und so hat man 30 weitere Spektren aufgenommen. Mit nun 50 Meßwerten kann man auf die suche nach diesen Planeten gehen. Die mittlere Grafik zeigt die Radialgeschwindigkeitskurve, wenn man den Effekt des ersten, großen Planeten herausrechnet. die Meßfehler der Datenpunkte sind jetzt deutlich erkennbar, trotzdem hat man auch hier wieder einen sinusförmigen Verlauf, die Signatur unserer Supererde. In der dritten Kurve wagen es die Entdecker dann, einen dritten Planeten in das System hereinzurechnen. Schließlich ergeben sich die oben genannten Werte für Umlaufdauer uns Masse der Supererde. Den Radius allerdings muß man abschätzen, verwendet wurde dafür ein Modell, daß den Radius anhand der Masse abschätzt. Solche Modelle haben üblicherweise jede Menge zusätzlicher Parameter, die das Resultat beeinflussen, hier wäre das zum Beispiel die genaue Zusammensetzung des Planeten. Daher kann man mit Sicherheit davon ausgehen, daß der endgültige Zahlenwert eine Unsicherheit von einem Faktor größer als 2 hat.

Und was ist nun mit Wasser auf dem Planeten? Aus der Umlaufdauer ergibt sich der Abstand des Planeten von seinem Zentralstern. Damit kann man jetzt beginnen, weitere Eigenschaften des Planeten zu modellieren. Der Stern Gliese 581 ist ein M-Stern, also kühler als die Sonne. Die Energieabstrahlung von Sternen aller Art kann man heutzutage mithilfe von aufwendigen Sternatmosphärenmodellen relativ gut vorhersagen. Lassen wir also unser M-Zwerg-Modell seine Umgebung bestrahlen, dann ergibt sich, wie stark der Stern den Planeten aufheizt. Auch ein solches Modell hat wieder jede Menge unbekannter Faktoren, zum Beispiel die genaue Zusammensetzung der Planetenatmosphäre und sein Abstrahlvermögen (die Albedo). Nimmt man zum Beispiel solche Modell her, und wendet es auf die Planeten unseres Sonnensystems an, kommen gerne mal Temperaturen heraus, die um einen Faktor 10 oder größer verkehrt sind, so groß sind hier die Unsicherheiten. Nichtsdestotrotz kann man wohl sagen das unser Freund Gliese 581c von den bislang bekannten extrasolaren Planeten noch derjenige mit den besten Chancen auf flüssiges Wasser ist, auch wenn aus den abgeschätzeten Temperaturen schnell sibirsche Minusgrade oder das Treibhaus der Venus mit ihren 500°C werden können, zieht man alle Unsicherheiten in Betracht.

Die Existenz von flüssigem Wasser ist das Hauptkriterium für die Positionierung eines Planeten in der sogenannten habitablen Zone, da ist Gliese 581c abgesehen von der Erde im Moment der einzige bekannte Kandidat, auch wenn noch genauere Messungen den Planeten schnell aus diesem Bereich herauskatapultieren könnten. Wer über eventuelles Leben auf dem Planeten spekulieren möchte, sollte immer bedenken, daß es abgesehen von dem dünnen Streifen, in dem sich die Planetenbahn um den Zentralstern befinden darf, noch jede Menge weiterer K.O.-Kriterien gibt. Wie wichtig die Atmosphärenzusammensetzung ist, sieht man ja schon an den Körpern in unserem eigenen Sonnensystem. Ein ganz entscheidener Faktor, der Gliese 581 zu einem ziemlich unwirtlichen Ort macht, ist auch die Frage seiner Tageslänge. Abgeleitet von den bekannten Bahnparametern wird der Planet ziemlich sicher (genau weiß man das natürlich nicht) gebunden rotieren, das heißt, dem Mutterstern immer dieselbe Seite zuwenden. Das bedeutet, daß eine Hälfte des Planeten immerfort beleuchtet und aufgeheizt wird, während die andere in andauerndem Schatten liegt. Je nach Aufbau des Planeten und seiner Atmosphäre selber gleicht sich dies duch heftige Winde aus oder auch nicht. Alles in allem ist Gliese 581 mit ziemlich hoher Wahrscheinlichkeit ein recht lebensfeindlicher Ort. Nichtdestotrotz von allen bekannten extrasolaren Planeten immer noch der mit den wohl annehmbarsten Bedingungen.

Wie könnte man mehr über Gliese 581c erfahren? Das wird sehr schwer werden. Natürlich kann man im Spektrum des Sterns nach bestimmten Signaturen (z.B. Wasser oder organische Moleküle) suchen, aber das wird sehr sehr schwierig werden, denn der Stern selbst kann diese Signaturen teilweise auch aussenden. Gliese 581c ist auch kein Transit-Planet, während des Umlaufs des Planeten kommt es nicht zu einer Bedeckung. Wäre das der Fall, könnte man ein Differenzspektrum mit und ohne Bedeckung zu bilden und so versuchen, das reine Licht des Planeten zu erhalten. Auch eine direkte Abbildung wird in absehbarer Zeit wohl noch nicht zu machen sein. Bleibt also nur, mit Radioteleskopen in Richtung des Sternbilds Waage nach Signalen fremder Zivilisationen zu lauschen...

Bearbeitet von: Caro am: 30.04.2007 14:30:37 Uhr

Deanna_Troy
Boardcounselor

Österreich
723 Beiträge

Erstellt  am: 30.04.2007 :  14:46:02 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Deanna_Troy's Homepage
Eine ausgezeichnete Zusammenfassung. Vielen Dank Caro.

LLAP Deanna

2 Dinge bedrohen ständig die Welt: die Ordnung und die Unordnung (Paul Valery)

Bearbeitet von: am:
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Jogi
Anbieter

Deutschland
3648 Beiträge

Erstellt  am: 30.04.2007 :  15:35:02 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Jogi's Homepage
Danke für deinen Beitrag, irgend sowas in der Art habe ich mir schon fast gedacht.

In einer zeitung habe ich sogar gelesen, das jetzt alle anstrengungen unternommen werden, dort hin zu fliegen.

www.modellbau-kessler.de
Meine Ausstattung:
Celestron 150/750 Auf EQ6, und 200/1200 Einarmeigenbaudobson
Russentonne ( the one and only Weitwurftonne) 10/1000
Canon EOS 400D
12" F5 Dobson.

Bearbeitet von: am:
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dyingsunshine
Senior im Astrotreff

Luxembourg
159 Beiträge

Erstellt  am: 30.04.2007 :  15:40:28 Uhr  Profil anzeigen  Besuche dyingsunshine's Homepage
Kann ich mich nur anschließen. Eine ausgezeichnete Zusammenfassung. Danke vielmals für die Mühe

Gruß,
Christophe

Dobson GSO 10"
TS10x60 Fernglas
www.deepsky.zeus.lu

-Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher...-

Bearbeitet von: am:
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silbi
Meister im Astrotreff

Deutschland
767 Beiträge

Erstellt  am: 30.04.2007 :  15:48:23 Uhr  Profil anzeigen
hey Caro,
Du hast Dir viel Mühe gemacht mit dieser Zusammenfassung,
und ich schließe mich den lobenden Worten meiner Vorredner an.

aber:
bedenken wir auch, daß diese nüchterne Betrachtungsweise nur wenige Menschen vom Hocker reißt,
und nur die (ja nicht auszuschließende) Ergänzung:
"dort könnte es ja Aliens geben"
macht die ganze Sache für die meisten Leute interessant.

Grüße von Silbi* * ** * * * * * * * * the sky is my heaven ! * * * * * * * * * * * * * * * * *

Bearbeitet von: silbi am: 30.04.2007 22:14:43 Uhr
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traxwave
Meister im Astrotreff

Deutschland
534 Beiträge

Erstellt  am: 30.04.2007 :  15:57:25 Uhr  Profil anzeigen
Hi Caro,

schönen Dank für den überaus informativen Beitrag. Und schon habe ich wieder was gelernt.

CS Rüdiger


Bearbeitet von: am:
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silbi
Meister im Astrotreff

Deutschland
767 Beiträge

Erstellt  am: 30.04.2007 :  19:59:52 Uhr  Profil anzeigen
"Eines ist klar", so ESO-Astronom Henri Boffin in einem Gespräch mit Telepolis: "Der neu entdeckte erdähnliche Planet um Gliese wird einer der ersten sein, den Darwin später anvisiert!"

http://www.heise.de/bin/tp/issue/r4/dl-artikel2.cgi?artikelnr=25144&mode=print

Nähme Darwin die Erde aus einer Entfernung von 25 Lichtjahren ins Visier, könnte er mithilfe seines Spektrographen deutliche Hinweise auf dortiges Leben finden. Bild: ESA



Grüße von Silbi* * ** * * * * * * * * the sky is my heaven ! * * * * * * * * * * * * * * * * *

Bearbeitet von: am:
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Fomalhaut
Meister im Astrotreff

Deutschland
325 Beiträge

Erstellt  am: 30.04.2007 :  20:03:56 Uhr  Profil anzeigen
Sehr Informativ und eine vernünftige Darstellung des Sachverhalts. Du hättest Wissenschaftsjournalismus studieren sollen :) .

CS Jan
________________________
6" F5 Newton auf Gussmontierung
7x50 Fernglas

Bearbeitet von: am:
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camelobardalis
Senior im Astrotreff

Österreich
215 Beiträge

Erstellt  am: 01.05.2007 :  09:44:09 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Caro,
hast Du echt super geschrieben!

Schöne Grüße

Markus

Bearbeitet von: am:
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Gamma Ray
Altmeister im Astrotreff

Österreich
5702 Beiträge

Erstellt  am: 01.05.2007 :  13:21:05 Uhr  Profil anzeigen


Sehr interessanter und informativer Beitrag! Danke!

Gruss

Gerhard

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silbi
Meister im Astrotreff

Deutschland
767 Beiträge

Erstellt  am: 02.05.2007 :  09:35:12 Uhr  Profil anzeigen
wir wollen doch, daß sich mehr Leute für die Astronomie interessieren.
Und wir sollten uns für dieses Ziel ein wenig bei den Leuten orientieren, die Profis sind auf diesem Gebiet,
zum Beispiel die Leute, die das APOD machen.

mit solchen Bildern

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap070502.html

kommt man dem ziel näher.
Es haben schon viele spechtler berichtet (auch hier bei astrotreff), daß sie über schwärmerische Vorstellungen von bewohnten fremden welten zur astronomie gekommen sind,

und wir sollten unsere Jugendträume nicht verleugnen.


Grüße von Silbi* * ** * * * * * * * * the sky is my heaven ! * * * * * * * * * * * * * * * * *

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matss
Flüchtling im Astrotreff

Mitteleuropa
5595 Beiträge

Erstellt  am: 02.05.2007 :  09:39:31 Uhr  Profil anzeigen  Besuche matss's Homepage  Sende matss eine ICQ Message
Moin Silbi,
Zitat:
Original erstellt von: silbi
und wir sollten unsere Jugendträume nicht verleugnen
auf keinen Fall sollten wir das.

Allerdings sind solche Bilder derart spekulativ, dass man dies unbedingt sehr deutlich dazuschreiben sollte.

Ich denke, Caro war es bei der Initiierung dieses Themas auch wichtig, reine Vermutungen auf bekannte Fakten zu reduzieren.

Viele Gruesse

Matthias

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Maurice
Altmeister im Astrotreff

Netherlands
2841 Beiträge

Erstellt  am: 02.05.2007 :  09:52:29 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:

Explanation: How might a sunrise appear on Gliese 581c? One artistic guess is shown above. Gliese 581c is the most Earth-like planet yet discovered and lies a mere 20 light-years distant. The central red dwarf is small and redder than our Sun but one of the orbiting planets has recently been discovered to be in the habitable zone where liquid water could exist on its surface. Although this planet is much different from Earth, orbiting much closer than Mercury and containing five times the mass of Earth, it is now a candidate to hold not only oceans but life enabled by the oceans. Were future observations to confirm liquid water, Gliese 581c might become a worthy destination or way station for future interstellar travelers from Earth. Drawn above in the hypothetical, the red dwarf star Gliese 581 rises through clouds above a calm ocean of its planet Gliese 581c.


Quelle: Heutige APOD.

Es ist zwar Englisch, aber wenn man es hier mit reinzieht sollte man wenigstens den vergleichweise einfachen Text auch verstehen.

Ich hab mal ein paar der orangen Wörter übersetzt:
könnte - künstlerische Vorstellung - könnte existieren - könnte werden - hypothetisch ....

Das APOD-Team nimmt im TEXT also selber jedliche Ansprüche auf Richtigkeit weg. Also lesen hilft!

Gruß,

Maurice

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Caro
Astrophysikerin

Deutschland
5891 Beiträge

Erstellt  am: 02.05.2007 :  10:01:47 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Caro's Homepage
Hey silbi,

matss hat recht. Die Intention meines ersten Posts war es, einfach mal die Sachlage zusammenzufassen und jegliche Spekulationen außen vor zu lassen. Dir sollte ja auch klar sein, daß ich eher zu den Auf-dem-Teppich-bleibern zähle.

Du hast natürlich recht, daß sich über solche Themen viele Interessierte an die Astronomie heranführen lassen. Und das zieht dann seine Kreise: An der Uni habe ich das so erlebt, viele Leute beginnen ein Physikstudium, weil sie sich für astronomische Themen begeistert haben. Da ist überhaupt nichts Verkehrtes dran. Die Probleme beginnen immer dann, wenn völlig unbedarfte Leute nur die Schlagzeilen lesen. Dann heißt es ganz schnell, "ach, die haben ja schon Planeten mit Wasser drauf gefunden, und die Bewohner kontaktieren wir ja dann demnächst"

Caro

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matss
Flüchtling im Astrotreff

Mitteleuropa
5595 Beiträge

Erstellt  am: 02.05.2007 :  10:05:56 Uhr  Profil anzeigen  Besuche matss's Homepage  Sende matss eine ICQ Message
Hallo Maurice,
Zitat:
Original erstellt von: Maurice
Es ist zwar Englisch, aber wenn man es hier mit reinzieht sollte man wenigstens den vergleichweise einfachen Text auch verstehen.

Ich hab mal ein paar der orangen Wörter übersetzt:
könnte - künstlerische Vorstellung - könnte existieren - könnte werden - hypothetisch ....

Das APOD-Team nimmt im TEXT also selber jedliche Ansprüche auf Richtigkeit weg. Also lesen hilft!
Hat irgendwer den Text dort nicht verstanden?

Mein Posting bezog sich darauf, wie man HIER IM ASTROTREFF mit Spekulationen umgehen sollte.

Also: Nicht zuviel hineininterpretieren hilft


meint - Matthias

Bearbeitet von: am:
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StefanSeip
Altmeister im Astrotreff


3997 Beiträge

Erstellt  am: 02.05.2007 :  10:06:57 Uhr  Profil anzeigen
Caro,

Zitat:
Original erstellt von: Caro"ach, die haben ja schon Planeten mit Wasser drauf gefunden, und die Bewohner kontaktieren wir ja dann demnächst"


zu spät. SIE haben uns schon kontaktiert.

Guter Beitrag übrigens von Dir!

Grüße
Stefan

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