Gaia: Daten über eine Milliarde Sterne

astronews.com Redaktion

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Der europäische Astrometriesatellit Gaia ist heute Morgen erfolgreich gestartet. Gaia soll rund eine Milliarde Sterne unserer Milchstraße mit bislang unerreichter Genauigkeit vermessen und den Astronomen so ein besseres Verständnis über das dreidimensionale Erscheinungsbild unserer Heimatgalaxie vermitteln. Dazu wird Gaia ab Frühjahr kommenden Jahres täglich im Schnitt 40 Millionen Sterne erfassen. (19. Dezember 2013)

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Bynaus

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Sehr schön! Diese Mission könnte, wenn alles funktioniert, zu einer der wichtigsten in diesem Jahrzehnt werden. Und vielleicht, neben allem anderen, in der Exoplanetenforschung die Ära der Transits ablösen (die ja zuvor schon ihrerseits die Ära der Radialgeschwindigkeiten abgelöst hatte) und in die Ära der Astrometrie führen.
 

mac

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Glückwunsch! :)
Das war ja dieses mal zum Glück viel besser, als bei Hipparchos.
 

Kibo

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Sehr schön,

laut dem hier soll Gaia nur HJ entdecken können, wenn überhaupt. Gibt es da aktuellere Einschätzungen wie gut Gaia denn nun Exoplaneten aufspüren können wird? Laut Wikipedia beträgt die Genauigkeit von Gaia 25 Mikrobogensekunden. Gaia könnte also ein Schwanken um einen Stern in 10 Lj Entfernung von 1,2*10^-8 Lichtjahren oder 114000 km noch auflösen. Wenn ich mich nicht verrechnet habe, liegt das Baryzentrum des Zweikörperproblems Erde/Sonne in einer Entfernung von 450000 km vom Sonnenmittelpunkt.

mfg
 

Bernhard

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Wenn ich mich nicht verrechnet habe, liegt das Baryzentrum des Zweikörperproblems Erde/Sonne in einer Entfernung von 450000 km vom Sonnenmittelpunkt.
Ich komme da auf r = m/M * d = 440 km, also ein Tausendstel dieses Wertes. Damit kann Gaia nur relativ schwere und ferne Exoplaneten wie Jupiter aufspüren, aber laut Wikipedia sind Exoplaneten speziell bei dieser Mission nur ein relativ kleines Nebenziel.
 
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Kibo

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Kannst recht haben, hier mal meine Formeln:

10Lj*2*pi*25arcsec/(360*3600*10^6)= 1,2*10^-8Lj

149.597.870.700 km*5,974*10^24kg/(1,989*10^30+5,974*10^24kg)=449.319km
 

Bernhard

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Hallo Kibo,

10Lj*2*pi*25arcsec/(360*3600*10^6)= 1,2*10^-8Lj
die Formel ist zwar richtig angeschrieben, auch wenn man 2/360 gerne durch 1/180 ersetzt, aber Du hast scheinbar zwei mal 360 in den Rechner eingegeben. Das korrekte Ergebnis lautet 1,2e-9 Lj. Gaia könnte Jupiter also bis zu einer Entfernung von 650 Lichtjahren gerade noch nachweisen. Wirklich berauschend ist das nicht, aber wie gesagt, bei Gaia geht es scheinbar nur am Rande um Exoplaneten. Immerhin ist die Auflösung von Gaia etwa tausendmal besser als beim Hubble Space Telescope (HST).
 

Kibo

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Tja, du bist halt besser in Mathe, aber das wussten wir ja schon.

mfg

PS: Das könnte für habitable Planeten um rote Zwerge reichen.
 
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SRMeister

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Aber wenn er bis 650 Lj den Jupiter nachweisen könnte, so stelle ich mir vor, dass er eine riesige Menge an Planetensystemen finden kann. Denn diese Methode ist ja viel tolerabler, was die Ausrichtung eines Systems angeht im Vergleich zu Transit und die Menge an sonnenähnlichen Sternen im Radius von 650ly ist sicher beachtlich. Vieleicht hast du Zahlen Bernhard?
 

mac

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Hallo SRMeister,

legt man die Sternendichte des CNS3, mit 0,03 Sternen pro Kubikparsec zugrunde, dann gibt es in 650 Lichtjahren Umkreis rund 1 Million Sterne aller Art. Tatsächlich werden es (bei den Zwergen) etwas mehr sein, wie der RECONS nahe legt, andererseits sind wir sehr dicht an der galaktischen Ebene und die Sternendichte nimmt parallel zur galaktischen Rotationsachse, nach beiden Seiten recht bald deutlich ab. (Radial dürfte sich innerhalb dieser 650 Lichtjahre Radius dagegen nicht sehr viel ändern, auch weil sich dieser Dichteverlauf gegenseitig einigermaßen kompensiert). Grob geschätzt sollte es in diesem Umkreis also irgendwas zwischen 0,5 bis 1 Million Sterne geben. So gesehen sind die 30000 potentiellen 'Entdeckungen' lt. Betreiber, vielleicht etwas zweckpessimistisch? Andererseits sind 70 Beobachtungsdaten pro Stern in 5 Jahren auch nur begrenzt geeignet, wirklich alles zu finden, was sich so finden lassen könnte, aber mal sehen, es wäre nicht der erste Satellit, der länger arbeitet als ursprünglich geplant. (OK, es gibt leider auch die umgekehrten Fälle :( )

Herzliche Grüße

MAC
 
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Bynaus

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Gaia könnte Jupiter also bis zu einer Entfernung von 650 Lichtjahren gerade noch nachweisen. Wirklich berauschend ist das nicht

Ich finde das ziemlich berauschend! In diesem Volumen gibt es viele Millionen Sterne. Alle Sterne im Umkreis von 500 LJ zu kennen, die einen Jupiter besitzen, wäre bereits ein gewaltiger Erkenntnissprung!

Allerdings muss natürlich Gaia auch lange genug aktiv bleiben, um mindestens einen Orbit eines Planeten zu dokumentieren. Sagen wir, Gaia funktioniert wie vorgesehen 5 Jahre lang, könnte das Teleskop also grundsätzlich alle Objekte entdecken, die bis zu 5 Jahre Umlaufzeit haben und dabei eine Verschiebung von bis zu 25 Mikrobogensekunden bei ihrem Stern auslösen. Ich würde sagen, das reicht, um die Häufigkeit von Gas- und z.T. auch Eisriesen bei allen erdnahen Sternen in der HZ zu katalogisieren. Gaia könnte uns also z.B. sagen, wo wir nach terrestrischen Planeten ähnlich unseren und wo wir eher nach Gasriesenmonden in der HZ suchen müssen.
 

SRMeister

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Mir kam da so ein Gedanke. Handelt es sich dem Prinzip nach nicht um eine Analog-Digital Wandlung? Die Position der Sterne wird mit der Frequenz 14 Messungen/Jahr abgetastet. Nach diesem Theroem kann man somit nur Objekte mit unter 7 Umläufen pro Erdjahr, oder anders ausgedrückt, mit über ca 52 Tagen eigener Umlaufzeit, finden.
Das heisst die Hot Jupiter verschwinden im Rauschen.
Korrekt?
 
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Bynaus

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@mac: das war nur so Pi mal Daumen geschätzt, ich glaube, unsere Beiträge haben sich überschnitten.

SRMeister schrieb:
Mir kam da so ein Gedanke. Handelt es sich dem Prinzip nach nicht um eine Analog-Digital Wandlung? Die Position der Sterne wird mit der Frequenz 14 Messungen/Jahr abgetastet. Nach diesem Theroem kann man somit nur Objekte mit unter 7 Umläufen pro Erdjahr, oder anders ausgedrückt, mit über ca 52 Tagen eigener Umlaufzeit, finden.

Guter Punkt. Also alles mit genügend Masse (als Funktion zur Distanz) und mit zwischen 50 Tagen und 5 Jahren Umlaufzeit sollten wir finden. Da bin ich nicht überrascht, wenn einige 10000 Planeten als mögliches Resultat angegeben werden.
 

SFF-TWRiker

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@mac #14
Bei kepler war man auch sehr zweckpessimistisch. Man hoffte bei Beginn der Mission "einige Dutzend extrasolare Planeten" zu entdecken.
Dieser Zweckpessimismus ist wohl international verbreitet. Chang'e 3 wird schon jetzt als voller Erfolg bewertet, obwohl Yutu 3 Monate herumfahren soll. Chang'e 2 hat auch längst alle Ziele erreicht, obwohl die Sonde nach Mondorbit, L2 und Asteroid Toutatis noch immer als aktive Mission läuft.
 

SRMeister

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Hallo nochmal,
Ich habe mal berechnet ob eine Erde in der HZ von Alpha Centauri B "sichtbar" wäre. Sie wäre nicht sichtbar, da die Bewegung nur 4,5µas betragen würde, aber demnach wäre eine Supererde ab 5 oder 6 M(E) noch nachweisbar. Das ist doch immerhin etwas :)
 
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