Möglicherweise ein Planet um alpha Centauri A entdeckt

ralfkannenberg

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Hallo zusammen,

möglicherweise ist es mit einer neuen Methodik gelungen, einen Planeten um alpha Centauri A zu entdecken:
Imaging low-mass planets within the habitable zone of α Centauri (K. Wagner, A. Boehle, […]T. de Zeeuw)


Wer das gerne ein bisschen sensationslüsterner lesen mag, mit Schlagworten wie "Bild eines Planeten" oder "Jagd nach einem warmen Neptun", dem sei dieser Artikel empfohlen:
Das Bild eines Planeten (von Robert Gast)


Mir persönlich enthält selbst die Überschrift des papers zu viele buzzwords, ich bevorzuge den ersten Teil der 3.Zeile im abstract:
Here we present a ground-based mid-infrared observing approach that enables imaging low-mass temperate exoplanets around nearby stars


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Bynaus

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Jo mal schauen. Super, dass man das jetzt kann, und ich bin schon sehr gespannt, wie sich das entwickelt. Der Kandidat... nun ja, es wäre aufregender wenn sich der Lichtpunkt bewegen würde (man hat nur 10 Tage hintereinander gemssen, und danach wegen Corona nicht mehr)...

Natürlich wäre es schon ein bisschen schade, wenn in HZ von Alpha Cen A ein Neptun kreisen würde, das dürfte die Chancen auf einen bewohnbaren Planeten mit einer Oberfläche verringern. Gut, man hätte immer noch die Hoffnung auf einen solchen bei Alpha Cen B...

Aber ja: höchste Zeit, dass wir wissen, was für Planeten um die Sterne direkt vor unserer Haustür kreisen!
 

ralfkannenberg

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Natürlich wäre es schon ein bisschen schade, wenn in HZ von Alpha Cen A ein Neptun kreisen würde, das dürfte die Chancen auf einen bewohnbaren Planeten mit einer Oberfläche verringern.
Hallo Bynaus,

warum ? Hat es da nicht Platz auch für einen weiteren Planeten, der bewohnbar wäre ?

Zudem könnte besagter Alpha Cen A-Neptun in der HZ auch Monde haben, die bewohnbar sind: die haben festen Boden, und wenn die eine Atmosphäre haben, könnten die auch wohl temperiert sein. Zumindest Monde der 2000 km-Klasse sollten drin liegen, und zwar mehrere (meines Wissens bis zu 7); nehmen wir den Uranus unseres Sonnensystems als Beispiel, so hat der auch 4 Monde der 1000-2000 km Klasse. Trotz des mutmasslichen Einschlages, der die Uranus-Achse um 90° gedreht hat, wobei sich die regulären Uranus-Monde aber möglicherweise erst später gebildet haben; wie so etwas gehen könnte wurde am Jupiter und seinen Monden untersucht.


Gut, man hätte immer noch die Hoffnung auf einen solchen bei Alpha Cen B...
Wobei ich dachte, dass so ein System mit zwei Sonnen nicht unbedingt förderlich für die Lebensbildung ist.


Aber ja: höchste Zeit, dass wir wissen, was für Planeten um die Sterne direkt vor unserer Haustür kreisen!
Das sage ich schon lange :)


Freundliche Grüsse, Ralf
 

mac

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Hallo Ralf,

Zudem könnte besagter Alpha Cen A-Neptun in der HZ auch Monde haben, die bewohnbar sind: die haben festen Boden, und wenn die eine Atmosphäre haben, könnten die auch wohl temperiert sein. Zumindest Monde der 2000 km-Klasse sollten drin liegen, und zwar mehrere (meines Wissens bis zu 7); nehmen wir den Uranus unseres Sonnensystems als Beispiel, so hat der auch 4 Monde der 1000-2000 km Klasse.
Nehmen wir mal unseren Mond 3474 km Durchmesser, 7,35E22 kg Masse, keine Atmosphäre. Mars, am entfernten Rand der habitablen Zone, knapp 9000 mal so schwer wie unser Mond, keine, in unserem Sinne nennenswerte Atmosphäre. Und Pluto, knapp 2380 km Durchmesser, knapp 20% der Masse unseres Mondes. Ich bezweifle, daß es einen Mond in der habitablen Zone, in der von Dir genannten Klasse gibt, der eine Atmosphäre halten konnte.

Herzliche Grüße

MAC
 

Bynaus

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Mac: alles gut, bloss sind da 3 Nullen zuviel... ;)

Der Neptun, so es denn einer ist, wäre am äusseren Rand der HZ. Die Chance wäre nicht Null, dass da noch bewohnbare Planeten näher dran sind. Aber auf bewohnbare Monde würde ich jetzt auch nicht wetten.
 

Bynaus

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@ralfkannenberg, noch ein Nachtrag. Wenn sich mal geeginete Planeten auf stabilen Bahnen gebildet haben (und das kann je nach Abstand bzw Abständen in einem Mehrfachsystem etwas schwieriger sein), sehe ich zumindest aus gegenwärtiger Sicht kein Problem bei der Lebensbildung. Was meinst damit genau?
 

ralfkannenberg

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Was meinst damit genau?
Hallo Bynaus,

gar nichts, es war eigentlich eine Frage.

Ich habe mal "irgendwo" beiläufig aufgeschnappt, dass so etwas in Mehrfachsystemen schwierig sei, habe das aber lediglich mit "ach so" zur Kenntnis genommen und mich nicht weiter damit beschäftigt.


Wenn das möglich ist, umso besser.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

mac

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Hallo Ralf,

kannst Du Dich noch an 'Zwei Sonnen und ein Doppelschatten' erinnern? Dort hatten wir für McSteve ein System 'gebastelt'. Ab hier: https://www.astronews.com/forum/sho...nnen-und-ein-Doppelschatten&p=34273#post34273 findest Du in den nächsten Beiträgen die wesentlichen Kriterien für solch ein (vielleicht) stabiles System. Ob es aber, wie hier bei Alpha Centauri, Gasriesen der Uranusklasse gibt, die (auch nur einen) erdähnlichen Mond haben?

Wenn die (in der Natur existierenden) Regeln für die Sternenbildung auch noch für die möglichen Massenverteilungen in einer Akkretionsscheibe gelten, oder ähnlich bleiben, dann könnte es auch dort zu 'Doppelsternen', also in dieser Größenklasse zu Doppelplaneten, mit nicht unbedingt gleicher Massenverteilung kommen. Ich hatte vor vielen Jahren mal im Jupitersystem ein kleines Sonnensystem gesehen, welches aber von Bynaus mit dem, wenn ich mich noch richtig erinnere, Argument bestritten wurde, daß die Sternbildungsgesetze so nicht auf die Planetenbildung übertragbar seien.

In der Zwischenzeit hat sich aber doch wohl einiges neue Wissen zur Planetenbildung angesammelt, so daß ich nicht mehr weiß, ob das damals von Bynaus zitierte Wissen heute noch genauso bestand hätte.

Herzliche Grüße

MAC
 

ralfkannenberg

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kannst Du Dich noch an 'Zwei Sonnen und ein Doppelschatten' erinnern? Dort hatten wir für McSteve ein System 'gebastelt'. Ab hier: https://www.astronews.com/forum/sho...nnen-und-ein-Doppelschatten&p=34273#post34273 findest Du in den nächsten Beiträgen die wesentlichen Kriterien für solch ein (vielleicht) stabiles System.
Hallo Mac,

das ist schon fast 13 Jahre her und ich kann mich bestenfalls am Rande erinnern, dass da mal was war.


Ob es aber, wie hier bei Alpha Centauri, Gasriesen der Uranusklasse gibt, die (auch nur einen) erdähnlichen Mond haben?
Zumindest beim Jupiter hat man zwei erdähnliche Monde, etwa in Erdmond-Grösse. Das kommt daher, dass sich diese innerhalb der stabilen Eisgrenze gebildet haben.

Ok, das ganze ist natürlich weit ausserhalb der habitablen Zone. Aber wäre ein vergleichbares Szenario nicht auch in der habitablen Zone möglich ?


Wenn die (in der Natur existierenden) Regeln für die Sternenbildung auch noch für die möglichen Massenverteilungen in einer Akkretionsscheibe gelten, oder ähnlich bleiben, dann könnte es auch dort zu 'Doppelsternen', also in dieser Größenklasse zu Doppelplaneten, mit nicht unbedingt gleicher Massenverteilung kommen.
Hat man das analytisch hergeleitet oder ist das die Folge von Simulationen ? - Ich vermute mal letzteres.


Ich hatte vor vielen Jahren mal im Jupitersystem ein kleines Sonnensystem gesehen, welches aber von Bynaus mit dem, wenn ich mich noch richtig erinnere, Argument bestritten wurde, daß die Sternbildungsgesetze so nicht auf die Planetenbildung übertragbar seien.
Robin Canup und William Ward haben sich zu diesem Thema sehr viele Gedanken gemacht, beispielsweise hier: Origin of Europa and the Galilean Satellites (Robin M. Canup, William R. Ward)


In der Zwischenzeit hat sich aber doch wohl einiges neue Wissen zur Planetenbildung angesammelt, so daß ich nicht mehr weiß, ob das damals von Bynaus zitierte Wissen heute noch genauso bestand hätte.
Ich habe schon das damalige Wissen nicht, d.h. ich muss da auf einem viel tieferen Niveau ansetzen.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Ralf,

das ist schon fast 13 Jahre her und ich kann mich bestenfalls am Rande erinnern, dass da mal was war.
das war auch nicht vergleichbar mit den Ideen zu Alpha Centauri, aber es ist der Versuch Deine Frage zu den Gesetzmäßigkeiten wenigstens teilweise zu beantworten.



Zumindest beim Jupiter hat man zwei erdähnliche Monde, etwa in Erdmond-Grösse.
Selbst Ganymed hat aber nur knapp ¼ der Marsmasse und selbst Mars, am entfernten Rand der habitablen Zone hat keine nennenswerte Atmosphäre halten können und Neptun ist nicht Jupiter. Und Du hast damit schon Deine Ursprünglichen Größenvorstellungen von 1000 bis 2000 km Durchmesser für einen solchen hypothetischen Mond weit mehr als verdoppelt.

Ob das möglich wäre, weiß ich natürlich nicht. Im Artikel ist die Rede von einer Verbesserung der Empfindlichkeit um eine Magnitude bei der dort angegebenen Winkelauflösung von 1“ Für einen hypothetischen Mond um einen solchen ‚Neptun‘ müßte die Winkelauflösung bei noch besserer Kontrastauflösung aber nochmal vielleicht 2 Größenordnungen besser sein. Wenn ich das richtig verstanden habe ist man dazu technisch bisher nicht in der Lage – also viel Platz für Spekulationen. 😉



Ok, das ganze ist natürlich weit ausserhalb der habitablen Zone. Aber wäre ein vergleichbares Szenario nicht auch in der habitablen Zone möglich ?
Dazu müßten ‚Deine‘ ursprünglichen Monde bei erheblich kleinerer Masse als Mars, aber innerhalb der habitablen Zone eine Atmosphäre lange genug halten können. In unserem Sonnensystem sieht es aber so aus, daß das nicht funktioniert. Wenn der dortige ‚Neptun‘ ein sehr starkes Magnetfeld hätte, der hypothetische Mond sehr deutlich innerhalb dieses Magnetfeldes läge – vielleicht? Keine Ahnung! Das sind aber alles Randbedingungen, von denen ich annehme, daß sie ein solches System immer unwahrscheinlicher machen?



Hat man das analytisch hergeleitet oder ist das die Folge von Simulationen ? - Ich vermute mal letzteres.
Soweit ich das bisher mitbekommen habe, ist die Planetenbildung für eine analytische Beschreibung erheblich zu komplex. Und bei Simulationen muß man alle Gesetzmäßigkeiten kennen und genügend Prüfbeispiele haben. Das funktioniert ja noch nicht mal beim irdischen Wetterbericht über einen längeren Zeitraum und da hat man geradezu gigantische Datenmengen an denen man seine Simulationsansätze prüfen kann. Was aber nicht bedeutet, daß ich die Klimamodelle für Unfug halte – im Gegenteil! Vielleicht analog zur Simulation der Strukturentwicklung unseres Universums als pendant zum Klimamodell und eben dem Wetterbericht zu den Details der Planetenbildung oder so …



Robin Canup und William Ward haben sich zu diesem Thema sehr viele Gedanken gemacht, beispielsweise hier: Origin of Europa and the Galilean Satellites (Robin M. Canup, William R. Ward)
Hm! Das würde allerdings (auch schon damals) dem widersprechen was, wenn ich mich richtig erinnere, Bynaus mir dazu mal geschrieben hatte?

@Bynaus: Ich hoffe daß ich Dir hier nicht unrecht tue und Du das gar nicht warst, bzw. ich Dich damals falsch verstanden habe. Mit etwas suchen hab‘ ich den damaligen Thread, der sehr wahrscheinlich gar nicht um dieses Thema ging, jedoch (noch?) nicht wiedergefunden.

Herzliche Grüße

MAC
 

Bynaus

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@mac: Ich erinnere mich nicht mehr genau an die Diskussion, auf du dich beziehst. Es ist interessant zu sehen, dass es bei allen vier Gasplaneten des Sonnensystems ein Massenverhältnis von ca. 1:5000 zwischen der totalen Mondmasse und der Masse des Planeten gibt. Interessanterweise gilt dasselbe Massenverhältnis auch in zahlreichen kompakten Systemen von Supererden um Rote Zwerge, was schon darauf hindeutet, dass da möglicherweise ein ähnlicher Prozess zugrunde liegt. Das ist grundsätzlich auch nicht abwegig, denn in beiden Fällen gibt es eine Akkretionsschiebe, die von aussen gespiesen wird oder nicht, in der Material zu grösseren Brocken heranwächst. Dass der Stern strahlt und der Planet - scheinbar - nicht ist nicht so wichtig, denn junge, akkretierende Planeten dürften wegen der ganzen Kompressionswärme, die mit der Akkretion einhergeht, ebenfalls hell strahlen. Bei beiden Scheibenarten dürfte Migration nach Innen eine Rolle spielen, und das sich am Ende bildende Planeten- bzw. Mondsystem ist einfach die letzte Generation von Objekten, die sich bilden konnten, bevor die Scheibe sich auflöste. Soweit die Ähnlichkeiten.

Wo dann aber die Ähnlichkeit aufhört ist auf der weitaus grösseren Skala, auf der sich Mehrfachsysteme bilden, also kollabierenden Wolkenfragmenten. Da kann sich ein Kern bilden oder mehrere, diese Kerne können auf unterschiedlichste Art und Weise miteinander interagieren, und deren Akkretionsscheiben können praktisch in einem beliebigen Winkel zueinander stehen. Das heisst, es ist nicht zwingend so, dass die Planetenbahnen um Alpha Centauri A gleich orientiert sein müssen wie die Bahnebene zwischen A und B (wobei in diesem speziellen, relativ engen Fall die Gezeiten eine wichtige Rolle spielen könnten, so dass die Bahnebenen sich evtl. angeglichen hätten).

Ich stimme mit überein, dass ein typischer Neptunier-Mond in der HZ von Alpha Cen A wohl kaum genügend Masse hätte, um eine lebensfreundliche Atmpshäre zu binden. Gleichzeitig wäre es nicht völlig auszuschliessen, dass ein sehr viel grösserer Mond durch einen wie auch immer gearteten Einfang an den Neptunier gebunden wurde (beim ersten einigermassen soliden Exomond, Kepler-1652 b I, wo ein Neptunier einen Super-Jupiter umkreist, scheint dies zumindest der Fall zu sein). Aber wir haben natürlich auch keinen Grund zu vermuten, dass es wirklich so ist. Eventuell wären in dem System aber ohnehin noch zusätzliche Bahnen in der HZ innerhalb der Neptunier-Bahn stabil. Aber auch da: alles Vermutungen. Ich denke, wir haben keine andere Wahl, als abzuwarten, was noch kommt.

Die interssanteste offene Frage in dem System scheint mir im Moment ohnehin jene nach dem "Geistertransit" bei Alpha Cen B zu sein (ihr erinnert euch: bei der Suche nach einem Transit des mittlerweile wiederlegten Planeten Alpha Cen B b wurde tatsächlich eine Art Tranist beobachtet, der aber von der Dauer her nicht der gesuchte (Umlaufzeit 3 Tage) sein konnte, sondern auf einen Planeten mit ca. 1 Erdradius auf einer Bahn von ca. 20 Tagen Umlaufzeit hindeutete). Den wieder zu finden, bzw. den zugehörigen Planeten in den RV-Daten zu finden, wäre wirklich interessant. Denn diese Beobachtung, sofern sie sich bestätigen lässt, deutet ja darauf hin, dass die Planetenbahnen von Alpha Cen B so orientiert sind, dass wir sie von der Seite sehen, d.h. auch allfällig weiter aussen liegende Planeten (in der HZ?) könnten den Stern transitieren.
 

ralfkannenberg

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Ich stimme mit überein, dass ein typischer Neptunier-Mond in der HZ von Alpha Cen A wohl kaum genügend Masse hätte, um eine lebensfreundliche Atmpshäre zu binden.
Hallo Bynaus,

was sind denn die Bedingungen, dass ein Mond eine Atmosphäre binden kann, und dann gleich als nächstes, dass ein Mond auch eine lebensfreundliche Atmosphäre binden kann ?

Ich denke mal, dass die Masse und die Temperatur eine wichtige Rolle spielen. Gibt es da noch weitere Kriterien ?

So ist mir beispielsweise der Unterschied zwischen Ganymed und dem Titan nicht ganz klar - vergleichbar gross, vergleichbarer Abstand vom Mutterplaneten, Temperaturen Ganymed 110 K (zwischen 70 K - 152 K), Titan 93.7 K, also rund 16° kälter.

Io etwa gleich warm (eher kalt) wie Ganymed, Europa etwas kälter; Kallisto 24° wärmer als Io und Ganymed, was mich offen gestanden auch verwundert - vielleicht weil er dunkler ist und deswegen mehr Wärme absorbieren kann ? Dafür spricht auch, dass die Enceladus mit hoher Albedo noch kälter ist 75 K (zwischen 33 K - 145 K).



Freundliche Grüsse, Ralf
 

Bynaus

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was sind denn die Bedingungen, dass ein Mond eine Atmosphäre binden kann, und dann gleich als nächstes, dass ein Mond auch eine lebensfreundliche Atmosphäre binden kann ?

Die mittlere Teilchengeschwindigkeit (eine Funktion der Teilchenmasse und der mittleren Atmosphärentemperatur) einer atmosphärischen Spezies sollte deutlich unter der Fluchtgeschwindigkeit liegen, ca. 20% davon, wenn ich mich recht erinnere, wenn die Atmosphäre über Jahrmilliarden erhalten bleiben soll. Darüber hinaus sollten sich natürlich der Verlust (der auch bei den genannten Bedingungen stattfindet, weil immer ein kleiner Teil der Teilchen Geschwindigkeiten über der Fluchtgeschwindigkeit erreicht und diese bis zur Obergrenze der Atmosphäre beibehalten kann) und die Nachproduktion von atomosphärischen Spezies (aus Vulkanismus) in etwa die Waage halten. Die totale Dichte / Masse der Atmosphäre spielt deshalb auch eine Rolle: so verliert die Erde all ihr - hauptsächlich radiogenes - Helium ins Weltall, die etwas kleinere und viel heissere Venus hingegen kaum. Ein Heliumatom erreicht zwar auf der Venus vergleichsweise schnell die theoretische Fluchtgeschwindigkeit, aber es stösst auf dem Weg ins All mit so vielen anderen Atmosphären-Molekülen zusammen, dass diese Geschwindigkeit schnell wieder abgebaut wird.

Magnetfelder helfen natürlich auch, aber ich weiss nicht, wie man das genau quantitativ berücksichtigen kann. Und dann gibt es weitere Effekte: Soviel ich weiss könnte Ganymed grundsätzlich (Temperatur und Masse) eine dünne Atmosphäre halten, aber die enorm energiereichen Teilchen in Jupiters Magnetfeld würden eine solche Atmosphäre in kürzester Zeit wieder Zerstäuben (durch Teilchenkollisionen auf Fluchtgeschwindigkeit beschleunigen). Titan ist viel weiter draussen vom Saturn (und damit weit weg von derart energiereichen Teilchen), einen Tick kälter, und das saturnische Magnetfeld schützt ihn zudem immer noch etwas vor dem Sonnenwind.

Mit einer lebensfreundlichen Atmosphäre meine ich ganz Erde-Chauvinistisch eine aus Stickstoff und Sauerstoff.
 
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