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Autor: Raumfahrer.net Redaktion / 08. Juli 2014, 11:09 Uhr

Falscher Alarm bei Gliese 581

Astronomen überdenken den Planetenreichtum des Sonnensystems Gliese 581: Effekte auf dem Stern selbst haben offenbar für die vermeintlichen Planetensignale gesorgt.

Quelle: The Habitable Zone Planet Finder / Pennstate University
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Immerhin wurde Exoplanet Gliese 581-b bestätigt, die Signale von Gliese 581-c und -e haben sich sogar noch verstärkt. Der Planet 581-d ist mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit einem Rotationseffekt des Sterns selbst zum Opfer gefallen, da die Signale nach einer methodischen Korrektur der Forscher unter der nötigen Auflösung waren. Auch Planet 581g existiert wohl gar nicht. Zu beachten ist dabei, dass die angenommene Rotationsperiode (ca. 66 Tage) ein Bruchteil der Sternrotationsperiode (130 Tage) ist. Das gleiche gilt für Gliese 581-g mit einer Periode von 33 Tagen.

Exoplaneten zu entdecken ist eine sehr delikate Aufgabe. Auch, wenn es fast täglich Meldungen von neuen Planeten gibt, die um entfernte Sterne kreisen, ist ihre Entdeckung noch lange kein Alltag. In den letzten Jahren wurden verschiedene Methoden entwickelt um Exoplaneten ausfindig zu machen, darunter direkte Methoden über hochgenaue optische Vermessung der Sterne und eher indirekte Methoden. Dazu gehören die vermessene Kreisbewegung, die Positionsvermessung der Sterne oder Messungen der Helligkeit der Sterne, vor denen ein Planet vorbeizieht.

Bildquelle

Bild vergrößernDieses Bild vom System Gliese 581 ist nun überholt - GJ 581d und GJ 581g (nicht abgebildet) gibt es wohl aber nicht.
(Bild: CC-BY-SA ESO)

Das System um Gliese 581 wurde mittels der Radialgeschwindigkeitsmethode bestimmt. Dabei werden Spektrallinien des Sterns über einen längeren Zeitraum beobachtet. Die Spektrallinien eines Sterns geben mittels des Dopplereffektes Auskunft darüber, ob sich der Stern auf uns zubewegt (blau verschoben) oder von uns weg (rot verschoben).

Moderne Instrumente können Verschiebungen im subpikometer-Bereich registrieren, was einer Genauigkeit für von wenigen Metern pro Sekunde gleichkommt. Werden nun periodische Bewegungen im Stern registriert, also Rot- und Blauverschiebungen mit wiederkehrenden Abbständen, kann man errechnen, welche Kräfte am Stern wirken müssen. Da bekannt ist, dass zwei massereiche Objekte um ihren gemeinsamen Schwerpunkt kreisen, können mit diesen Daten wiederum Rückschlüsse auf das Vorhandensein von Planeten gezogen werden.

Komplex werden die Bewegungen (und damit die Berechnungen) eines Sterns allerdings, wenn er von mehr als einem massereichen Objekt umkreist wird. Zusätzlich zu diesem Problem der Mehrdeutigkeit gibt es noch andere Phänomene, die diese Methode beeinträchtigen können. Zu nennen sind Messgenauigkeit, Rechenmethode, Sternentyp, Sternenaktivität und Rotationsperiode.

The Habitable Zone Planet Finder / Pennstate University

Bild vergrößernH-Alpha Absorption über die Radialgeschwindigkeit (skaliert)
(Bild: The Habitable Zone Planet Finder / Pennstate University)
Die Sternenaktivität von Gliese 581 (Spektralklasse M5) ist wohl bekannt und es sind viele Daten verfügbar. Man kann die Sternenaktivität in verschiedenen Spektralbereichen beobachten (z. B. Calzium Linien, Röntgenstrahlen, H-Alpha Linien etc.). Das Team der Pennsylvania State University um Paul Robertson konnte anhand dieser Daten auch die Rotationsperiode von 130 Tagen von Gliese 581 feststellen. Ebenfalls fanden sie eine Antikorrelation zwischen H-Alpha Emissionen und der Radialgeschwindigkeit.

Noch ist nicht verstanden, wie die Rotation von Sternen (sowohl die magnetischen Aktiviäten, als auch die Sonnenflecken) die Verschiebung der Spektrallinien hervorrufen. Aber man ist nun in der Lage, falsche Signale besser zu filtern und Kandidaten mit einem Vielfachen oder Bruchteil der Rotationsperiode ihres Sterns genauer zu untersuchen und ggf. als „falschen Alarm“ zu entlarven. Damit wurde die Entdeckung von Exoplaneten und hoffentlich einer zweiten Erde ein klein wenig alltäglicher gemacht.

Ist die Radialgeschwindigkeit hoch, sind die H-Alpha Linien schwach und umgekehrt (Abb 3.). Dies lässt auf einen direkten Einfluss der Rotationsgeschwindigkeit auf die Dopplermessungen schließen. Dieser Einfluss wurde nun in die vorhandenen Daten eingerechnet und ein korrigiertes Ergebnis veröffentlicht.

Autor: Stephan Keller

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