Hallo!

Seit einiger Zeit existiert ein (sozusagen) „anonymer“ Exoplanet. Seine Identität ist derzeit nicht offiziell, obwohl schon einige wenige Daten veröffentlicht worden sind. Doch wird er nicht mit einer bekannten Katalogsbezeichnung betitelt, doch wird er unter Fachkreisen Anon b genannt, was vermutlich auf Anonymus zurückgeht. In der Extrasolar Planets Encyclopaedia von Jean Schneider wird er schon mit aufgeführt: http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/star.php?st=Anon.

Dort sind folgende Daten zu finden:

Exoplanet „Anon b“
Mindestmasse: 0.3 Jupitermassen [/u]
Große Halbachse: 0.024 AE
Umlaufzeit: 1.3381 Tage
Num. Exzentrizität: 0

Zentralstern um „Anon b“
Spektraltyp: G0


Entdeckt wurde übrigens „Anon b“ von unseren „heimatlichen“ Planetenjägern an der Thüringer Landessternwarte Tautenburg: Eike Günther, Artie Hatzes, Ralph Neuhäuser, Jochen Eislöffel, Markus Mugrauer etc. ---- Wie geht’s Euch?
(siehe auch http://arxiv.org/abs/astro-ph/0510436)


Nun wird etwas theoretisch:

Aus den vorgegebenen Daten des Exoplaneten „Anon b“ und seinem Zentralstern kann man weitere astronomischen Eigenschaften errechnen und mögliche Kandidaten für die „wahre“ Identität von „Anon b“ eingrenzen.

Die Zentralstern-Masse
Da ein Exoplanet und sein Stern sich im entfernten Sinne wie ein Doppelstern-Paar verhalten, kann man aus ihnen die Masse einer der beiden Komponenten errechnen. Wir haben dazu lediglich einige Daten zum Exoplaneten „Anon b“ vorlegen (siehe oben).

Gegeben:
Planetenmasse M_Planet = 0.3 Jupitermassen
Große Halbachse a = 0.024 AE
Umlaufzeit T = 1.3381 Tage

Hilfsmittel:
Sonnenmasse M_Sonne = 1,989E+30 kg
Gravitationskonstante g = 6,6742E-11 m^3 / kg * s^2
„AE in Meter“ AU = 1,496E+11 m
„24 Stunden in Sekunden“ d = 86400
Kreiszahl Pi = 3.14159265
Zentripetalkraft:
F_Z = M_Planet * v^2 / a mit v = 2 * Pi * a / T
F_Z = M_Planet * (2 * Pi * a / T)^2 / a
F_Z = M_Planet * 4 * Pi^2 * a / T^2
Gravitationskraft F_G = g * M_Stern * M_Planet / a^2

[i]Gesucht:[/i}
Zentralstern-Masse M_Stern

Lösungsschritte:
1. Schritt: Zentripetalkraft mit Gravitationskraft gleichsetzen
F_Z = F_G

2. Schritt: M_Planet kürzen
M_Planet * 4 * Pi^2 * a / T^2 = g * M_Stern * M_Planet / a^2

3. Schritt: nach M_Star auflösen
4 * Pi^2 * a / T^2 = g * M_Stern / a^2

4. Schritt: Werte einsetzen & ausrechnen
M_Star = 2,0482E+30 kg
M_Star = 1,02974827 M_Sonne
M_Star ~ 1,03 M_Sonne

Leuchtkraft
Da man nun die Sternmasse von 1.03 Sonnenmassen kennt, kann man nun über die Masse-Leuchtkraft-Beziehung die Leuchtkraft abschätzen:

L ~ Masse^3.5 ~ 1.105 (relativ zur Sonne)

Die Masse-Leuchtkraft-Beziehung ist jedoch nur für Hauptreihensterne anwendbar. Da die Sternmasse jedoch 1.03 Sonnenmassen beträgt, kann man schnell daraus schließen, dass es sich um einen sonnenähnlichen Hauptreihenstern handelt.

Weitere Sterndaten
Mit Hilfe des HRD kann man weitere Daten über diesen Stern abschätzen:
Absolute Helligkeit: 4.73 mag
Radius: 1.00 Sonnenradien



Man hat zwar nun einige Daten über den Zentralstern, doch sind es nur geschätzte Daten. Außerdem ist es nach wie vor ungeklärt welcher Stern sich hinter dem Zentralstern von „Anon b“ verbergen könnte.
Im Preprint http://arxiv.org/abs/ astro-ph/0510436 macht man jedoch ein paar „versteckte“ Angaben zum Exoplaneten und seinem Zentralstern, die zumindest den Kreis der Verdächtigen enger schließt:

  • Der gesuchte Zentralstern ist einer von 46 Zielsternen der TLS RADIAL VELOCITY SURVEY. astro-ph/0510436 Seite1: „We report on the search for planets orbiting 46 nearby young stars performed at the State Observatory of Turingia (TLS) by means of a radial velocity survey.“
  • Die TLS RADIAL VELOCITY SURVEY verwendet ihre 46 Zielsterne auf Basis des HIPPARCOS-Katalogs http://vizier.u-strasbg.fr/ftp/cats/I/239/; astro-ph/0510436 Seite 4: Based on the Hipparcos parallaxes all our stars are at a distance of less than 50 pc from the Sun, and 36 of them are closer than 30 pc.“
  • Daten & Eigenschaften des Exoplaneten „Anon b“: Die Daten können vorwiegend aus http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/star.php?st=Anon und astro-ph/0510436 herangezogen werden. astro-ph/0510436 Seite 7: „A young exo-planet candidate“
  • Spektraltyp des Zentralsterns von „Anon b“: Als einziger direkter Hinweis auf eine Angabe zum Zentralstern von „Anon b“ wurde ein Spektralwert von G0 angegeben. http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyc...r.php?st=Anon; astro-ph/0510436 Seite 7: „The RV measurements for a G0 star in our sample...“
  • Zentralstern-Masse: Aus den Daten des Exoplaneten „Anon b“ konnte eine Masse für den Zentralstern von „Anon b“ mit 1.03 Sonnenmassen bestimmt werden.
  • Weitere Daten des Zentralsterns: Über die Masse-Leuchtkraft-Beziehung lässt sich die Leuchtkraft auf rund 1,105 Sonnenleuchtkräfte bestimmen. Mit Hilfe des HRD kann man zusätzlich eine ungefähre Absolute Helligkeit von 4.73 mag und einen ungefähren Radius von 1.00 Sonnenradien bestimmen.
  • Entfernung zur Sonne: Alle 46 Zielsterne der TLS RADIAL VELOCITY SURVEY liegen in einer Entfernung von 50 Parsec zur Sonne. 36 dieser Zielsterne haben sogar eine Entfernung von 30 Parsec. astro-ph/0510436 Seite 4: „Based on the Hipparcos parallaxes all our stars are at a distance of less than 50 pc from the Sun, and 36 of them are closer than 30 pc.“
  • Scheinbare Helligkeit: Alle 46 Zielsterne der TLS RADIAL VELOCITY SURVEY haben eine Scheinbare Helligkeit von 5 mag – 9 mag. astro-ph/0510436 Seite 4: „Accordingly, they are relatively bright, ranging from the fifth to the ninth visual magnitude.“
  • Oberflächentemperatur: Alle 46 Zielsterne der TLS RADIAL VELOCITY SURVEY besitzen eine effektive Oberflächentemperatur von log T_eff 3.5 – 3.85. Da wir aber einen G0-Stern suchen, ist der Bereich log T_eff 3.75 – 3.8 wichtiger. astro-ph/0510436 Seite 4: Figure 1
  • Beobachtungsort: Aufgrund der Lage des Beobachtungsorts (Thüringer Landessternwarte Tautenburg) bei einer geografischen Breite von 50° 58’ 48.4’’ kann nur ein bestimmter Teil des Sternhimmels beobachtet werden und vorwiegend die nördliche Hemisphäre. astro-ph/0510436 Seite 3: „The observations have been carried out at the State Observatory of Turingia (TLS) using the 2m “Alfred Jensch” telescope which is equipped with a Coudé echelle spectrograph.“



Ich selbst habe einmal solch eine Analyse durchgeführt. Wegen den vielen katalogisierten Sternen im HIPPARCOS-Katalogs (118218 Sterne) war es allerdings nicht möglich, einen eindeutigen Stern zu finden. Es gab fast 400 Sterne, die dem Profil des Zentralsterns von „Anon b“ entsprachen.

Dennoch habe ich nicht entmuten lassen. Diese Suche zeigt, dass man mit einigen Angaben über solch einen Exoplaneten ein ungefähres Profil erstellen kann. Das des zusätzlichen Preprints astro-ph/0510436 konnte man weitere wichtige & versteckte Informationen finden. Es hat richtig Spaß gemacht und man konnte mit seinen detektivischen Spürsinn Sherlock Holmes spielen.


Im übrigen danke ich Bynaus & galileo2609 für die gute & hilfereiche Unterstützung zur Errechnung weiterer Daten zu „Anon b“

Tschau!