Astronomie

Hat sich die Erde außerhalb des Sonnensystems gebildet?

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Warum ist es nicht möglich, dass sich die Erde außerhalb des Sonnensystems gebildet hat und später von der Sonne angezogen wurde?

Ich brauche nur Argumente, um diese Hypothese zu widerlegen.


  1. Der Zufall, dass die Erde gerade dahinschwebte und gefangen genommen wurde, ist winzig. Wie kam es, dass die Erde durch den Weltraum schwebte? Es gibt keinen etablierten Mechanismus, mit dem sich terrestrische Planeten von selbst bilden können. Soweit wir wissen, brauchen sie einen Wirtsstern, um sich zu bilden. Wenn also unsere Sonne die Erde eingefangen hat, muss sie sich um einen anderen Stern gebildet haben, wurde irgendwie ausgeworfen und kam dann unter den Einfluss unserer Sonne, wo sie eingefangen und an ihrer aktuellen Position platziert wurde. Das ist alles sehr, sehr unwahrscheinlich. Ich werde die Mathematik nicht durchgehen, aber Sie haben wahrscheinlich eine bessere Chance, von einer Beleuchtung getroffen zu werden, genau in dem Moment, in dem Sie ein gewinnendes Lotterielos (zweimal) kaufen.
  2. Abgesehen von einem statistischen Argument können Sie es von dem Standpunkt aus betrachten, dass die Zusammensetzung der Erde mit allem anderen in unserem Sonnensystem übereinstimmt. Die Menschen haben die physikalische Zusammensetzung der Erde, des Mondes und der anderen Planeten und Körper in unserem Sonnensystem sehr genau studiert. Uns wäre es aufgefallen, wenn es einen großen Unterschied in der Zusammensetzung gegeben hätte oder etwas einfach nicht zusammenpasste. So wie es ist, passt die Erde verdammt gut zusammen, besonders mit unserem Mond. Die große Ähnlichkeit in der Zusammensetzung zwischen unserem Mond und der Erde ist ein starker Beweis dafür, dass der Mond aus der Erde geformt wurde. Wenn die Erde gefangen wurde, war es auch der Mond, was Punkt 1 noch unwahrscheinlicher macht.
  3. Viele Menschen haben viel Zeit damit verbracht, die Entstehung unseres Sonnensystems zu simulieren, von den Anfängen bis heute. Es gibt ein paar offene Fragen (z. B. warum Jupiter sich dort befindet, wo er sich befindet), aber im Großen und Ganzen sind sich die Menschen einig, dass sich ein Planet in der Nähe der Erde bilden sollte. Wenn die Erde also während der Formation nicht hier war und später eingefangen wurde, warum gibt es dann keinen zusätzlichen Planeten, der sich dort gebildet hat, wo die Erde ist? Alle Simulationen legen nahe, dass ein solcher Planet existieren sollte. Das wahrscheinlichste Szenario ist, dass die Erde dieser Planet ist!
  4. Es wird angenommen, dass das grundlegende Leben (d. h. einzellige Organismen) vor etwa 3,8 bis 4,1 Milliarden Jahren auf der Erde begann. Die Erde selbst wurde zuverlässig auf etwa 4,53 Milliarden Jahre datiert. Das bedeutet, dass sich das Leben nur 400-700 Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde gebildet hat. Das Leben erfordert sehr, sehr spezifische Bedingungen (wie wir es kennen), um sich zu bilden, und das kann nicht im toten Weltraum passieren. Die Erde musste von Anfang an um einen Stern herum sein. Jede Zeit, die man bis zur Eroberung durch den Weltraum verbracht hätte, hätte den Beginn der Entstehung von Leben verzögert.

Ich bin sicher, dass es viele Argumente gibt, die der Liste hinzugefügt werden könnten, aber das ist ein guter Anfang, denke ich.


Bearbeiten: Auf diese Antwort habe ich nicht mit einer so lebhaften Debatte gerechnet. Zunächst einmal möchte ich sagen, dass keines meiner obigen Argumente kugelsicher ist. Ich werde einige der folgenden Kommentare aufnehmen, um diese Antwort abzurunden. Dies wird einfacher sein, als eine lange Unterhaltung mit Kommentaren zu erstellen.

Matthew Whited - [Es] ist möglich, dass sich andere Rouge-Planeten außerhalb ihres eigenen Sonnensystems gebildet haben könnten. Es ist auch möglich, dass sie sich innerhalb von Sonnensystemen bilden und ausgestoßen werden.

Dies ist sicherlich wahr. Die Hypothese, dass sich die Erde anderswo (sei es im freien Raum oder um einen anderen Stern herum) gebildet hat und später von unserer Sonne eingefangen wurde, kann nicht stichhaltig abgelehnt werden. Meine Argumente sind hauptsächlich Wege, darauf hinzuweisen, dass die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ereignisses aufgrund der unwahrscheinlichen Umstände, die eintreten müssen, damit diese Hypothese wahr ist, immer geringer wird. Der Wettmann würde sich nicht der Hypothese anschließen, dass sich die Erde außerhalb unseres Sonnensystems gebildet und später gefangen genommen wurde.

Rob Jeffries - Fast die einzige Möglichkeit, die Erde einzufangen, ist während der Phase der Cluster-Sternenbildung (gut etablierte theoretische Möglichkeit). In diesem Fall hätte es das gleiche Alter und die gleiche Metallizität, als ob es sich um die Sonne herum gebildet hätte. Alter und Metallizität sind also schwache Argumente.

Ich weiß nicht, ob sie so schwach sind. Wenn die Erde von einem anderen Sternsystem käme, würde sie natürlich von einem nahegelegenen kommen, das natürlich eine ähnliche Metallizität wie unsere Sonne hätte. Aber ich denke, ein Punkt, der die obigen Argumente verstärkt, ist die spezifische Zusammensetzung der Erde. Wenn es sich um einen Stern mit einer etwas anderen Natur (z. B. einen M-Zwerg) oder in einer anderen Entfernung vom Stern bilden würde, würden wir feststellen, dass die Erde in unserem Sonnensystem "fehl am Platz" zu sein scheint. So wie es ist, stimmt sein Eisengehalt recht gut damit überein, dass es sich dort bildet, wo es sich derzeit befindet. Auch hier ist nichts davon kugelsicher, aber es lässt Zweifel an der Gültigkeit der Erdbildung anderswo aufkommen.

Rob Jeffries - Die Planetenerfassung im entstehenden Sternhaufen macht auch die Argumente 2 (da der Mond nach der Erfassung gebildet werden müsste) und 4 zunichte.

jwenting - Das Mondargument ist nicht gültig. Der Mond könnte nach der Aufnahme aus der Erde entstanden sein. Was diese Aufnahme natürlich nicht zu einem wahrscheinlicheren Szenario macht.

Annulliert würde ich nicht sagen. Tatsächlich würde ich denken, dass es sie ein bisschen stärker macht. Der Prozess, dass sich die Erde anderswo bildet, aus ihrem Sternsystem geschleudert und von unserem eingefangen (und an ihren richtigen Platz gebracht) wird, dann einen Mond und Leben bildet, erfordert, dass diese Ereignisse extrem schnell ablaufen. Obwohl es nicht unmöglich ist, ist es unwahrscheinlich, insbesondere wenn Sie Ihr Argument hinzufügen, dass sich die Erde in einer sehr präzisen Umlaufbahn befindet, die bei ihrer Erfassung unwahrscheinlich wäre. Wenn Sie argumentieren, dass sich der Mond/das Leben nach der Einfangung gebildet hat, begrenzen Sie wirklich die Zeit und die Chancen, dass sich die Erde in unserem System nicht gebildet hat.


Es wäre wirklich schwierig für die Erde, auf einer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn zu landen, wenn sie von außerhalb des Sonnensystems käme. Tatsächlich würde es aus der Unendlichkeit fallen, hätte eine hyperbolische Umlaufbahn und würde einen um die Sonne drehen und in die Dunkelheit des interstellaren Raums zurückkehren.

Welcher Mechanismus könnte genau genug Energie loswerden, um die Erde am Austritt zu hindern und sie in eine so schöne Umlaufbahn zu bringen? (Die Exzentrizität ist .0167, was einem perfekten Kreis zu nahe kommt, um sie mit bloßem Auge zu unterscheiden.) Mir fällt nichts ein. Bestenfalls sollte es eine Umlaufbahn haben, die den äußeren Punkt weit draußen im äußeren Sonnensystem und eine nächste Annäherung in der Nähe der Sonne hat.


Ich denke, die Umlaufbahn der Erde ist bei weitem das stärkste Argument dafür, dass sich die Erde um die Sonne gebildet hat. Die Umlaufbahn ist fast kreisförmig und fast in der Äquatorebene der Sonne, ähnlich wie bei den anderen Planeten. Diese Tatsachen werden natürlich berücksichtigt, wenn die Erde aus Material gebildet wird, das in der Urscheibe der Sonne koaguliert, wo Zirkularisierung und Kollaps in eine Ebene senkrecht zur Rotationsachse der Sonne erwartet werden.

Erfassung von Planeten ist möglich und wird in den frühen dichten Umgebungen von Sternhaufen als relativ häufig angesehen. Ein eingefangener Planet hätte daher ein ähnliches Alter und eine ähnliche Metallizität wie ein Planet, der um die Sonne geboren wurde, da Sternhaufen empirisch fast gleichzeitgig und chemisch homogen sind. Das Problem ist, dass terrestrische, felsige Planeten einige Dutzend Millionen Jahre brauchen, um sich zu bilden. Die meisten dichten Sternhaufen haben sich auf viel kürzeren Zeitskalen zerstreut. Selbst wenn die Sonne in einem seltenen, langlebigen Haufen geboren würde, hätte sich ihre ursprüngliche Gasscheibe bereits innerhalb von zehn Millionen Jahren aufgelöst und es gäbe daher keinen Mechanismus, um eine eingefangene Erdbahn zu zirkularisieren oder eine Bahn in derselben Ebene wie plane zu erzwingen die anderen Planeten.


Occams Rasiermesser widerlegt die Hypothese. Es gibt keine astronomischen Anomalien bezüglich des Obits oder der Position der Erde, die eine komplizierte Einfügung der Erde von außerhalb des Sonnensystems erfordern. Es sei denn, einige Schwierigkeiten in bekannten Tatsachen werden hervorgebracht erfordern eine solche Hypothese als ihre einfachste Lösung, dann kann die Idee einfach als unnötig verworfen werden. Die anderen gegebenen Beobachtungen (Orbitalkreisförmigkeit, Konsistenz in der Sonnenebene, Rotation, Zusammensetzung usw.) verleihen Glaubwürdigkeit, da sie zeigen, wie viel eine Insertionshypothese berücksichtigen müsste, die das Born-in-Place-Modell bereits verarbeitet. NB: Das bedeutet nicht, dass es nicht möglich ist – nur, dass es wissenschaftlich keinen Grund gibt, dies zu glauben, und viele Gründe, dies zu glauben. Occams Rasiermesser ist kein Beweis; es ist ein methodisches Prinzip.


NASA-Raumsonde Voyager 1 hört ‘Brummen’ außerhalb des Sonnensystems

Die 1977 gestartete Raumsonde bahnt sich derzeit ihren Weg durch den interstellaren Raum jenseits des Randes unseres Sonnensystems.

Und es hat ein seltsames Geräusch aufgenommen.

Instrumente an Bord der Voyager 1 nehmen ein konstantes Dröhnen auf – eine Art Brummen –, das den Lärm des Weltraums jenseits des Einflusses der Sonne darzustellen scheint.

Wissenschaftler, die das Rauschen analysieren, gehen davon aus, dass es von interstellaren Gas- oder Plasmawellen kommt, die in dem riesigen leeren Raum zwischen den Sternen existieren.

„Es ist sehr schwach und monoton, weil es in einer schmalen Frequenzbandbreite liegt“, sagte Stella Koch Ocker, eine Cornell-Doktorandin in Astronomie, die die Emission fand.

„Wir entdecken das schwache, anhaltende Summen von interstellarem Gas.“

Dieses Ergebnis, das in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht wurde, deutet darauf hin, dass im Weltraum möglicherweise mehr passiert, als wir ursprünglich dachten.

Wissenschaftler hoffen, mit den Instrumenten an Bord der Voyager 1 verstehen zu können, wie die Grenze des Sonnensystems (bekannt als Heliopause) mit dem interstellaren Raum insgesamt interagiert.

„Das interstellare Medium ist wie ein leiser oder sanfter Regen“, sagte der leitende Autor James Cordes, der George-Feldstein-Professor für Astronomie.

„Im Falle eines Sonnenausbruchs ist es so, als würde man einen Blitz in einem Gewitter erkennen und dann wieder ein sanfter Regen.“

Forscher hoffen nun, die räumliche Verteilung von Plasma verfolgen zu können – also wenn es nicht von Sonneneruptionen gestört wird.

Der Cornell-Forscher Shami Chatterjee erklärte, wie wichtig die kontinuierliche Verfolgung der Dichte des interstellaren Raums ist.

„Wir hatten noch nie die Gelegenheit, es zu bewerten. Jetzt wissen wir, dass wir kein zufälliges Ereignis im Zusammenhang mit der Sonne brauchen, um interstellares Plasma zu messen“, sagte Chatterjee.

„Unabhängig davon, was die Sonne tut, sendet die Voyager Details zurück. Das Handwerk sagt: ‚Hier ist die Dichte, durch die ich gerade schwimme. Und hier ist es jetzt. Und hier ist es jetzt. Und hier ist es jetzt.’ Voyager ist ziemlich weit entfernt und wird dies kontinuierlich tun.’

Voyager 1 verließ die Erde mit einer Goldenen Schallplatte, die von einem Komitee unter dem Vorsitz des verstorbenen Cornell-Professors Carl Sagan erstellt wurde, sowie mit Technologie Mitte der 1970er Jahre.

Um ein Signal zur Erde zu senden, brauchte es laut Jet Propulsion Laboratory der NASA 22 Watt. Das Schiff verfügt über knapp 70 Kilobyte Computerspeicher und – zu Beginn der Mission – eine Datenrate von 21 Kilobit pro Sekunde.

Aufgrund der Entfernung von 14 Milliarden Meilen hat sich die Kommunikationsrate seitdem auf 160 Bits pro Sekunde oder etwa eine halbe 300-Baud-Rate verlangsamt.


Erdgroßer Planet direkt außerhalb des Sonnensystems gefunden

Diese künstlerische Darstellung zeigt den Planeten, der den Stern Alpha Centauri B umkreist, ein Mitglied des der Erde am nächsten liegenden Dreifachsternsystems. Alpha Centauri B ist das brillanteste Objekt am Himmel und das andere schillernde Objekt ist Alpha Centauri A. Unsere eigene Sonne ist oben rechts zu sehen. Das winzige Signal des Planeten wurde mit dem HARPS-Spektrographen am 3,6-Meter-Teleskop am La-Silla-Observatorium der ESO in Chile gefunden. Bildnachweis: ESO/L. Calçada

(Phys.org) – Europäische Astronomen haben einen Planeten mit etwa der Masse der Erde entdeckt, der einen Stern im Alpha Centauri-System umkreist – der der Erde am nächsten ist. Es ist auch der leichteste Exoplanet, der jemals um einen Stern wie die Sonne entdeckt wurde. Der Planet wurde mit dem HARPS-Instrument am 3,6-Meter-Teleskop am La-Silla-Observatorium der ESO in Chile entdeckt. Die Ergebnisse erscheinen online im Journal Natur am 17. Oktober 2012.

Alpha Centauri ist einer der hellsten Sterne am Südhimmel und das unserem Sonnensystem am nächsten gelegene Sternsystem – nur 4,3 Lichtjahre entfernt. Es ist eigentlich ein Dreifachstern – ein System, das aus zwei sonnenähnlichen Sternen besteht, die nahe beieinander kreisen, die als Alpha Centauri A und B bezeichnet werden, und einer weiter entfernten und schwach roten Komponente, die als Proxima Centauri bekannt ist. Seit dem neunzehnten Jahrhundert haben Astronomen über Planeten spekuliert, die diese Körper umkreisen, die nächstmöglichen Aufenthaltsorten für Leben jenseits des Sonnensystems, aber immer genauere Untersuchungen hatten nichts ergeben. Bis jetzt.

"Unsere Beobachtungen mit dem HARPS-Instrument erstreckten sich über mehr als vier Jahre und zeigten alle 3,2 Tage ein winziges, aber echtes Signal von einem Planeten, der Alpha Centauri B umkreist", sagt Xavier Dumusque (Genfer Sternwarte, Schweiz und Centro de Astrofisica da Universidade do Porto, Portugal), Hauptautor des Papiers. "Es ist eine außergewöhnliche Entdeckung und hat unsere Technik an ihre Grenzen gebracht!"

Diese Weitfeldansicht des Himmels um den hellen Stern Alpha Centauri wurde aus fotografischen Bildern des Digitized Sky Survey 2 erstellt. Der Stern erscheint so groß allein aufgrund der Lichtstreuung durch die Optik des Teleskops sowie im fotografischen Emulsion. Alpha Centauri ist das dem Sonnensystem am nächsten gelegene Sternensystem. Bildnachweis: ESO/Digitalized Sky Survey 2

Das europäische Team entdeckte den Planeten, indem es die winzigen Wobbles in der Bewegung des Sterns Alpha Centauri B aufnahm, die durch die Anziehungskraft des umkreisenden Planeten erzeugt wurden. Der Effekt ist winzig – er bewirkt, dass sich der Stern um nicht mehr als 51 Zentimeter pro Sekunde (1,8 km/h) hin und her bewegt, etwa der Geschwindigkeit eines krabbelnden Babys. Dies ist die höchste Präzision, die mit dieser Methode jemals erreicht wurde.

Alpha Centauri B ist der Sonne sehr ähnlich, aber etwas kleiner und weniger hell. Der neu entdeckte Planet mit einer Masse von etwas mehr als der der Erde kreist etwa sechs Millionen Kilometer vom Stern entfernt, viel näher als Merkur der Sonne im Sonnensystem. Die Umlaufbahn der anderen hellen Komponente des Doppelsterns, Alpha Centauri A, hält ihn Hunderte Male weiter entfernt, aber er wäre immer noch ein sehr brillantes Objekt am Himmel des Planeten.

Dieses Video zeigt eine imaginäre Reise von der Erde zum Alpha Centauri-System. Beim Verlassen des Sonnensystems sehen wir die bekannten Sternbildfiguren, darunter das Kreuz des Südens (Crux) und die hellen Sterne Alpha und Beta Centauri. Als wir uns Alpha Centauri nähern, passieren wir einen schwachen roten Stern, dies ist Proxima Centauri, der der Erde am nächsten liegende Stern und die schwächste Komponente eines Dreifachsternsystems. Der letzte Teil zeigt den hellen Doppelstern Alpha Centauri A und B mit der Sonne im Hintergrund. Es ist bekannt, dass Alpha Centauri B von einem erdmassengroßen Planeten umkreist wird, dem dem Sonnensystem am nächsten gelegenen Exoplaneten. Bildnachweis: ESO./L. Calçada/Nick Risinger

Der erste Exoplanet um einen sonnenähnlichen Stern wurde 1995 vom selben Team entdeckt und seitdem gab es mehr als 800 bestätigte Entdeckungen, aber die meisten sind viel größer als die Erde und viele sind so groß wie Jupiter. Die Herausforderung für Astronomen besteht jetzt darin, einen Planeten mit einer Masse vergleichbarer Masse wie die Erde zu erkennen und zu charakterisieren, die in der bewohnbaren Zone um einen anderen Stern kreist. Der erste Schritt ist nun getan.

„Dies ist der erste Planet mit einer erdähnlichen Masse, der jemals um einen Stern wie die Sonne herum gefunden wurde. Seine Umlaufbahn ist sehr nahe an seinem Stern und er muss für das Leben, wie wir es kennen, viel zu heiß sein“, fügt Stéphane Udry (Observatorium Genf) hinzu ), Co-Autor des Papiers und Mitglied des Teams, „aber es kann durchaus nur ein Planet in einem System von mehreren sein. Unsere anderen HARPS-Ergebnisse und neue Erkenntnisse von Kepler zeigen beide deutlich, dass die Mehrheit der Niedrig- Massenplaneten findet man in solchen Systemen."

"Dieses Ergebnis ist ein großer Schritt in Richtung der Entdeckung eines Zwillingserde in unmittelbarer Nähe der Sonne. Wir leben in aufregenden Zeiten!" schließt Xavier Dumusque.


National Science Foundation - Wo Entdeckungen beginnen


Die Vorstellung dieses Künstlers vom neuen Planeten zeigt eine heiße, felsige, geologisch aktive Welt.

13. Juni 2005

Broadcaster aufgepasst: Animationen werden auf Betacam SP verfügbar sein. Kontaktiere Dena Headlee, (703) 292-7739, [email protected]

Dieses Material steht in erster Linie für Archivzwecke zur Verfügung. Telefonnummern oder andere Kontaktinformationen können veraltet sein. Bitte beachten Sie die aktuellen Kontaktinformationen unter Medienkontakte.

Arlington, Virginia – Ein Team von Astronomen hat bei der Suche nach erdähnlichen Planeten jenseits unseres eigenen Sonnensystems einen großen Schritt nach vorne gemacht und die Entdeckung des kleinsten bisher entdeckten extrasolaren Planeten angekündigt. Ungefähr siebeneinhalb Mal so massiv wie die Erde, mit ungefähr dem doppelten Radius, könnte es der erste Gesteinsplanet sein, der jemals gefunden wurde, der einen normalen Stern umkreist, der sich nicht viel von unserer Sonne unterscheidet.

Alle der fast 150 anderen bisher entdeckten extrasolaren Planeten um normale Sterne herum waren größer als Uranus, ein eisriesiger Planet in unserem eigenen Sonnensystem, der etwa das 15-fache der Masse der Erde hat.

"Wir stoßen immer wieder an die Grenzen dessen, was wir entdecken können, und kommen der Entdeckung der Erde immer näher", sagte Teammitglied Steven Vogt, Professor für Astronomie und Astrophysik an der University of California in Santa Cruz.

Die neu entdeckte "Super-Erde" umkreist den nur 15 Lichtjahre entfernten Stern Gliese 876 in Richtung des Sternbildes Wassermann. Dieser Stern besitzt auch zwei größere, jupitergroße Planeten. Der neue Planet wirbelt in nur zwei Tagen um den Stern herum und ist so nahe an der Oberfläche des Sterns, dass seine Tagestemperatur wahrscheinlich 200 bis 400 Grad Celsius (400 bis 750 Grad Fahrenheit) übersteigt – ofenähnliche Temperaturen viel zu heiß für das Leben wie wir wissen.

Dennoch gibt die Fähigkeit, das winzige Wackeln zu erkennen, das der Planet im Stern hervorruft, Astronomen die Zuversicht, dass sie in der Lage sein werden, noch kleinere Gesteinsplaneten in lebensfreundlicheren Umlaufbahnen zu entdecken.

"Dies ist der kleinste bisher entdeckte extrasolare Planet und der erste einer neuen Klasse von felsigen terrestrischen Planeten", sagte Teammitglied Paul Butler von der Carnegie Institution of Washington. "Es ist wie der größere Cousin der Erde."

Das Team misst eine minimale Masse für den Planeten von 5,9 Erdmassen, die Gliese 876 mit einer Periode von 1,94 Tagen in einer Entfernung von 0,021 Astronomischen Einheiten (AE) oder 2 Millionen Meilen umkreist.

Obwohl das Team keinen direkten Beweis dafür hat, dass der Planet felsig ist, glauben sie, dass seine geringe Masse ihn daran hindert, Gas wie Jupiter zurückzuhalten. Drei andere angebliche Gesteinsplaneten wurden außerhalb des Sonnensystems gemeldet, aber sie umkreisen einen Pulsar, die blinkende Leiche eines explodierten Sterns.

"Dieser Planet beantwortet eine uralte Frage", sagte Teamleiter Geoffrey Marcy, Professor für Astronomie an der University of California in Berkeley. „Vor über 2000 Jahren diskutierten die griechischen Philosophen Aristoteles und Epikur darüber, ob es noch andere erdähnliche Planeten gibt. Jetzt haben wir zum ersten Mal Beweise für einen Gesteinsplaneten um einen normalen Stern."

"Die heutigen Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt zur Beantwortung einer der tiefgreifendsten Fragen, die sich die Menschheit stellen kann: Sind wir allein im Universum?", sagte Michael Turner, Leiter des Direktorats für Mathematische und Physikalische Wissenschaften der National Science Foundation (NSF). Teilfinanzierung der Forschung.

Die Arbeit des Teams, die am Keck-Observatorium auf Hawaii durchgeführt wurde, wurde auch von der National Aeronautics and Space Administration (NASA), der University of California und der Carnegie Institution of Washington unterstützt.

Marcy, Butler, der theoretische Astronom Jack Lissauer vom Ames Research Center der NASA und der Postdoktorand Eugenio J. Rivera von den University of California Observatories/Lick Observatory der UC Santa Cruz präsentierten ihre Ergebnisse heute (Montag, 13. Juni) im Rahmen einer Pressekonferenz press bei NSF in Arlington, Virginia.

Ein Papier mit detaillierten Angaben zu den Ergebnissen wurde eingereicht an Das Astrophysikalische Journal. Co-Autoren des Artikels sind Steven Vogt und Gregory Laughlin vom Lick Observatory der University of California, Santa Cruz Debra Fischer von der San Francisco State University und Timothy M. Brown vom National Center for Atmospheric Research der NSF in Boulder, Colorado.

Gliese 876 ist ein kleiner, roter Stern, der als M-Zwerg bekannt ist – der häufigste Sterntyp in der Galaxie. Er befindet sich im Sternbild Wassermann und ist mit etwa einem Drittel der Sonnenmasse der kleinste Stern, um den herum Planeten entdeckt wurden. Butler und Marcy entdeckten dort 1998 den ersten Planeten, einen Gasriesen mit der doppelten Masse von Jupiter. Dann, im Jahr 2001, meldeten sie einen zweiten Planeten, einen weiteren Gasriesen mit etwa der halben Masse des Jupiter. Die beiden befinden sich in resonanten Umlaufbahnen, wobei der äußere Planet 60 Tage braucht, um den Stern zu umkreisen, doppelt so lange wie der innere Riesenplanet.

Lissauer und Rivera haben Keck-Daten des Gliese 876-Systems analysiert, um die ungewöhnlichen Bewegungen der beiden bekannten Planeten zu modellieren, und hatten vor drei Jahren die Ahnung, dass es einen kleineren dritten Planeten geben könnte, der den Stern umkreist. Wenn sie die Resonanzwechselwirkung zwischen den beiden bekannten Planeten nicht berücksichtigt hätten, hätten sie den dritten Planeten nie gesehen.

"Wir hatten ein Modell für die beiden Planeten, die miteinander interagieren, aber als wir uns den Unterschied zwischen dem Zwei-Planeten-Modell und den tatsächlichen Daten ansahen, fanden wir eine Signatur, die als dritter Planet interpretiert werden konnte", sagte Lissauer.

Ein Drei-Planeten-Modell passte durchweg besser zu den Daten, fügte Rivera hinzu. "Aber weil das Signal von diesem dritten Planeten nicht sehr stark war, waren wir sehr vorsichtig mit der Ankündigung eines neuen Planeten, bis wir mehr Daten hatten", sagte er.

Jüngste Verbesserungen am hochauflösenden Spektrometer (HIRES) des Keck-Teleskops lieferten entscheidende neue Daten. Vogt, der HIRES entworfen und gebaut hat, arbeitete im vergangenen August mit dem technischen Personal der UC Observatories/Lick Observatory Laboratories der University of California in Santa Cruz zusammen, um die CCD-Detektoren (charge-coupled device) des Spektrometers zu aktualisieren.

"Es sind die hochpräzisen Daten der aktualisierten HIRES, die uns Vertrauen in dieses Ergebnis geben", sagte Butler.

Das Team hat jetzt überzeugende Daten für den Planeten, der sehr nahe um den Stern kreist, in einer Entfernung von etwa 10 Sternradien. Das ist weniger als ein Zehntel der Umlaufbahn des Merkur in unserem Sonnensystem.

"In einer zweitägigen Umlaufbahn ist es etwa 200 Grad Celsius zu heiß für flüssiges Wasser", sagte Butler. „Das führt uns zu dem Schluss, dass die wahrscheinlichste Zusammensetzung dieses Dings wie die inneren Planeten dieses Sonnensystems ist – ein Nickel-Eisen-Gestein, ein Gesteinsplanet, ein terrestrischer Planet.“

"Ein Planet, der siebeneinhalb Mal so groß wie die Masse der Erde ist, könnte leicht eine Atmosphäre halten", bemerkte Laughlin, Assistenzprofessor für Astronomie an der UC Santa Cruz. „Er würde immer noch als felsiger Planet angesehen werden, wahrscheinlich mit einem Eisenkern und einem Silikatmantel. Es könnte sogar eine dichte dampfende Wasserschicht haben. Ich denke, was wir hier sehen, ist etwas, das zwischen einem echten terrestrischen Planeten wie der Erde und einer heißen Version der Eisriesen Uranus und Neptun liegt."

In Kombination mit einer verbesserten Computersoftware können die neuen CCD-Detektoren, die von diesem Team für das HIRES-Spektrometer von Keck entwickelt wurden, jetzt die Dopplergeschwindigkeit eines Sterns mit einer Genauigkeit von einem Meter pro Sekunde messen – die menschliche Gehgeschwindigkeit – anstelle der bisherigen Präzision von drei Metern pro Sekunde . Diese verbesserte Empfindlichkeit wird es dem Planetenjagdteam ermöglichen, die Gravitationswirkung eines erdähnlichen Planeten innerhalb der bewohnbaren Zone von M-Zwergsternen wie Gliese 876 zu erkennen.

"Wir treiben in Keck ein ganz neues Regime voran, um eine Genauigkeit von einem Meter pro Sekunde zu erreichen, das Dreifache unserer alten Präzision, die es uns auch ermöglichen sollte, in den nächsten Jahren erdmassereiche Planeten um sonnenähnliche Sterne herum zu sehen", sagte Butler.

"Unser Team von UC Santa Cruz und Lick Observatory hat eine enorme Menge an optischer und technischer und Detektorarbeit geleistet, um das Keck-Teleskop zu einem felsigen Planetenjäger zu machen, dem besten der Welt", fügte Marcy hinzu.

Lissauer ist auch von einer weiteren Leistung begeistert, über die in der der Zeitschrift eingereichten Arbeit berichtet wird. Zum ersten Mal haben er, Rivera und Laughlin die Sichtlinienneigung der Umlaufbahn des Sternsystems allein aus dem beobachteten Doppler-Wobble des Sterns bestimmt. Mithilfe dynamischer Modelle der Wechselwirkung der beiden jupitergroßen Planeten konnten sie die Massen der beiden Riesenplaneten aus den beobachteten Formen und Präzessionsraten ihrer ovalen Umlaufbahnen berechnen. Präzession ist die langsame Drehung der Längsachse der elliptischen Umlaufbahn eines Planeten.

Sie zeigten, dass die Orbitalebene um 40 Grad zu unserer Sichtlinie geneigt ist. Dadurch konnte das Team die wahrscheinlichste Masse des dritten Planeten auf siebeneinhalb Erdmassen abschätzen.

"Diese Studie beinhaltet mehr dynamische Modellierung als jede frühere Studie, viel mehr", sagte Lissauer.

Das Team plant, den Stern Gliese 876 weiterhin zu beobachten, ist jedoch bestrebt, unter den 150 oder mehr M-Zwergen, die sie regelmäßig mit Keck beobachten, andere terrestrische Planeten zu finden.

"Bis jetzt finden wir fast keine Planeten mit Jupitermasse unter den M-Zwergsternen, die wir beobachtet haben, was darauf hindeutet, dass es stattdessen eine große Population von Planeten mit kleinerer Masse geben wird", bemerkte Butler.


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Beobachtungsdaten für jeden der drei Planeten, von denen bekannt ist, dass sie Gliese 876 umkreisen.
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Medienkontakte
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Robert Sanders, University of California, Berkeley, (510) 643-6998, E-Mail: [email protected]

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Co-Ermittler
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Steven Vogt, University of California, Santa Cruz, (831) 459-2151, E-Mail: [email protected]
Jack Lissauer, NASA Ames Research Center, (650) 604-2293, E-Mail: [email protected]
Geoffrey Marcy, University of California, Berkeley, (510) 642-8400, E-Mail: [email protected]
Eugenio Rivera, NASA Ames Research Center and Lick Observatory, (831) 459-2277, E-Mail: [email protected]
Gregory Laughlin, Lick Observatory und University of California, Santa Cruz:, (831) 459-3208, E-Mail: [email protected]

Die US-amerikanische National Science Foundation treibt die Nation voran, indem sie die Grundlagenforschung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik vorantreibt. NSF unterstützt Forschung und Menschen durch die Bereitstellung von Einrichtungen, Instrumenten und Finanzmitteln, um ihren Einfallsreichtum zu unterstützen und die USA als weltweit führendes Unternehmen in Forschung und Innovation zu behaupten. Mit einem Budget von 8,5 Milliarden US-Dollar für das Geschäftsjahr 2021 erreichen die NSF-Mittel alle 50 Bundesstaaten durch Zuschüsse an fast 2.000 Colleges, Universitäten und Institutionen. Jedes Jahr erhält NSF mehr als 40.000 Wettbewerbsvorschläge und vergibt etwa 11.000 neue Auszeichnungen. Diese Auszeichnungen umfassen die Unterstützung kooperativer Forschung mit der Industrie, der Arktis- und Antarktisforschung und -operationen sowie die Beteiligung der USA an internationalen wissenschaftlichen Bemühungen.

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Die Heliosphäre ist unerwartet groß, was darauf hindeutet, dass das interstellare Medium in diesem Teil der Galaxie weniger dicht ist, als die Leute dachten

Nach mehr als sechs Monaten erreichte der Wind schließlich einen Punkt, der mehr als 13 Milliarden Kilometer (8,1 Milliarden Meilen) von der Sonne entfernt ist, der als "Termination Shock" bekannt ist. Hier wird das Magnetfeld der Sonne, das den Sonnenwind antreibt, schwach genug, damit das interstellare Medium dagegen drücken kann.

Die Sonnenwindböe entstand aus dem Beendigungsschock, der sich mit weniger als der Hälfte seiner vorherigen Geschwindigkeit bewegte – der Hurrikan wurde zu einem tropischen Sturm herabgestuft. Ende 2015 überholte er dann die unregelmäßig geformte Form des Voyager 2, der etwa die Größe eines Kleinwagens hat. Der Plasmastoß wurde von den 40 Jahre alten Sensortechnologien von Voyager erkannt, die von einer langsam zerfallenden Plutoniumbatterie betrieben werden.

Die Sonde sandte Daten zurück zur Erde, die selbst bei Lichtgeschwindigkeit 18 Stunden brauchte, um uns zu erreichen. Astronomen konnten die Informationen der Voyager nur dank einer riesigen Anordnung von 70-Meter-Satellitenschüsseln und fortschrittlicher Technologie empfangen, die man sich nicht vorstellen konnte, geschweige denn erfunden, als die Sonde 1977 die Erde verließ.

Die Sonne produziert eine konstante Flut hochenergetischer Teilchen, die als Sonnenwind bekannt sind und mit der Aktivität unseres Sterns auf- und absteigen können (Quelle: NASA)

Die Sonnenwindwelle erreichte Voyager 2, als sie sich noch in unserem Sonnensystem befand. Etwas mehr als ein Jahr später erreichten die letzten Atemzüge des sterbenden Windes die Voyager 1, die 2012 in den interstellaren Raum übergegangen war.

Aufgrund der unterschiedlichen Routen der beiden Sonden befand sich die eine etwa 30 Grad über der Sonnenebene, die andere um den gleichen Betrag darunter. Der Sonnenwindstoß erreichte sie in verschiedenen Regionen zu unterschiedlichen Zeiten, was nützliche Hinweise auf die Natur der Heliopause lieferte.

Die Daten zeigten, dass die turbulente Grenze Millionen von Kilometern dick ist. Es bedeckt Milliarden von Quadratkilometern um die Oberfläche der Heliosphäre.

Die Heliosphäre ist auch unerwartet groß, was darauf hindeutet, dass das interstellare Medium in diesem Teil der Galaxie weniger dicht ist, als die Leute dachten. Die Sonne schlägt einen Weg durch den interstellaren Raum wie ein Boot, das sich durch Wasser bewegt, eine „Bugwelle“ erzeugt und dahinter ein Kielwasser ausbreitet, möglicherweise mit einem Schweif (oder Schweifen) in Formen, die denen von Kometen ähneln. Beide Voyagers traten durch die „Nase“ der Heliosphäre aus und lieferten daher keine Informationen über den Schwanz.

Die Schätzung der Voyagers geht davon aus, dass die Heliopause etwa eine astronomische Einheit dick ist (93 Millionen Meilen, was die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne ist)“, sagt Provornikova. „Es ist nicht wirklich eine Oberfläche. It's a region with complex processes. And we don’t know what’s going on there.”


A portion of the interstellar medium becomes converted to solar wind, actually increasing the outward push of the bubble

Not only do solar and interstellar winds create a turbulent tug of war in the boundary region, but particles appear to swap charges and momentum. As a result, a portion of the interstellar medium becomes converted to solar wind, actually increasing the outward push of the bubble.

And while a solar wind surge can provide interesting data, it seems to have a surprisingly small effect on the bubble’s overall size and shape. It appears that what happens outside the heliosphere matters much more than what happens within. The solar wind can wax or wane over time without appearing to dramatically affect the bubble. But if that bubble moves into a region of the galaxy with denser or less dense interstellar wind, then it will shrink or grow.

But many questions remain unanswered, including those around exactly how typical our protective solar-wind bubble might be.

The Sun's heliosphere forms a long tail as it pushes its way through the interstellar medium on its journey around the galaxy (Credit: Nasa)

Provornikova says understanding more about our own heliosphere can tell us more about whether we’re alone in the universe.

“What we study in our own system will tell us about the conditions for the development of life in other stellar systems,” she says.

This is largely because by keeping the interstellar medium at bay, the solar wind also keeps out a life-threatening bombardment of radiation and deadly high-energy particles – such as cosmic rays – from deep space. Cosmic rays are protons and atomic nuclei streaming through space at nearly the speed of light. They can be generated when stars explode, when galaxies collapse into black holes, and other cataclysmic cosmic events. The region outside our Solar System is thick with a steady rain of these high-speed subatomic particles, which would be powerful enough to cause deadly radiation poisoning on a less sheltered planet.


Did the earth form outside the solar system? - Astronomie

Did the moon or planets accrete in ways similar to Earth, in the same time frame, or both? How do the accretion histories of the moon and other planets compare with that of Earth?

It is unlikely that the moon formed in the same way as earth, i.e., as a rocky core in orbit around the juvenile sun, accreting material from debris in the young solar system. A more likely scenario is the moon as a by-product of an impact between early earth (after the core had formed, but before earth had fully accreted) and a Mars-sized rocky body.

Planets between the sun and the asteroid belt are all composed largely of silicate rocks. That is, most of their mass consists of elements and compounds that vaporize at "very high" temperatures. All such terrestrial planets formed in similar ways, leading to similar vertical layers within them (typically core, mantle, and crust). But the material that accreted to make them varied somewhat, possibly in narrow bands, with distance from the young sun. A good example is the difference in the K/Th mass fraction ratio as well as in the mass fraction of Fe between Earth and Mars.

Clear and detailed descriptions of the origin of the moon are available at the following sites:

Issues with the impact-origin theory is highlighted in a well-cited Wikipedia entry as well.

An additional concise but insightful description on the origin of the moon is available at:

This page was last updated on February 10, 2016

Über den Autor

Suniti Karunatillake

After learning the ropes in physics at Wabash College, IN, Suniti Karunatillake enrolled in the Department of Physics as a doctoral candidate in Aug, 2001. However, the call of the planets, instilled in childhood by Carl Sagan's documentaries and Arthur C. Clarke's novels, was too strong to keep him anchored there. Suniti was apprenticed with Steve Squyres to become a planetary explorer. He mostly plays with data from the Mars Odyssey Gamma Ray Spectrometer and the Mars Exploration Rovers for his thesis project on Martian surface geochemistry, but often relies on the synergy of numerous remote sensing and surface missions to realize the story of Mars. He now works at Stonybrook.


The Archean Eon:

The Hadean Eon ended roughly 3.8 billion years ago with the onset of the Archean age. Much like the Hadean, this eon takes it name from a ancient Greek word, which in this case means “beginning” or “origin.” This refers to the fact that it was during this period that the Earth had cooled significantly and life forms began to evolve.

Most life forms today could not have survived in the Archean atmosphere, which lacked oxygen and an ozone layer. Nevertheless, it is widely understood that it was during this time that most primordial life began to take form, though some scientists argue that many lifeforms may have occurred even sooner during the late Hadean.

At the beginning of this Eon, the mantle was much hotter than it is today, possibly as high as 1600 °C (2900 °F). As a result, the planet was much more geologically active, processes like convection and plate tectonics occurred much faster, and subduction zones were more common. Nevertheless, the presence of sedimentary rock date to this period indicates an abundance of rivers and oceans.

The super-continent Pangea during the Permian period (300 – 250 million years ago). Credit: NAU Geology/Ron Blakey

The first larger pieces of continental crust are also dated to the late Hadean/early Achean Eons. What is left of these first small continents are called cratons, and these pieces of crust form the cores around which today’s continents grew. As the surface continually reshaped itself over the course of the ensuing eons, continents formed and broke up.


Did Earth cross the galactic equator in 2012?

No, Earth did not pass through the galactic plane in 2012, contrary to what you might have heard. Earth won’t be physically passing through the plane of the Milky Way galaxy for another 30 million years. However, Earth will cross the galactic equator in 2012. As seen from the sun, the Earth does this every year – twice.

Here’s some background. When we speak of the galactic plane and the galactic equator, we’re speaking of two different systems: the real and the imaginary.

The real: our sun and Earth reside in the Milky Way galaxy. If you could see the Milky Way face-on (which we can’t, of course, because we are inside it), it would look round. But if you viewed it edge-on, it would appear flat. The plane of the Milky Way is the flat part containing most of the galaxy’s stars. Our sun lies slightly off-center in the galactic plane. Will we cross the galactic plane in 2012? No. Image via AstroBob, NASA/JPL/Caltech (left) and Ned Wright (right).

The real. When someone says galactic plane they are most often referring to the real Milky Way galaxy – home galaxy to our Earth and sun – spinning in space.

The galactic plane is the actual mid-plane or center line of our galaxy’s huge spinning disk of stars. We are not located on the exact mid-plane of the galaxy. It’s this exact mid-plane people are speaking about when they speak of crossing something.

How far are we from it? You might think that astronomers have this number at their fingertips, but they don’t. We’re at least several dozen light-years from it, maybe more. If you’re interested in how astronomers discuss these things, check out this letter from John Bachall and Safi Bachall printed in the journal Natur in 1985. It suggests our Earth and sun are currently above the plane (to the galactic North) by about 75 to 101 light-years.

The imaginary: our sun and Earth are at the center of a great celestial sphere of stars. Here’s an animated depiction of equatorial, ecliptic, and galactic coordinates on the celestial sphere. Earth would be at the center of all these intersecting planes. The yellow line indicates the galactic equator. When someone speaks of the galactic equator, think of this imaginary system, which depicts the sky as seen from Earth’s surface. Image via Wikimedia Commons

The imaginary. Das galactic equator is an imaginary great circle that divides the equally imaginary celestial sphere into two equal halves. The celestial sphere is – of course – a fiction. It’s the same fiction that so confounded the early stargazers, that, as seen from Earth, we appear to reside in the center of a great globe of stars. In modern times, the fiction of the geocentric view of the universe enables astronomers to use a workable coordinate system for mapping the sky. It’s handy, but it’s not reality.

Now let’s define some terms. When someone says galactic equator, they’re usually talking about the coordinate system of astronomers. On this coordinate system, modern astronomers tweak things a bit, to devise a sun-centered way of mapping the Milky Way galaxy.

What’s tricky is that – when you look at the starry sky at night as seen from Earth – the galactic equator closely follows the plane of the Milky Way galaxy. Of course it does, because we’re talking about the real Milky Way in our sky.

As seen from the sun, das Erde crosses the galactic equator twice a year, every year. Nothing special here. Keep moving.

As seen from Earth, das sun crosses the galactic equator twice a year, every year. Keep moving.

As seen from Earth, the moon crosses the galactic equator two (sometimes three) times a month. Are you seeing the pattern here? All of this crossing of the galactic equator is just part of the heavens’ normal motion, really Earth’s normal motion as projected on our sky’s dome as we travel around the sun.

Back to 2012. There’s been much hoopla about the winter solstice sun aligning with galactic plane on December 21, 2012. You, however, now know the reality that, as seen from Earth, the sun crosses the galactic equator twice a year. And the galactic equator on our sky’s imaginary astronomical coordinate system more or less corresponds with the plane of the Milky Way galaxy. So, in this sense, the sun crosses the plane of the Milky Way twice a year (as seen from Earth).

The great circles of the ecliptic and celestial equator intersect at the equinox points. The ecliptic also intersects the great circle of the galactic equator near the solstice points. Note: The galactic equator is not shown on this illustration. Click here to see galactic equator on all-sky constellation map.

Quite by coincidence, the great circle of the ecliptic – the projection of the Earth’s orbital plane onto the celestial sphere – intersects the galactic equator near the solstice points. According to the computational wizard Jean Meeus*, the solstice points were in alignment with the galactic equator as recently as the year 1998 – in other words, they were closer on the sky’s dome then. But in 2011 and 2012, these points – the solstice point, and the point where the sun crosses the galactic equator – are near each other on our sky’s dome.

It’s true that the sun on the December solstice doesn’t return to the same exact spot in front of the backdrop stars every year. The solstice point slowly but surely moves westward through the stars at about one degree per every 72 years. (For reference, the sun’s diameter equals about 1/2 degree.)

Therefore, the solstice point moves about 30 o westward every 2,160 years. By the year 2269, the December solstice point will cross into the constellation Ophiuchus. Then the solstices won’t happen so near the location of the galactic equator in our sky.

Take a look at the sky chart at the very top of this post. If you could see the stars during the daytime, you’d see the sun in front of the constellation Sagittarius on each December 21 solstice. We show Sagittarius as a Teapot on this sky chart, because many people are able to see that pattern. On or near each December solstice, the sun crosses the galactic equator above the spout of the Teapot, a bit north of the galactic center. Can you see that intersection? If you were standing under the real sky on a dark, moonless night, you could see the great boulevard of stars that we call the Milky Way running astride the galactic equator.

Scientific studies indicate that the solar system lies at least several dozen light-years north of the galactic plane, possibly farther. What’s more, we are continuing to travel northward, away from the plane of our Milky Way galaxy, at some 7 kilometers per second. Therefore, we won’t be physically passing through the galactic plane in 2012 or anytime in the near future.

Don’t believe us? Check out this video from NASA.

Bottom line: Earth didn’t physically cross the plane of our Milky Way galaxy in 2012, but Earth did cross the galactic equator. That’s nothing special! As seen from the sun, Earth does this every year – twice.


5 more years of Voyager data

NASA launched the Voyager probes in 1977. Voyager 2 launched two weeks ahead of Voyager 1 on a special course to explore Uranus and Neptune. It is still the only spacecraft to have visited those planets.

The detour meant that Voyager 2 reached interstellar space six years after Voyager 1. It is now NASA's longest-running mission.

"When the two Voyagers were launched, the Space Age was only 20 years old, so it was hard to know at that time that anything could last over 40 years," Krimigis said.

Now, he said, scientists expect to get about five more years of data from the probes as they press on into interstellar space. The team hopes the Voyagers will reach the distant point where space is undisturbed by the heliosphere before they run out of fuel.

After the spacecraft die, they'll continue drifting through space. In case aliens ever find them, each Voyager probe contains a golden record encoded with sounds, images, and other information about life on Earth.

In the future, the researchers want to send more probes in different directions toward the edges of our solar system to study these boundary layers in more detail.

"We absolutely need more data. Here's an entire bubble, and we only crossed at two points," Krimigis said. "Two examples are not enough."


Schau das Video: Astronomi1 - Solsystemet (August 2022).