Extrasolare Planeten: Leben auf Exomonden möglich?

[Ugy]

Hallo,

das wir Leben auf der Erde haben, verdanken wir doch unzähligen Zufällen und Ausnahmen. Kein Mehrfachsystem, einsame Region in der Milchstraße, Gesteinsplaneten innen und Gasriesen außen, im Verhältnis einen riesigen Mond, etc.
Warum kann es nicht einfach sein, das ein Mond sich um 45% versetzt sich um den Planeten dreht? Vielleicht ein Protoplaneten der in diesem Winkel eingefangen wurde und durch die Gravitation auseinanderbrauch, dann durch das rotierende Gestein das immer noch im 45% Winkel steht sich ein neuer Planet gebildet hat.
Dann hätte man auch mit gebundener Rotation nicht das Problem das es keinen Tag-Nacht-Zyklus gibt, und auch keine Sonnenfinsternisse.

Das ist natürlich alles Spekulation bzw. Wunschdenken. Will nur darauf hinaus, das man extreme Ausnahmesituationen vielleicht miteinkalkulieren sollte, wenn man nach Leben sucht. Weil ich befürchte, das die Erde selber eine extremste Ausnahme ist.

Ugy

 

[mac]

Hallo Torsoise,


ich hab' mich nicht angegriffen gefühlt

Tut mir leid wenn ich vielleicht so rüber gekommen bin, aber die Zeit war zu knapp um es gut zu formulieren. Meine Zeit ist leider auch immer noch zu knapp um einen Beitrag zu schreiben, der die dazu nötigen Berechnungen Schritt für Schritt beschreibt. (mache ich aber, wenn gewünscht, in ein paar Tagen)

Daher nur ganz kurz:
Der Radius einer stabilen prograden Umlaufbahn wäre für die Monde von Saturn auf der Erdbahn, kleiner als 3,4 Millionen km, wenn ich http://de.wikipedia.org/wiki/Hill-Sphäre folge und kleiner als 2,3 Millionen km, wenn ich UMa http://www.astronews.com/forum/showthread.php?2274-2-Sonnen-und-ein-Doppelschatten&p=34273#post34273 ) folge.

Herzliche Grüße

MAC

PS.: Der innere der beiden von Dir genannten Saturnmonde sieht nicht so aus, als ob er dort schon von Anfang an seine Bahn gezogen hätte.

 

[Bynaus]

Der Schwerpunkt dieses Systems aus 5*Jupiter + erdgroßer Mond läge dann knapp 630 km weg vom Mittelpunkt des Gasriesen.

Wenn der Planet seinen Stern auf einer erdähnlichen Bahn, mit ca. 30 km/s umkreist, dann kommt entsprechen der Position des Mondes der Transit eben bis zu 630/30 = 21 Sekunden früher oder später, wobei sich die Periode dieser Abweichungen in einem Bereich bewegen sollte, der mit einer Mondbahn verträglich ist. Pro Transit hat man zwei Messwerte: den Eintritt und den Austritt (und natürlich kennt man die zeitliche Distanz zwischen den zwei). Über viele Transits integriert ergibt das ein Signal für die Anwesenheit eines Mondes - oder nicht.

Die anderen Planeten im System spielen keine so grosse Rolle, weil ihr Einfluss niemals mit so kurzer Periode variieren könnte.

 

[mac]

Hallo Bynaus,

Die anderen Planeten im System spielen keine so grosse Rolle, weil ihr Einfluss niemals mit so kurzer Periode variieren könnte.

Betrachten wir zunächst mal eine stark vereinfachte Konstellation.

Ein Stern wie unsere Sonne, ein Gasriese wie Jupiter, mit Jupiters Umlaufgeschwindigkeit. Er läßt den Stern mit einer Geschwindigkeit von 1,5E9m * Pi / (11,8*365*86400s) = 12,7 m/s kreisen.

Die Passage eines Planeten mit der von Dir genannten Geschwindigkeit von 30 km/s dauert bei einem Sterndurchmesser von 1,4E9 m 0,54 Tage (ca. 46700 s) (natürlich minus der, bei Kreisbahn immer konstanten Sternbewegung durch den passierenden Planeten)

Wenn dieser ‚Jupiter‘ während der ersten Passage genau senkrecht zur Sichtlinie steht, dann ist die für die Bedeckung relevante Geschwindigkeit des Sterns 0.

Im nächsten Jahr ist dieser ‚Jupiter‘ um gut 30° weiter gewandert. Die dann für die Bedeckung relevante Geschwindigkeit beträgt daher 1 - cos(30°) * 12,7 m/s = 1,7 m/s und damit die für die Bedeckung relevante Positionsänderung des Sterns während der Bedeckung rund 80 km

Im darauf folgenden Jahr: 1 - cos(60°) * 12,7 m/s = 6,3 m/s . Während der Bedeckung also knapp 300 km Positionsänderung des Sterns

Wieder ein Jahr weiter, knapp 600 km.

Das ist alles in der Größenordnung, die Du für das Erkennen eines erdgroßen Mondes des 5*Jupiter schweren bedeckenden Planeten zur Verfügung hast.

Und wenn es eben noch weitere Gasriesen in diesem System gibt, dann hast Du, bis Du das nach genügend langer Zeit in die verschiedenen Frequenzen auflösen kannst, eben ein mehr oder minder chaotisches Signalbild.

Gut, es ist ja auch möglich daß es nur diesen 5*Jupiter + erdschwerer Mond in diesem System gibt. Aber auch da braucht es mehrere Umläufe um das auf diesem Wege zu erkennen. Ich sag‘ ja nicht, daß das auf diesem Wege nicht geht, aber es kann eben ziemlich lange dauern, so daß ich Tom’s Auffassung dazu zwar nicht für Chancenlos halte, aber eben auch nicht für kurzfristig so erfolgversprechend, wie ich ihn verstanden hatte.

Aus der Aussage, daß Kepler Planeten bis Erdgröße(durch Abschattung während der Passage finden kann, schließe ich, daß ein solches Signal Faktor 2 über dem Rauschen liegt und damit unmittelbar aus dem Primärsignal erkennbar sein könnte. Es kann aber sein, daß man hier auch noch Signale die nur wenige % über dem Rauschen liegen zu erkennen versucht, dann braucht man auch für einen solchen, erdgroßen Planeten (nicht Mond) mehr als nur einen Umlauf um überhaupt ein Signal zu sehen. Dann dauert es eh‘ viel länger und die Chancen für Tom’s Prognose steigen.

Herzliche Grüße

MAC

 

[Bynaus]

Und wenn es eben noch weitere Gasriesen in diesem System gibt, dann hast Du, bis Du das nach genügend langer Zeit in die verschiedenen Frequenzen auflösen kannst, eben ein mehr oder minder chaotisches Signalbild.

Nun, das ist letztlich das, was auch TomTom333 gesagt hast: Man braucht schon einige Transits, bis man die Wirkung des Mondes erkennen kann. Aber dass da ein anderer Planet wirkt, siehst du schon nach wenigen Transits, weil die TTVs für einige Transits immer in dieselbe Richtung gehen und über eine Umlaufperiode des äusseren Jupiters schliesslich eine Sinuskurve zeichnen.

Die Wirkung des Mondes ist ein viel schnellerer TTV-"Oberton", dessen Periode höchstens ein paar Wochen betragen kann. Den Unterschied sieht man hier zwischen Beginn und Ende des Transits, und hier spielt die Wirkung anderer Planeten überhaupt keine Rolle (weil sich deren Wirkung in der Dauer des Transits kaum verändert)! Das heisst, man kann immer aufzeichnen, wann der Transit genau beginnt und wann er endet - der Abstand zwischen diesen Ereignissen sollte mit der Periode des Mondorbits und der Amplitude der Mondmasse variieren. Natürlich ist das alles andere als trivial, aber die Wirkung von Nachbarplaneten spielt auf diesen kurzen Zeitphasen keine Rolle.

 

[TomTom333]

hier weitere Zitate aus dem PDF welches ich unten schon mal verlinkt habe :

http://arxiv.org/pdf/1201.0752v2.pdf

....Consequently,
it must be understood that HEK is searching for moons
in a mass regime which do not exist within our own Solar
System. We dub these moons as “large moons” and
place a definition of such a moon as being & 10−1M⊕.
Again, this is an arbitrary distinction but is useful for
the HEK project......
.....Specifically, the LUNA algorithm (Kipping 2011a)
offers a completely analytic and exact solution for the
planet-moon light curve including dynamics, non-linear
limb darkening and the modelling of mutual events.......

Damit klar wird um welche groessen wir hier reden

 

[mac]

Hallo Tom,

danke für den Hinweis auf den Algorithmus!

Wenn ich's richtig verstehe, 'sucht' der LUNA-Algorithm auch nach genau den Lichtkurven, deren Zustandekommen ich (zu einem kleinen Teil) in Post 13 beschrieben hatte (Siehe Seite 17 http://arxiv.org/abs/1105.3499 ) Was da sonst noch alles vorkommen kann, ist in dieser Arbeit auch recht anschaulich dargestellt.

Ich denke aber, daß man für diese Suche sinnvollerweise alles einsetzen wird, was an Information zu bekommen ist.

Herzliche Grüße

MAC