Extrasolare Planeten: Suche nach zweiter Erde nicht leicht

astronews.com Redaktion

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Die Suche von Planeten, die ähnlich groß wie die Erde sind und in der habitablen Zone um ihre Sonne kreisen, ist durch den Start der Mission Kepler in eine neue Phase getreten. Doch könnte man, etwas mit dem Nachfolger des Weltraumteleskops Hubble, auch feststellen, ob die entdeckten Welten Leben beherbergen? Es wird sehr schwierig, meinen jetzt zwei Astronomen in einer Studie. (20. März 2009)

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exi

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ist dem so???

Kaltenegger und Traub untersuchten, wie es mit den Fähigkeiten des Hubble-Nachfolgers aussieht, bei einem Transit eines Exoplaneten vor seiner Sonne Spuren von Gasen in dessen Atmosphäre nachzuweisen, die gemeinhin als "Biomarker" gelten, also etwa von Ozon oder Methan.

... rein vom Prinzip her dürfte man eine Detektion mittels Biomarker langfristiger erwarten.
Mehr als sekundäre Strahlung oder gelöschte Banden kann man nicht detektieren. Gelöschte Banden treten einzig beim Transit auf.
Aber sekundäre Strahlung produziert ein Planet immer solange er von seiner Sonne beschienen wird. Und hier kann man das Maximum erwarten kurz vor oder kurz nach dem hinteren Transit. Moderate Strahlung bis zu den Extremwerten der Bahn (von uns aus gesehen). Und abfallende Intensität beim vorderen Transit. (Und dann die Ausblendung der Banden.) Falls die Messtechnik fein genug ist, dann kann man mittels Biomarker auch schräge Umläufe (ohne Transit) detektieren. Denn Sonnen haben selten Sauerstoff, Ozon, Methan, Schwefeloxide, CO2, oder ähnliche biogene Produkte in ihrer Korona.
 

mac

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Hallo exi,

Dir ist aber schon bewußt, daß hier die 'Störungen' des gesuchten Signals mehr als 9 Größenordnungen höher sind, als das Signal? (5 davon durch die Temperatur und 4 durch die Abstrahlfläche bei einem G2 Stern)



Herzliche Grüße

MAC
 

exi

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Hallo Mac,

Hallo exi,
Dir ist aber schon bewußt, daß hier die 'Störungen' des gesuchten Signals mehr als 9 Größenordnungen höher sind, als das Signal? (5 davon durch die Temperatur und 4 durch die Abstrahlfläche bei einem G2 Stern)
Herzliche Grüße
MAC

... zumindest werden die Störungen deutlich höher sein als bei der Suche von Kepler. Aber dieses Problem scheinen die Autoren Kalteneger und Traub selbst zu relativieren.

Der Bericht betont mir zu sehr den (vorderen) Transit. Eine Ausmessung beim hinteren Transit (hier spricht der Bericht von "direkte Abbildung... das direkte Studium des Lichts des Planeten") kommt mir zu kurz. Dabei währt der hintere Transit mehrere Tage, entgegen der wenigen Stunden des vorderen.

Auch komme ich bei meinen Überlegungen zu dem Ergebnis, das beim vorderen Transit deutlich weniger biogene Strahlung frei wird als beim hinteren Transit. Immerhin steht die ganze Planetenquerschnittsfläche vor der Sonne und blendet die Strahlung aus.
 

mac

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Hallo exi,

nehmen wir mal an, die Atmosphäre des Transit-Planeten überragt ihn um 200 km und er ist so groß wie die Erde. Dann stehen rund 6% seiner Schattenfläche als Absorptionsfläche für das durchleuchtende Sternenlicht zur Verfügung.

Die Absorptionsfläche des Planeten beträgt rund 1/10000 der Sternenscheibe in diesem 1/10000 gibt es 6% Fläche, die ein Signal modulieren. Selbst wenn das damit erzeugte Linienspektrum die Primärstrahlung nur um 1 % in diesen Linien-Frequenzen schwächt, ist es damit immer noch gut 60 mal höher, als die Intensität der gesamten Lichtemission des Planeten im fernen Transit kurz vor der Bedeckung durch seinen Stern.

Herzliche Grüße

MAC
 

SpiderPig

Gesperrt
Hallo exi,

ich stimme mac vollständig zu, allerdings sehe ich auch die `Betonung´ auf den Transit vor dem Stern.

Ich frage mich deshalb, ob bei einer Verdeckung des Planeten durch den Stern eine entsprechende Änderung detektiert werden kann, also die O³ Spektren verschwinden und wieder erscheinen. So könnte man nach meiner Meinung die beiden Spektren voneinander abziehen und eventuell einen kleinen Rest behalten, der auf das O³ zurück zu führen wäre.

Gewichtig wird die Detektion von Lebensspuren vermutlich erst, wenn es gelingt die Spektren nur vom Planeten zu machen, bei abgedunkeltem Stern. Ob und wann und mit welchen Teleskopen das möglich wird, weiß ich aber nicht.


SpiderPig
 

exi

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Hallo SpiderPig,

Hallo exi,
ich stimme mac vollständig zu, allerdings sehe ich auch die `Betonung´ auf den Transit vor dem Stern.
Ich frage mich deshalb, ob bei einer Verdeckung des Planeten durch den Stern eine entsprechende Änderung detektiert werden kann, also die O³ Spektren verschwinden und wieder erscheinen. So könnte man nach meiner Meinung die beiden Spektren voneinander abziehen und eventuell einen kleinen Rest behalten, der auf das O³ zurück zu führen wäre.

... ja, ich denke in dieselbe Richtung.
Rein technisch gesehen funktionieren solche Filterungen. Obwohl die Sonne deutlich intensiver strahlt als der reflektierende Planet, kann man die Sonnenstrahlung als die Störung, als das Hintergrundrauschen, ansehen welche das Signal überlagert. Und unter der Annahme, daß die Sonne in den 100h vor und nach Transit etwa so strahlt wie in den 10h Transit, ließe sich die Störung herausfiltern.
Ganz direkt (mit obiger Annahme) als Subtraktion der Zeitreihe vor hinterem Transit und der Zeitreihe während des Transits. Es müßten sich feine Abweichungen in der Spektralverteilung einstellen. Und die Abweichungen sind als einzelne Linien bei ganz bestimmten Frequenzen zu erwarten.

Ob die Messtechnik aber fein genug ist um solche feine Änderungen zu erfassen, das weiß ich nicht. Nunja, wenn nicht heute, dann vielleicht in 10 Jahren.

tschüs
exi
 
Zuletzt bearbeitet:

SpiderPig

Gesperrt
Hallo exi,

Ob die Messtechnik aber fein genug ist um solche feine Änderungen zu erfassen, das weiß ich nicht. Nunja, wenn nicht heute, dann vielleicht in 10 Jahren.
Mit der Entwicklung des Frequenzkamms haben wir seit ein paar Monaten ein sehr genaues Instrument für solche Messungen.
Es wird aber wohl noch ein paar Monate dauern, bis die ersten Systeme in den Teleskopen eingebaut sind.

SpiderPig
 
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