VLT: Masseärmster Exoplanet direkt beobachtet?

astronews.com Redaktion · 03. Juni 2013

Neun Jahre nachdem mit dem Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO der erste extrasolare Planet direkt beobachtet wurde, könnte demselben Team nun die direkte Abbildung des bislang masseärmsten Exoplaneten gelungen sein. Der Planet um den Stern HD 95086 hat lediglich die vier- bis fünffache Masse des Gasriesen Jupiter. (3. Juni 2013)

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Kosmo · 03. Juni 2013

Ich kann mir nicht helfen, aber der Artikel klingt so als ob das Objekt das masseärmste aller entdeckten Exoplaneten ist, auch wenn es so natürlich nicht gemeint ist.

ralfkannenberg · 03. Juni 2013

Kosmo schrieb:
Ich kann mir nicht helfen, aber der Artikel klingt so als ob das Objekt das masseärmste aller entdeckten Exoplaneten ist, auch wenn es so natürlich nicht gemeint ist.

Hallo Kosmo,

ging mir auch so, aber ich meckere schon genug herum und wollte das nicht explizit schreiben, zumal die Leute, die sich wenigstens ein bisschen damit beschäftigt haben, spätestens bei der Massenangabe "merken", was gemeint ist. Und den anderen ist es vermutlich egal.

Verbleibt noch eine Handvoll cranks, die die Gelegenheit in 2 Jahren nutzen werden, mithilfe selbstgefertigter Excel- oder Word-Tabellen "nachzuweisen", dass die Wissenschaft sich widerspricht, vermutlich ohne zu merken, um was es überhaupt ging.

Freundliche Grüsse, Ralf

Webmaster · 03. Juni 2013

Das ganz ist, nach nochmaligem Durchlesen, tatsächlich missverständlicher als ich gedacht hatte. Ich habe den Artikel deswegen leicht geändert, um Missverständnisse auszuschließen. Danke für die Hinweise. S. D.

DELTA3 · 04. Juni 2013

Hallo,
das mit dem masseärmsten Exoplaneten stört mich am wenigsten, es ist ja in dem Artikel gut erklärt, was gemeint ist. Was mich nur wundert ist, dass sich offenbar niemand daran stört, dass der Planet bei einem Abstand von seinem Zentralstern von etwa dem doppelten Abstand des Neptun von der Sonne, eine Oberflächentemperatur von 700 Grad Celsius haben soll?!

"Ausgehend von der Helligkeit des Sterns sollte HD 95086b eine ungefähre Oberflächentemperatur von 700 Grad Celsius haben", ergänzt Kollege Gaël Chauvin. "Das ist kalt genug, damit Wasserdampf und eventuell auch Methan in der Atmosphäre existieren kann."

Der Neptun, der nur halb so weit von der Sonne entfernt ist, hat eine Oberflächentemperatur von etwa -200 °C ! Kann mir jemand erklären, wie man auf eine Temperatur von 700 °C kommt und wie da Wasserdampf existieren soll?

Gruss, Delta3.

Kibo · 04. Juni 2013

Hallo Delta,

Dieser Planet wiegt fünf mal so viel wie Jupiter, das ist fast 100 mal so viel wie Neptun. So ein Riesen Ding kühlt nicht so schnell aus, das alleine reicht zu Erklärung schon aus. Vielleicht ist sogar der ein oder andere Deuteriumkern fusioniert.

ralfkannenberg · 04. Juni 2013

Kibo schrieb:
Dieser Planet wiegt fünf mal so viel wie Jupiter, das ist fast 100 mal so viel wie Neptun. So ein Riesen Ding kühlt nicht so schnell aus, das alleine reicht zu Erklärung schon aus. Vielleicht ist sogar der ein oder andere Deuteriumkern fusioniert.

Hallo Kibo,

auch ohne letzteres: der Planet wird so wie Jupiter, Saturn und Neptun in unserem Sonnensystem mehr Energie abstrahlen als er von seiner Sonne empfängt (Kapitel 1, 4.Absatz).

In der Wikipedia für Jupiter, Saturn und Neptun findet man:

Jupiter strahlt (335 ± 26) Milliarden Megawatt mehr an Wärme ab als die (501 ± 25) Milliarden Megawatt, die er von der Sonne erhält.

Das Innere des Gesteinskerns ist sehr heiß, es herrscht eine Temperatur von 12.000 Kelvin. Als Grund dafür wird unter anderem der Kelvin-Helmholtz-Mechanismus angenommen, eine langsame gravitationsbedingte Kompression.(...) Dadurch strahlt der Saturn 2,3-mal so viel Energie ab wie er von der Sonne empfängt.

Neptun hat ebenso wie Jupiter und Saturn eine innere Wärmequelle. Er strahlt etwa das 2,7-Fache der Energie, die er von der Sonnenstrahlung absorbiert, ab.(...) Ein Grund dafür könnten radioaktive Prozesse sein, die den Planetenkern aufheizen.(...) Eine weitere Möglichkeit wäre die Abstrahlung der noch vorhandenen Hitze, die während der Entstehung durch einfallende Materie des Planeten gebildet wurde. Es könnte auch das Brechen von Schwerewellen über der Tropopause die Ursache dieser Wärmeabgabe sein.

Bemerkung: (...) Referenzen aus Zitat entfernt

Freundliche Grüsse, Ralf

DELTA3 · 04. Juni 2013

Hallo Kibo,

danke für die Erklärung, das geht aber aus der Meldung in keiner Weise hervor! Im Gegenteil lässt die Formulierung:

"Ausgehend von der Helligkeit des Sterns sollte HD 95086b eine ungefähre Oberflächentemperatur von 700 Grad Celsius haben"

einen sachkundigen Leser eher vermuten, dass die Oberflächentemperatur auf die Strahlung des Sterns zurückzuführen ist.

Gruss, Delta3.

DELTA3 · 04. Juni 2013

Hallo Ralf,

offenbar haben sich unsere Posts überschnitten. Natürlich weiss ich, dass Jupiter und Saturn im Inneren heisser sind und Energie abstrahlen. Trotzdem hat Jupiter nur eine Oberflächentemperatur von -108 °C, und so gesehen scheint es nicht ganz so selbstverständlich zu sein, dass ein Planet in der doppelten Neptunentfernung 700 °C heiss ist.

Ich wollte damit nur zum Ausdruck bringen, dass die Meldung - nicht nur in Bezug auf die Planetenmasse - sehr missverständlich formuliert ist.

Gruss, Delta3.

ralfkannenberg · 04. Juni 2013

DELTA3 schrieb:
einen sachkundigen Leser eher vermuten, dass die Oberflächentemperatur auf die Strahlung des Sterns zurückzuführen ist.

Hallo Kibo,

meines Erachtens kennt ein "sachkundiger Leser" die Situation in unserem eigenen Sonnensystem. Ich war nie auf die Idee gekommen, dass das von der Einstrahlung der Muttersonne kommt, wobei ich mich nicht als sachkundigen Leser bezüglich Exoplaneten bezeichnen würde.

Freundliche Grüsse, Ralf

ralfkannenberg · 04. Juni 2013

DELTA3 schrieb:
Natürlich weiss ich, dass Jupiter und Saturn im Inneren heisser sind und Energie abstrahlen. Trotzdem hat Jupiter nur eine Oberflächentemperatur von -108 °C, und so gesehen scheint es nicht ganz so selbstverständlich zu sein, dass ein Planet in der doppelten Neptunentfernung 700 °C heiss ist.

Hallo DELTA3,

an der Oberfläche ? Das ist tatsächlich warm, zumal es Braune Zwerge gibt, die an der Oberfläche kühler als 250°C sind, einer gar nur noch 25°C warm.

Dann wird wohl das Alter (in diesem Falle also eher "gering") und damit verbunden die Auskühlung die dominante Rolle bei dieser Planetentemperatur bilden.

Danke schön für Deinen Hinweis !

Freundliche Grüsse, Ralf

Kibo · 04. Juni 2013

Hallo Ralf,

Hallo Kibo,

Ich möchte anmerken, DELTA3 ist nicht ich

Dann wird wohl das Alter (in diesem Falle also eher "gering") und damit verbunden die Auskühlung die dominante Rolle bei dieser Planetentemperatur bilden.

und ja so steht es im Text:

HD 95086 ist etwas massereicher als unsere Sonne. Mit einem Alter von 10 bis 17 Millionen Jahren ist der Stern noch sehr jung und zudem von einer Scheibe aus Material umgeben

ralfkannenberg · 04. Juni 2013

Kibo schrieb:
Ich möchte anmerken, DELTA3 ist nicht ich

Hallo Kibo, hallo DELTA3,

ich bitte diese Verwechslung zu entschuldigen, das war ein Versehen. Ich habe es in meinem Beitrag korrigiert.

Freundliche Grüsse, Ralf

Kibo · 04. Juni 2013

Anscheinend hast du den ersten Verwechsler zeitlich nicht mehr erwischt.

UMa · 04. Juni 2013

Hallo DELTA3.

DELTA3 schrieb:
Trotzdem hat Jupiter nur eine Oberflächentemperatur von -108 °C, und so gesehen scheint es nicht ganz so selbstverständlich zu sein, dass ein Planet in der doppelten Neptunentfernung 700 °C heiss ist.

Das liegt am Alter des Planeten. Jupiter ist 4,5 Millarden Jahre alt. Der Stern HD 95086 ist nur:

Mit einem Alter von 10 bis 17 Millionen Jahren ist der Stern noch sehr jung ...

Der Planet ist höchsten so alt also viel jünge als Jupiter, wodurch er noch heiß ist.

Grüße UMa

Bynaus · 04. Juni 2013

DELTA3 hat recht, der folgende Satz ist wirklich etwas irreführend:

Ausgehend von der Helligkeit des Sterns sollte HD 95086b eine ungefähre Oberflächentemperatur von 700 Grad Celsius haben

Korrekt müsste es heissen: Ausgehend von der Helligkeit des Planeten sollte...

Man kann nämlich von der Helligkeit und einer angenommenen Grösse (bzw., Oberfläche) direkt auf die Temperatur dieser Oberfläche schliessen. Ich nehme an, das ist das, was hier geschehen ist.

Und ja, der Planet strahlt, weil er jung ist: Kompressionsleuchten könnte man das nennen. Die jüngste Sonne hat, vor ihrer "Zündung", auch für Jahrmillionen v.a. durch Kompressionsleuchten geleuchtet.

Abkühlung mit dem Alter erklärt dann auch dies:

ralfkannenberg schrieb:
Das ist tatsächlich warm, zumal es Braune Zwerge gibt, die an der Oberfläche kühler als 250°C sind, einer gar nur noch 25°C warm.

Webmaster · 04. Juni 2013

Hallo,

das Originalzitat von Gaël Chauvin in der englischen Presseerklärung der ESO, die ich zunächst für den Artikel verwendet hatte, lautet:

The brightness of the star gives HD 95086 b an estimated surface temperature of about 700 degrees Celsius.

Dies habe ich versucht, mit "Ausgehend von der Helligkeit des Sterns sollte HD 95086b eine ungefähre Oberflächentemperatur von 700 Grad Celsius haben" möglichst korrekt ins Deutsche zu übersetzen.

Ich sehe nun aber gerade, dass die ESO selbst den Satz so ins Deutsche übersetzt hat: "Aus den Helligkeiten von Stern und Planet ergibt sich, dass HD 95086b eine Temperatur von etwa 700 Grad Celsius hat."

Ich werde das Zitat daher im Artikel bei astronews.com entsprechend ändern, um so auch auf die berechtigten Einwände hier im Thread einzugehen. Mir ist es immer wichtig, ein Zitat möglichst originalgetreu zu übersetzen.

S. D.

DELTA3 · 04. Juni 2013

Danke, damit wäre diese Unklarheit wohl beseitigt.

Das bedeutet also, dass der Planet selbst strahlt und seine Helligkeit nicht vom reflektierten Licht seines Sterns herrührt. Ich kann mir vorstellen, dass man aus der Strahlungshelligkeit des Planeten seine Temperatur errechnen kann, wenn man seine Grösse kennt. Nun heisst es aber weiter oben in dem Artikel:

Aus der Helligkeit des Planeten schließen die Astronomen, dass der inzwischen HD 95086b genannte Planet eine Masse aufweist, die nur der vier- bis fünffachen Masse des Jupiter entspricht.

Man bestimmt also aus der Helligkeit des Planeten sowohl seine Temperatur als auch seine Masse! Da aber Temperatur und Grösse (und damit die Masse) bei gegebener Helligkeit von einander abhängen, könnte es doch sein, dass bei gleicher Helligkeit der Planet grösser und seine Temperatur niedriger ist, oder umgekehrt. Liege ich da falsch?

Gruss, Delta3.

Bynaus · 04. Juni 2013

@Delta3: Für jedes Alter und jede Masse gibt eine Helligkeit bzw. eine Temperatur (aus Abkühlungsmodellen). Da Alter (= jenes des Sterns) und Helligkeit (= berechnet aus beobachteter Leuchtkraft und Entfernung) bekannt sind, kann man die Masse des Planeten bestimmen.

eschmidb · 04. Juni 2013

Hallo,
ich würde sagen, aus der Farbe (Spektrum) kennt man die Temperatur und aus der Helligkeit die Masse
Ernst

VLT: Masseärmster Exoplanet direkt beobachtet?

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