Extrasolare Planeten: Erdähnliche Planeten um Alpha Centauri B?

Bynaus

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Zunächst einmal: Ja, es gibt mit Sicherheit weder Hot Jupiters noch Hot Neptunes um Alpha Cen A oder B, die hätte man mittlerweile längst gefunden. Aber die Masse der Felsplaneten beträgt kumuliert sicher keine Jupitermasse (Jupiter = 318 Erdmassen). Da haben vielleicht je 2 bis 5 Planeten Platz in dem System, da kommen kaum mehr als 10, 20 Erdmassen zusammen. Alpha Cen ist allgemein etwas metallreicher als die Sonne, dürfte also auch massivere Planeten besitzen, wenn die gleichen Prozesse gespielt haben.

Man ist sich ziemlich einig darüber, dass erdähnliche Planeten praktisch wasserlos entstehen. Zunächst sind sie ja superheisse Magmakugeln, da dürfte es für Wasser schwierig sein, sich zu halten. Erst späte (dh, wenn die Planeten abgekühlt sind) Einschläge, vermutlich von Asteroiden, bringen das Wasser zu den Planeten. Kometen werden heute als nicht ganz so wahrscheinlich angsehen, weil das Deuterium/Protion (D/H)-Verhältnis von Kometen von jemem von Meerwasser abweicht. Allerdings gibts da auch eine starke Variation der D/H-Verhältnisse, so dass möglicherweise das Meerwasser einfach das gemittelte D/H darstellt, das kann man nicht ausschliessen. Wenn unser Wasser aber von Asteroiden stammt, dann sind die Planeten bei Alpha Cen trocken, die einzige Chane auf Wasser kommt von Proxima Centauri.

Es stellt sich aber auch die Frage, ob Alpha Cen überhaupt eine Oortsche Wolke besitzt. Diese ist nämlich bei unserem Sonnensystem überhaupt erst durch die Gasriesen bevölkert worden, die Eisklumpen aus dem System geschleudert haben. Sicher, auch die beiden Sterne im Alpha Cen System können das, aber es stellt sich die Frage, ob diese Eisklumpen durch die höhere Gravitation nicht einfach vollständig aus dem System geschleudert werden, oder aber durch die Strahlung der Sterne so viel Eis verlieren, dass sie gar nicht mehr als eigentliche Kometen gelten können.

So oder so, es sind noch viele Fragen offen, aber ich würde sagen, Alpha Cen ist ein sehr interessantes System, über das wir im nächsten Jahr noch einiges hören werden...
 

_Mars_

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Man ist sich ziemlich einig darüber, dass erdähnliche Planeten praktisch wasserlos entstehen.

Aber gänzlich wasserlos sind sie sicher nicht entstanden, nur der quantitative Rest ist wahrscheinlich erst nacher geliefert worden, da hast du Recht.


Das Gestein ist feucht (wichtig für Tektonik) mit wenigen Gewichtsprozent an flüchtigen Elementen (wie eben Wasser, Kohlendioxid,... )


Selbst wenn also nachträglich kein Wasser angekommen wäre, dann hätte man wahrscheinlich immer noch ein paar Seen... Nicht lebensfreundlich im großen Sinne, aber ein paar Pfützen sollten zu finden sein.
 

Bynaus

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In den inneren Bereichen der Scheibe gibt es praktisch kein Wasser. Wasser kommt in solchen Scheiben in Form von Eis vor, und das bildet sich nur jenseits der sogenannten Schneelinie, dh, im frühen Sonnensystem jenseits von ca. 5 AU.

Das Gestein wird erst "feucht" durch das Wasser, das später hinzu kommt. Wenn nichts mehr hinzukommt, dann hat man halt einfach knochentrockene Wüstenplaneten. Allfällige "Pfützen" oder "Seen" würde da sofort verdampfen und sich in der Atmosphäre als Wasserdampf lösen - denn erst, wenn die Atmosphäre gesättigt ist, können sich stehende Wasserflächen bilden, und erst, wenn wir Ozeane haben, kommt auch Wasser ins Gestein und ermöglich Tektonik und einen Kohlenstoffkreislauf.

Selbst in unserem System hat die Venus, obwohl sie eine sehr ähnliche Bahn und Grösse wie die Erde hat, nicht einmal ein Zehntel soviel Wasser abbekommen wie die Erde. Das deutet darauf hin, dass der Gewinn von Wasser "stochastisch" ist, also von ein paar wenigen zufälligen Entwicklungen abhängig - mit anderen Worten: ein Planet kann perfekt in der bewohnbaren Zone sitzen, aber trotzdem zu wenig Wasser bekommen, um lebensfreundlich zu sein.
 

SRMeister

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Hier wird mal genauer unter die Lupe genommen, welche Empfindlichkeit ein Spektrometer haben müsste, um erdähnliche Planeten (auch) um a-Cen. B zu finden.
Demnach reicht das HARPS Instrument der ESO aus, um Planeten mit der 5fachen Erdmasse in der habitablen Zone zu finden. Durch eine andere Beobachtungsstrategie lässt sich das sogar auf die 3fache M(e) reduzieren. Im Moment wird der Stern pro Tag 15min beobachtet und das an 10 aufeinander folgenden Tagen im Monat. Besser wäre 3 mal 10min pro Tag , alle 3 Tage. Dadurch ließe sich der vom Stern erzeugte RV-Fehler besser erkennen.
Noch ein paar Zahlen: Die Erde erzeugt bei der Sonne eine RV von 9cm/s. Das aktuelle HARPS Instrument kann ca. 30cm/s erkennen(wurde ursprünglich für 1m/s konzipiert).
Planeten mit M(e) in der HZ um a-Cen B müssten RVs zwischen 5 und 10cm/s erzeugen.
Ein für 2014 geplantes Instrument namens ESPRESSO soll mindestens eine Empfindlichkeit von 10cm/s haben. Die Forscher erwarten aber wie bei HARPS noch mehr. ESPRESSO wiederum ist der Vorläufer für ein Instrument namens CODEX, welches am E-ELT der ESO eingesetzt werden soll. CODEX soll eine RV empfindlichkeit von 1cm/s haben!
Da kommt also noch einiges auf uns zu.
Planeten um a-Cen B in der HZ können übrigens von HARPS als auch von ESPRESSO und CODEX nur mit 80% Wahrscheinlichkeit entdeckt werden, da alpha Centauri nur 8 Monate im Jahr von der ESO aus beobachtet werden kann.
CODEX soll vorwiegend eingesetzt werden, um die Rotverschiebung extrem entfernter Objekte(Galaxien, Quasare, QSOs) direkt zu messen, also die Verschiebung der Spektrallinien über 20 Jahre zu erkennen.
 
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