Objekt des Monats
Juli 2017
Exoplaneten

 
     
 

Schon lange hat sich der Mensch die Frage gestellt: „Gibt es Planeten außerhalb unseres Sonnensystems?“
Selbst noch vor drei Jahrzehnten konnten die Astronomen über Planetensysteme bei fremden Sternen nur spekulieren. Wie viel Sterne besitzen Planeten?
Mit verbesserten Methoden hat (z. B. das Weltraumteleskop Kepler) angefangen mehr als 150 000 Sterne nach Exoplaneten zu untersuchen.
Bisher hat man bei diesem Projekt bei jedem zweiten Stern einen Exoplaneten gefunden. Insgesamt wurde bis 2017 3500 Planeten entdeckt. Nur jeder sechste Exoplanet hat die Größe der Erde, was auch durch die noch nicht ausreichend empfindlichen Methoden und Instrumente zu erklären ist.
Die verschiedenen Nachweismethoden sind anfällig für Störungen, sodass ein Exoplanet erst sicher nachgewiesen ist, wenn ihn zwei Beobachter entdeckt haben oder der Planet mit zwei unterschiedlichen Verfahren gesichert worden ist.   

 
 

Beispiele für Sterne mit Planeten, die mit kleineren Instrumenten beobachtet werden können.

 
 

51 Pegasi

 
 

Um 51 Pegasi wurde 1995 von einer Gruppe Wissenschaftlern an der Universität Genf (Schweiz) der erste Exoplanet gefunden. Der Hauptstern 51 Peg ist ein 50 Lichtjahre entfernter sonnenähnlicher Stern (Spektraltyp G5V)  im Sternbild Pegasus. Seine scheinbare Helligkeit beträgt 5,49 mag, sodass er in dunklen Nächten gerade noch mit freiem Auge zu erkennen ist. Der Stern ist ein Gelber Zwerg.
Der Planet (51 Peg b) hat rund 0,46 Jupitermassen (146 Erdmassen) und umrundet den Stern in etwa 4,2 Tagen in einer Entfernung von nur 0,052 astronomischen Einheiten (AE) = 3 Millionen Kilometer. Zum Vergleich: Der Mond ist 0,4 Millionen Kilometer von der Erde entfernt.
Der Zentralstern erhielt 2015 von der IAU den Namen Helvetios, was sich auf die Helvetier bezieht, die einst in der heutigen Schweiz siedelten. Der Planet erhielt den Namen Dimidium. Der Name stammt aus dem Lateinischen und bedeutet "die Hälfte", was auf die mutmaßliche Masse des Planeten von rund einer halben Jupitermasse hinweisen soll.
Der Exoplanet wurde mit der Radialgeschwindigkeitsmethode am Observatorium Haute-Provence gefunden.   
Die Habitablen Zone von 51 Pegasi liegt zwischen 1,05 AE und 1,52 AE. Daher umkreist Dimidium seinen Zentralstern in einem zu geringen Abstand. Auf diesem Planeten würde Wasser sofort verdampfen.

 
   
  Lage von 51 Pegasi im Sternbild Pegasus  



 

16 Cygni

 
 

16 Cyg ist ein Dreifachstern, die Komponente A ist ein gelber Zwerg, Komponente C ist ein roter Zwerg, Komponente B umkreist beide in einem Abstand von 860 Astronomische Einheiten. Komponente B wird von einem Planeten (16 Cyg Bb) umkreist. Aufgrund seiner großen Masse wird angenommen, dass es sich um einen Gasriesen handelt. Er umkreist seinen Zentralstern in einem Abstand von 1,7 AE. Das System hat eine scheinbare Helligkeit von 6,2 mag, der Planet wurde mit derRadialgeschwindigkeitsmethode gefunden.  
Auch bei 16 Cyg B liegt die habitable Zone zwischen 1,04 und 1,5 AE, Deswegen liegt der Exoplanet knapp außerhalb der habitablen Zone.

 
   



 

55 Cancri  (rho1 Cnc)

 
  Der Kleine Stern ist mit einer Helligkeit von 5,95 mag im Sternbild Krebs gerade noch mit freiem Auge zu sehen.  
   
 

55 Cnc ist besteht aus zwei Komponenten:
Komponente A ist ein gelber Hauptreihenstern mit einer scheinbaren Helligkeit von 5,9 mag und ist in Durchmesser und Masse mit der Sonne vergleichbar.  
Komponente B besitzt eine scheinbare Helligkeit von nur 12,7 mag.
Im Orbit um Komponente A wurden fünf Planeten gefunden:

Name des Planeten Große Halbachse [AE] Umlaufzeit [Tage] Masse [MErde] Entdeckungs Jahr
55 Cnc b, Galileo  0,120 14,65 260 1996

55 Cnc c, Brahe

0,240 43,93 54 2002

55 Cnc d, Lipperhey

5,770 5218 1200 2002

55 Cnc e, Janssen

0,038 0,73 11 2004

55 Cnc f, Harriot

0,780 260 46 2007

 

 
 
Das innere Planetensystem von 55 Cancri A und zum Vergleich das innere Sonnensystem (gestrichelt) Das Planetensystem um 55 Cancri A
 
  Der Planet Janssen (55 Cnc e) wurde mit derRadialgeschwindigkeitsmethode gefunden.
Die habitable Zone von 55 Cnc A liegt zwischen 0,68 und 0,98 AE. Es befindet sich also 55 Cnc f (Harriot) in einer Zone, in der auf einem Planeten mit Wasser dieses in flüssigem Zustand vorliegen kann.  
 



 

30 Arietis

 
   
 

30 Arietis ist ein Vierfachstern, das Sternsystem ist als ein Stern der 6. Größe sichtbar. Der Planet umkreist den Stern B in einem Abstand zwischen 0,7 und 1,3 AE. Für diesen Stern liegt die habitable Zone (nach Morris) zwischen 1,3 und 1,9 AE.  
Entdeckt wurde der Planet 2009 mit dem Teleskop der Sternwarte Tautenburg und der Radialgeschwindigkeitsmethode. 30 Ari liegt 136 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Widder. Der dort entdeckte Planet hat die zehnfache Masse des Planeten Jupiter und umrundet den Hauptstern des Systems alle 335 Tage. Dieser Hauptstern hat einen stellaren Partner, der etwa 23 Astronomische Einheiten vom Planeten entfernt ist.

 
 
  Der Hauptstern A ist ein Hauptreihenstern mit der Spektralklasse F5.  
Dieses Paar wiederum kreist mit einem Doppelstern um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Der Kreis hat einen Durchmesser von etwa 1.670 Astronomische
Einheiten (38“). Der Stern 30 Ari B ist ein Hauptreihenstern der Spektralklasse F8 und wird in einem Abstand von 0,6“ von Komponente C umkreist. C hat die Spektralklasse M1 V.  
 



     
 

Die am häufigsten verwendeten Methoden zum Auffinden von Exoplaneten

 
 

Transitmethode

Radialgeschwindigkeits-Methode

Parallaxenmethode

 



 

Weitere Beispiele für Exoplaneten als Ergänzung

 
 

Tau Ceti

 
  Da Tau Ceti eine Helligkeit von 3,5 mag aufweist,ist er mit blosem Auge zu beobachten. Mit der Spektralklasse G8 leuchtet der Zentralstern etwas mehr Rot als unsere Sonne. Er hat eine Entfernung von fast 12 Lichtjahren. Tau Ceti ist ein Hauptreihenstern und so lässt sich mit dem bekannten Verfahren (Habitable Zone) die habitable Zone berechnen. Die Planeten g und h stehen dem Stern so nahe,dass Wasser dort verdampfen würde. Der Planet e bewegt sich auf der inneren Grenze der habitablen Zone und f auf dem äußeren Rand dieser Zone. Weit außerhalb der Planetenbahnen ist Tau Ceti von einem Staubring umgeben. Sicher befinden sich in dem Ring auch Asteroiden, die vermutlich öfter auf einem der Planeten einschlagen. Es dürfte dort also für die Entwicklung von Leben zu ungemütlich sein.  
   
 
Name des Planeten Große Halbachse [AE] Umlaufzeit [Tage] Masse [MErde] Entdeckungs Jahr
tau Ceti g  0,1 20 1,8 - 3,9 2012

tau Ceti h

0,2 49 1,8 - 3,9 2012

tau Ceti e

0,5 163 1,8 - 3,9 2012

tau Ceti f

1,4 636 1,8 - 3,9 2012
 
  Es sind in der Datenbank für Exoplaneten (http://www.exoplanet.eu/catalog/) bereits 3672 Exoplaneten in 2752 Systemen registriert.  
  Beschreibung von 25 extremer Exoplaneten von 2022.  
  letztes Update 12.11.2017