Exoplaneten und Explanet unter der " Lupe"

ralfkannenberg

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Das beste von Pluto vorhandene Photo IST eine Grundlage.
Und die lässt nun mal zwangsläufig Zweifel aufkommen, wenn es um die technischen Vorraussetzungen für die Beobachtung von Exoplaneten geht
die mindestens mehrere Tausendmal so weit entfernt sind.
Wem anhand dieser Grundlage keine Zweifel kommen, stellt wahrscheinlich grundsätzlich wenig Fragen !
Hallo neutrinologe,

hast Du irgendeine Publikation gelesen, in der über die Entdeckung der Exoplaneten geschrieben wurde ? - Ich meine jetzt nicht Artikel in der "BILD"-Zeitung, sondern Fachpublikationen.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

ralfkannenberg

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Pluto ist ca. 40 AE entfernt. Alpha Centauri Bb ist 4,34 Lichtjahre entfernt. Das sind 4,34*63.241 AE = 274.466 AE. Der nächste bekannte Exoplanet ist damit also 274.466/40 = 6.862 mal weiter entfernt als der Pluto. "Mindestens mehrere tausend mal" ist daher durchaus richtig.

Der kürzlich aufgenommene Planet Kappa Andromedae b ist 170 Lichtjahre und damit 268.774 mal weiter entfernt als der Pluto.

Wenn Pluto mit maximal 100 km pro Pixel aufgenommen werden kann, dann kann das Kappa Andromedae-System mit maximal 268.774*100 km = 0,18 AE pro Pixel abgebildet werden.

Kappa Andromedae b soll mit 52 AE Abstand um seinen Stern kreisen. Das heißt es sollte theoretisch möglich sein, ihn in einem eigenen Pixel aufzunehmen.

Es ist jedoch unmöglich, von ihm eine Aufnahme zu machen, auf der er mehrere Pixel groß ist. Das heißt alle entsprechenden Bilder, auf denen das so aussieht, sind vergrößert (und so sehen diese Bilder auch aus):

http://www.raumfahrer.net/news/images/exoplanet_kappa_andromedae_b_a.jpg
Hallo Aries,

ich schimpfe ja wirklich oft über Dich und ich wünschte mir, dass Deine Beiträge dieselbe Qualität wie dieser jetzt von mir zitierte hätten. Danke, dass Du das für mich (und auch die anderen) schon ausgerechnet und aufgeschrieben hast; ich muss einräumen, dass auch ich gemeint hatte, die nächsten Exoplaneten seien etwas weiter entfernt; aber natürlich - ein Jahr hat weniger als 1000 Tage ... - und Pluto ist Grössenordnung Lichttage (sogar weniger: 30 AE ~ 30*8 Lichtminuten = 240 Lichtminuten = 4 Lichtstunden, also 1/4 Lichttag) und die nächsten Sterne sind Grössenordnung Lichtjahre.

Dass der Pluto derzeit fast im Perihel nur 30 AE entfernt ist ist eine Pedanterie, die keinen Einfluss auf die Aussagekraft Deiner Rechnung hat.


Hab' also vielen Dank und freundliche Grüsse, Ralf
 

Bynaus

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Aries schrieb:
Es ist jedoch unmöglich, von ihm eine Aufnahme zu machen, auf der er mehrere Pixel groß ist. Das heißt alle entsprechenden Bilder, auf denen das so aussieht, sind vergrößert (und so sehen diese Bilder auch aus):

So einfach ist es nun auch wieder nicht.

Ja, der Planet selbst ist kleiner als ein Pixel. Aber das heisst deswegen nicht, dass sein Licht deshalb nur einen einzigen Pixel auf dem Bild, das von der CCD-Kamera des Teleskops aufgenommen wurde, beeinflussen kann. Der Stern selbst ist ja auch viel kleiner als ein Pixel, und trotzdem würde er ohne Koronograph wohl das ganze Bild saturieren. Das Teleskop hat gar nicht die Winkelauflösung, um das Objekt in seinen physischen Dimensionen direkt abzubilden, aber die Photonen kommen ja trotzdem an - aus der Richtung des Planeten. Und so ist es ohne weiteres möglich, dass das Originalbild des Planeten, so wie die CCD-Kamera ihn sieht, mehrere Pixel umfasst. Auch wenn er physisch viel kleiner ist.
 

UMa

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Hallo Aries.
Wenn Pluto mit maximal 100 km pro Pixel aufgenommen werden kann, dann kann das Kappa Andromedae-System mit maximal 268.774*100 km = 0,18 AE pro Pixel abgebildet werden.

Kappa Andromedae b soll mit 52 AE Abstand um seinen Stern kreisen. Das heißt es sollte theoretisch möglich sein, ihn in einem eigenen Pixel aufzunehmen.

Es ist jedoch unmöglich, von ihm eine Aufnahme zu machen, auf der er mehrere Pixel groß ist. Das heißt alle entsprechenden Bilder, auf denen das so aussieht, sind vergrößert (und so sehen diese Bilder auch aus):

http://www.raumfahrer.net/news/images/exoplanet_kappa_andromedae_b_a.jpg
Selbst punktförmige Objekte werden durch Teleskope nicht punktförmig abgebildet, auch nicht theoretisch.
Es entstehen Beugungsscheibchen, deren Winkeldurchmesser von der Wellenlänge und von der Öffnung des Teleskops, d.h. dem Durchmesser des Hauptspiegels abhängt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Beugungsscheibchen

Pluto könnte zwar mit 100 km pro Pixel aufgenommen werden (*), aber das Beugungsscheibchen hätte dann (selbst im sichtbaren Licht) einen Durchmesser von 10 solchen Pixeln, das entspricht 1000 km in 40 AE Entfernung bei dem verwendeten Teleskop mit 8,2 m Spiegeldurchmesser. Im Infraroten wäre es noch größer. Damit das Beugungsscheibchen einer Lichtquelle in der Entfernung von Pluto nur 100 km Durchmesser hat, würde ein Teleskop mit 80 m Hauptspiegel benötigt, welches es (noch) nicht gibt.

Es ist also wegen der Beugung unmöglich eine Aufnahme zu machen, auf der er nur einen Pixel groß ist. Es sei denn, man hat riesige Pixel.
Die Pixel der Kamera des Subaruteleskops waren in diesem Fall etwa zehnmal kleiner, als der Durchmesser des Beugungsscheibchens. Durch die Beugung verteilt sich selbst das Licht von punktförmigen oder nahezu punktförmigen Lichtquellen über eine gewisse Fläche.

Zum Bild. Das ist eine phantastisch scharfe Aufnahme, wie sie noch vor wenigen Jahren nicht möglich war.
Viel besser wird das nicht gehen, es sei denn, man hat Teleskope mit wesentlich größerem Hauptspiegeldurchmesser als 8m zur Verfügung.
Das unten links ist nicht die Entfernung zwischen Stern und Planet, sondern ein Maßstab, der angibt, wie groß eine Bogensekunde auf dem Bild ist. In der Entfernung von 52 parsec entspricht eine Bogensekunde 52 AE.
So lang wie dieser Maßstab ist, eine Bogensekunde, ist in etwa der Durchmesser des Beugungsscheibchens von Sternen, welchen man mit guter Amateurausrüstung (im sichtbaren Licht) erreichen kann.

Grüße UMa

PS: Hier ist der Raumfahrer.net Artikel mit dem Bild:
http://www.raumfahrer.net/news/astronomie/19112012225313.shtml
Und für alle die es genauer nachlesen wollen, hier ist noch ein Link zu dem Paper:
http://arxiv.org/abs/1211.3744

(*) Dazu wären dreimal kleinere Pixel bzw. eine dreifach höhere Vergrößerung als im linken Bild nötig.
 

neutrinologe

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Ich habe übrigens im ersten Beitag von 3,3 Lichtstunden zu Pluto geschrieben ....
Und ich kann mir durchaus ausrechnen, wieviele Stunden ein Jahr hat ....


sogar bei 10, 30 oder 170 Jahren schaffe ich noch :)
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Oder etwas genauer:

Hallo Chrishan,

nun gehst Du aber stillschweigend davon aus, dass man die Bahnneigung der Plutobahn vernachlässigen darf und auch die Halbachsen in dieselbe Richtung weisen, nicht wahr ? - Wenn ich jetzt keinen groben Schnitzer gemacht habe, wird der Minimalabstand geringfügig grösser, wenn dies nicht der Fall ist.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Chrischan

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Hallo Ralf,

öhm, ja. Hatte nur kurz bei Wiki nach den Bahndaten geschaut und keine Ephemeriden gerechnet...
Zum Glück schrieb ich aber auch "etwas genauer" und nicht "ganz genau"...

Danke für den Hinweis.

Gruß,
Christian
 
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