Astronomie

Warum konnte ein Gasplanet nicht viel größer als Jupiter werden?

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Was ist die maximale Größe für einen Gasriesen?


Normalerweise können sie es bekommen Fast zweimal. Hier ist der Beweis:
Es ist schwierig für sie, noch größer zu werden, da sie, sobald sie etwa 15 Jupitermassen erreichen, genügend Druck im Kern haben, um die Deuteriumfusion zu zünden, sodass sie eher als „braune Zwerge“ und nicht als Planeten betrachtet werden.
Ein Beispiel ist TrES-4, das sich 1400 Lichtjahre entfernt im Sternbild Herkules befindet. Der Planet ist 1,4-mal so groß wie Jupiter, hat aber nur die 0,84-fache Masse des Jupiter. Mit einer so geringen Dichte wird es synchronisiert der geschwollene Planet.
Es wurde 2006 entdeckt und umkreist einen helleren Stern 1500 Lichtjahre von der Erde entfernt. Sein Durchmesser von etwa dem 1,8-fachen des Jupiters macht ihn zum größten genau vermessenen Planeten. Seltsamerweise ist TrES-4 jedoch für seine Größe sehr leicht. Es hat nur 88 Prozent der Masse des Jupiter, was ihm eine Dichte von etwa 0,2 Gramm pro Kubikzentimeter verleiht, weniger als die von Kork. Wie ein Planet so flauschig wie TrES-4 sein kann, bleibt ein Rätsel.


Jupiter-ähnliche Planeten in Hunderten &ndash Nicht Millionen &ndash von Jahren gebildet, Studien zeigen

Eine akzeptierte Annahme in der Astrophysik besagt, dass es mehr als 1 Million Jahre dauert, bis sich Gasriesenplaneten wie Jupiter und Saturn aus den kosmischen Trümmern bilden, die einen jungen Stern umkreisen. Aber neue Forschungen deuten darauf hin, dass sich solche Planeten in einem dramatisch kürzeren Zeitraum von nur wenigen hundert Jahren bilden.

Die entstehenden Planeten müssen in der Lage sein, die Auswirkungen von hell brennenden nahen Sternen zu überleben, die die Gase, die sich um die Riesenplaneten herum ansammeln, erhitzen und verteilen. Wenn der Prozess zu lange dauert, werden die Gase durch die Strahlung dieser Sterne abgeführt, sagte der Astrophysiker der University of Washington, Thomas R. Quinn.

"Wenn sich ein Gasrieseplanet nicht schnell bilden kann, wird er sich wahrscheinlich überhaupt nicht bilden", sagte er.

Das Standardmodell der Planetenentstehung besagt, dass die rotierende Materiescheibe, die als protoplanetare Scheibe bezeichnet wird und einen jungen Stern umgibt, allmählich zu Massen erstarrt, die die Kerne von Planeten bilden. Es wurde angenommen, dass dieser Prozess etwa eine Million Jahre dauert, und dann sammeln die Riesen allmählich ihre großen Gashüllen über vielleicht weitere 1 bis 10 Millionen Jahre an.

Aber die neue Forschung, die aus einem stark verfeinerten mathematischen Modell stammt, legt nahe, dass die protoplanetare Scheibe nach nur wenigen Umdrehungen um ihren Stern zu fragmentieren beginnt. Wenn die Scheibe zerbricht, beginnen sich schnell Materiecluster zu bilden und fangen sofort an, die Gase anzuziehen, die Dampfummantelungen um Gasriesen bilden.

"Wenn sich diese Planeten nicht schnell bilden können, sollten sie ein relativ seltenes Phänomen sein, während sie, wenn sie sich nach diesem Mechanismus bilden, ein relativ häufiges Phänomen sein sollten", sagte Quinn, wissenschaftlicher Assistenzprofessor für Astronomie an der UW.

Es stellt sich heraus, dass die Existenz von Gasriesenplaneten ziemlich häufig vorkommt. Seit Mitte der 1990er Jahre haben Forscher mehr als 100 Planeten entdeckt, die im Allgemeinen von der Masse des Jupiter bis zur 10-fachen Größe reichen und Sterne außerhalb des Sonnensystems umkreisen. Diese Planeten wurden durch ihre Gravitationswirkung auf ihre Muttersterne abgeleitet, und ihre Entdeckung verleiht der neuen Forschung Glaubwürdigkeit, sagte Quinn.

Lucio Mayer, ein ehemaliger UW-Postdoktorand, der kürzlich an die Universität Zürich wechselte, ist Hauptautor eines Artikels, der die Arbeit detailliert beschreibt, der in der Science-Ausgabe vom 29. November veröffentlicht wurde. Co-Autoren sind neben Quinn James Wadsley von der McMaster University, Hamilton, Ontario, Kanada, und Joachim Stadel von der University of Victoria, British Columbia, Kanada. Ihre Arbeit wird durch Zuschüsse der National Science Foundation und des Astrobiology Institute der National Aeronautics and Space Administration unterstützt.

Seit den frühen 1950er Jahren hegen einige Wissenschaftler die Vorstellung, dass Gasriesenplaneten schnell entstanden sind. Allerdings war das Modell mit Hilfe einer speziellen Strömungssimulation nie genug verfeinert worden, um zu zeigen, was es jetzt tut. Das Mayer-Quinn-Team verbrachte den größten Teil von zwei Jahren damit, Berechnungen zu verfeinern und sie in das Modell einzufügen, um zu zeigen, was mit einer protoplanetaren Scheibe über einen längeren Zeitraum passieren würde.

"Die Hauptkritik, die die Leute an diesem Modell hatten, war, dass es noch nicht ganz fertig war", sagte Quinn. "Niemand hat daraus irgendwelche Vorhersagen gemacht, aber hier machen wir Vorhersagen daraus."

Das neue Modell erklärt, warum zwei andere Riesenplaneten in unserem System, Uranus und Neptun, keine Gashüllen wie Jupiter und Saturn haben, sagte Quinn. Zu der Zeit, als diese Planeten entstanden, war das Sonnensystem Teil eines Sternhaufens. Die äußeren Planeten Uranus und Neptun waren zu nahe an einem nahen Stern &ndash, der seitdem weggewandert &ndash ist und daher jegliche Gashüllen verloren, die sie möglicherweise angesammelt haben.

Weder das neue Modell noch das Standardmodell erklären, warum die meisten Gasriesenplaneten außerhalb des Sonnensystems ihren Sonnen viel näher sind als Jupiter und Saturn, sagte Quinn. Derzeit wird am häufigsten angenommen, dass sich die Planeten weiter von ihren Sternen entfernt gebildet haben und dann nach innen zu den Positionen gewandert sind, an denen sie entdeckt wurden.

Das neue Modell berücksichtigt auch nicht die Bildung von terrestrischen Planeten wie Erde und Mars in der Nähe unserer Sonne. Quinn vermutet jedoch, dass die kleineren terrestrischen Planeten möglicherweise über längere Zeiträume durch Prozesse entstanden sind, die durch das Standardmodell der Planetenentstehung beschrieben werden, während das neue Modell erklärt, wie die größeren Gasriesen entstanden sind.

"Das ist meine Wette im Moment", sagte er.

Geschichte Quelle:

Materialien zur Verfügung gestellt von Universität von Washington. Hinweis: Der Inhalt kann hinsichtlich Stil und Länge bearbeitet werden.


Wieder aufgeblasene Planeten

Zwei Haupttheorien sind entstanden, um diese aufgeblasenen Jupiter zu erklären: Entweder erwärmt die Strahlung der Sterne ihre Atmosphäre und verlangsamt ihren Kollaps, oder ein Teil der Wärme des Sterns dringt in den Kern des Planeten ein und bläst ihn von innen nach außen auf.

Aber Lopez glaubt, dass die Suche nach einer neuen Klasse von Planeten, wiederaufgeblähten Jupitern, uns helfen könnte, zwischen Theorien zu wählen. Diese hypothetischen Planeten sollten aufgebläht und im Laufe der Zeit unter der Schwerkraft zusammengezogen worden sein, wie jeder andere Gasriese. Aber obwohl sie ihre anfängliche Schwellung verloren haben, sind sie wieder angeschwollen, als sich ihre Sterne in rote Riesen verwandelten und heißer wurden. Sie würden sich als riesige Planeten zeigen, die weiter von ihrem Stern entfernt sind als ein heißer Jupiter, aber mit einem größeren Durchmesser als erwartet.

Solche „warmen“ Jupiter wären weit genug vom Stern entfernt, um sich während der Lebensdauer ihres Sonnensystems abzukühlen und zu komprimieren, aber nah genug, um das Brennen zu spüren, wenn sich ihre Sterne ausdehnen.

“Man kann einen Planeten nehmen, der anfangs ziemlich lauwarm war, und wenn der Stern heller wird, wird er absolut frittiert,” Lopez.

Wenn wieder aufgeblasene warme Jupiter existieren, würde dies bedeuten, dass sich Planeten von innen nach außen aufblähen können.


Gigantisches Ringsystem um J1407b viel größer, schwerer als Saturn’s

Künstlerische Darstellung des extrasolaren Ringsystems, das den jungen Riesenplaneten oder Braunen Zwerg J1407b umkreist. Die Ringe verdunkeln den jungen sonnenähnlichen Stern J1407, wie er Anfang 2007 erschienen wäre. Bildnachweis: Ron Miller

Der Astronom Eric Mamajek von der University of Rochester und sein Co-Autor vom Leiden Observatory, Niederlande, haben herausgefunden, dass das Ringsystem, das den sehr jungen sonnenähnlichen Stern J1407 verfinstert, enorme Ausmaße hat, viel größer und schwerer als der Ringsystem des Saturn. Das Ringsystem – das erste seiner Art, das außerhalb unseres Sonnensystems gefunden wurde – wurde 2012 von einem Team um Eric Mamajek von Rochester entdeckt.

Eine neue Analyse der Daten unter der Leitung von Matthew Kenworthy von Leiden zeigt, dass das Ringsystem aus über 30 Ringen besteht, von denen jeder mehrere zehn Millionen Kilometer Durchmesser hat. Außerdem fanden sie Lücken in den Ringen, die darauf hindeuten, dass sich Satelliten („Exomoons“) gebildet haben könnten. Das Ergebnis wurde zur Veröffentlichung im . angenommen Astrophysikalisches Journal.

“Die Details, die wir in der Lichtkurve sehen, sind unglaublich. Die Sonnenfinsternis dauerte mehrere Wochen, aber aufgrund feiner Strukturen in den Ringen sieht man schnelle Veränderungen auf Zeitskalen von mehreren zehn Minuten,”, sagt Kenworthy. “Der Stern ist viel zu weit entfernt, um die Ringe direkt zu beobachten, aber wir könnten ein detailliertes Modell basierend auf den schnellen Helligkeitsschwankungen des Sternenlichts erstellen, das durch das Ringsystem geht. Wenn wir die Ringe des Saturn durch die Ringe um J1407b ersetzen könnten, wären sie nachts gut sichtbar und um ein Vielfaches größer als der Vollmond.“

„Dieser Planet ist viel größer als Jupiter oder Saturn, und sein Ringsystem ist ungefähr 200-mal größer als die Ringe des Saturns heute“, sagte Co-Autor Mamajek, Professor für Physik und Astronomie an der University of Rochester. "Man könnte es sich als eine Art Super-Saturn vorstellen."

Die Astronomen analysierten Daten aus dem SuperWASP-Projekt – einer Vermessung, die Gasriesen aufspüren soll, die sich vor ihrem Mutterstern bewegen. 2012 berichteten Mamajek und Kollegen von der University of Rochester über die Entdeckung des jungen Sterns J1407 und die ungewöhnlichen Finsternisse und schlugen vor, dass sie von einer mondbildenden Scheibe um einen jungen Riesenplaneten oder Braunen Zwerg verursacht wurden.

In einer dritten, neueren Studie, die ebenfalls von Kenworthy geleitet wurde, wurden adaptive Optik und Doppler-Spektroskopie verwendet, um die Masse des beringten Objekts abzuschätzen. Ihre Schlussfolgerungen basierend auf diesen und früheren Papieren über das faszinierende System J1407 sind, dass der Begleiter wahrscheinlich ein riesiger Planet ist – noch nicht gesehen – mit einem gigantischen Ringsystem, das für das wiederholte Dimmen des Lichts von J1407 verantwortlich ist.

Die Lichtkurve sagt den Astronomen, dass der Durchmesser des Ringsystems fast 120 Millionen Kilometer beträgt, mehr als zweihundertmal so groß wie die Ringe des Saturn. Das Ringsystem enthält wahrscheinlich ungefähr die Masse einer Erde in lichtundurchlässigen Staubpartikeln.

Mamajek relativiert, wie viel Material in diesen Scheiben und Ringen steckt. „Wenn man die vier großen Galileischen Monde des Jupiter zu Staub und Eis zermahlen und das Material in einem Ring um den Jupiter auf ihren Bahnen verteilen würde, wäre der Ring so undurchsichtig für das Licht, dass ein entfernter Beobachter, der den Ring vorbeiziehen sah, eintreten würde vor der Sonne würde eine sehr tiefe, mehrtägige Sonnenfinsternis sehen“, sagt Mamajek. „Im Fall von J1407 sehen wir, dass die Ringe tagelang bis zu 95 Prozent des Lichts dieses jungen sonnenähnlichen Sterns blockieren, also gibt es dort viel Material, das dann Satelliten bilden könnte.“

In den Daten fanden die Astronomen mindestens eine saubere Lücke in der Ringstruktur, die im neuen Modell klarer definiert ist. “Eine offensichtliche Erklärung ist, dass ein Satellit diese Lücke gebildet und ausgeschnitten hat,”, sagt Kenworthy. “Die Masse des Satelliten könnte zwischen der von Erde und Mars liegen. Der Satellit hätte um J1407b eine Orbitalperiode von ungefähr zwei Jahren.“

Astronomen erwarten, dass die Ringe in den nächsten Millionen Jahren dünner werden und schließlich verschwinden, wenn sich Satelliten aus dem Material in den Scheiben bilden.

“Die planetarische Wissenschaft hat jahrzehntelang theoretisiert, dass Planeten wie Jupiter und Saturn in einem frühen Stadium Scheiben um sich herum gehabt hätten, die dann zur Bildung von Satelliten führten“, erklärt Mamajek. “Bis wir dieses Objekt im Jahr 2012 entdeckten, hatte jedoch noch niemand ein solches Ringsystem gesehen. Dies ist die erste Momentaufnahme der Satellitenbildung auf Millionen-Kilometer-Skalen um ein substellares Objekt.“

Astronomen schätzen, dass der beringte Begleiter J1407b eine Umlaufzeit von etwa einem Jahrzehnt hat. Die Masse von J1407b war schwer einzuschränken, aber sie liegt höchstwahrscheinlich im Bereich von etwa 10 bis 40 Jupitermassen.

Die Forscher ermutigen Amateurastronomen, J1407 zu überwachen, um die nächste Sonnenfinsternis der Ringe zu erkennen und die Periode und Masse des beringten Begleiters einzuschränken. Beobachtungen von J1407 können der American Association of Variable Star Observers (AAVSO) gemeldet werden. In der Zwischenzeit durchsuchen die Astronomen andere photometrische Durchmusterungen nach Finsternisse durch noch unentdeckte Ringsysteme.

Kenworthy fügt hinzu, dass das Auffinden von Sonnenfinsternissen von mehr Objekten wie dem Begleiter von J1407 der einzig mögliche Weg ist, die frühen Bedingungen der Satellitenbildung für die nahe Zukunft zu beobachten. Die Finsternisse von J1407 werden es uns ermöglichen, die physikalischen und chemischen Eigenschaften von satellitenspawnenden zirkumplanetaren Scheiben zu untersuchen.“


Kleiner Stern, großer Planet

Die Durchmusterung sucht mit erdbasierten Teleskopen nach Planeten um kleine Zwergsterne vom Typ M. Anstatt nach Helligkeitsänderungen eines Sterns zu suchen, während ein Planet dazwischen kreist, sucht es nach winzigen Verschiebungen des Sterns, die durch Gravitationsschleppen von seinen Planeten verursacht werden. So wie der bekannte Doppler-Effekt eine Sirene dazu bringt, die Tonhöhe einer Sirene zu erhöhen, wenn sie sich Ihnen nähert, und die Tonhöhe nach dem Passieren absinkt, verursachen die Bewegungen des Sterns eine Doppler-Verschiebung der Wellenlängen des von ihm empfangenen Lichts.

Jetzt, da das CARMENES-Projekt einige Jahre zurückliegt, haben einige Planeten genügend Umlaufbahnen durchlaufen, damit ihr Uhrwerkmuster in den Daten erkennbar ist. Dieser besondere Planet – der als „GJ 3512 b“ bezeichnet wird – braucht 204 Tage, um den Stern zu umkreisen. Die Daten zeigen auch, dass seine Umlaufbahn nicht perfekt kreisförmig ist, sondern eine ziemlich elliptische Form annimmt.

Der Stern wird auf nur 12% der Masse unserer Sonne geschätzt, und die Forscher nutzten diesen Wert, um die Größe des Planeten zu bestimmen, der ihn umkreist, und kamen zu dem Schluss, dass es sich um einen Gasriesen handeln muss. Trotz seiner gigantischen Größe umkreist er seinen Stern ungefähr so ​​nah wie Merkur um die Sonne. Da dieser Stern jedoch bei weitem nicht so hell ist wie die Sonne, muss der Planet GJ 3512 b bei betäubenden -120 Grad Celsius einchecken.

Die Zahlen an sich sind nicht ungewöhnlich. Was diesen Exoplaneten ein wenig auszeichnet, ist, dass es schwer zu erklären ist, wie ein so großer Planet einen so kleinen Stern umkreisen konnte.

Exosolare Systeme entwickeln sich aus sich drehenden Materialscheiben, in deren Zentrum ein Stern wächst. Je größer die Scheibe, desto massereicher der Stern und desto mehr Material steht für den Bau großer Planeten zur Verfügung. In unserem Sonnensystem sind wir zu dem Schluss gekommen, dass sich Gasriesen wie Jupiter in einem zweistufigen Prozess gebildet haben. Zuerst kommt ein felsiger Kern zusammen, der fünf- bis zehnmal so groß wie die Erde ist, und dann sammelt die Anziehungskraft dieses Kerns genug Wasserstoff und Helium, um wirklich gigantisch zu werden.

Aber in einem kleinen Sternsystem – wie der Stern GJ 3512 geboren worden wäre – gibt es nicht wirklich genug Material für diesen Prozess. Bis sich in einer solchen Sternscheibe ein massiver felsiger Kern bilden könnte, würde sich kein Gas mehr sammeln.


Kern eines Gasplaneten zum ersten Mal gesehen

Es könnte der Kern einer Gaswelt wie Jupiter sein und einen beispiellosen Einblick in einen dieser riesigen Planeten bieten.

Riesenplaneten wie Jupiter und Saturn haben einen festen Planetenkern unter einer dicken Hülle aus Wasserstoff- und Heliumgas.

Aber niemand konnte bisher sehen, wie diese soliden Kerne aussehen.

Jetzt hat ein Team von Astronomen das ihrer Meinung nach felsige Innere eines riesigen Planeten entdeckt, dem seine dichte Atmosphäre fehlt. Ihre Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Der Hauptautor David Armstrong von der Warwick University und Kollegen hatten ein Programm durchgeführt, um exponierte Planetenkerne in Daten des Weltraumteleskops Tess zu entdecken.

"Dies war einer der Kandidaten, die wir ausgewählt haben, um zu versuchen, sie zu beobachten", sagte er gegenüber BBC News.

„Wir haben es mit einem Instrument verfolgt, dem Harps-Spektrographen in Chile, mit dem wir die Massen dieser Kandidaten gemessen haben. Dieser kam als außergewöhnlich massiv heraus - viel mehr, als wir wirklich erwartet hatten. Das war der Zeitpunkt, an dem wir begannen zu untersuchen, was das verursacht haben könnte."

Als die Forscher das Objekt zum ersten Mal betrachteten, dachten sie, es könnte sich um einen Doppelstern handeln.

„Wir nahmen weiterhin Daten auf und es stellte sich heraus, dass es sich immer noch um einen Planeten handelt – nur um einen außergewöhnlich massiven für seine Größe“, erklärte Dr. Armstrong.

Sein Radius ist etwa dreieinhalbmal größer als der der Erde, aber der Planet ist etwa 39-mal massereicher. In diesem Größenbereich wäre zu erwarten, dass der Planet eine bedeutende Komponente hat, nämlich das Gas. Dennoch hat es eine ähnliche Dichte wie die Erde und scheint hauptsächlich felsig zu sein.

Das Objekt namens TOI 849 b wurde gefunden, als es einen Stern ähnlich der Sonne umkreiste, der sich 730 Lichtjahre entfernt befindet.

Der Kern kreist so nah um seinen Mutterstern, dass ein Jahr nur 18 Stunden dauert und seine Oberflächentemperatur etwa 1.527 °C beträgt.

Die Forscher sind sich nicht sicher, ob der Kern bei einer Kollision seine Atmosphäre verloren oder einfach nie eine entwickelt hat.

Wenn es einmal Jupiter ähnlich war, gibt es mehrere Möglichkeiten, wie es seine Gashülle verloren haben könnte. Dazu könnten Gezeitenstörungen gehören, bei denen der Planet auseinandergerissen wird, weil er zu nahe an seinem Stern kreist, oder sogar eine Kollision mit einem anderen Planeten spät in seiner Entstehung.

Wenn es sich um einen "ausgefallenen" Gasriesen handelt, könnte dies geschehen sein, wenn in der Scheibe aus Gas und Staub eine Lücke vorhanden war, aus der er austrat, oder wenn sie sich erst spät bildete, nachdem die Scheibe kein Material mehr hatte.

"Ich denke, einer der größten Hinweise ist, dass wir den Planeten in der 'Heißen Neptunischen Wüste' gefunden haben, das ist diese Region des Parameterraums, in der wir normalerweise keine Planeten finden", sagte Dr. Armstrong gegenüber BBC News.

„Das deutet darauf hin, dass es eine ziemlich ungewöhnliche Entwicklung durchgemacht hat. Für mich deutet das darauf hin, dass es wahrscheinlicher ist, dass es seine Atmosphäre verloren hat. aber wir brauchen noch ein paar Beobachtungen, um sicher zu sein."

Diese weiteren Beobachtungen könnten helfen, Ideen über die Entwicklung riesiger Gasplaneten zu testen.

"Es ist eine Premiere, die uns sagt, dass Planeten wie dieser existieren und gefunden werden können. Wir haben die Möglichkeit, den Kern eines Planeten auf eine Weise zu betrachten, die wir in unserem eigenen Sonnensystem nicht können.

"Es gibt zum Beispiel noch große offene Fragen über die Natur des Kerns von Jupiter, so dass seltsame und ungewöhnliche Exoplaneten wie dieser uns ein Fenster in die Planetenentstehung geben, das wir auf keine andere Weise erforschen können."


Erforschung und Leben von Uranus

Uranus wurde nur von einer Raumsonde besucht, der Voyager 2 von der NASA. Es dauerte fast 9 Jahre, bis die Raumsonde Uranus erreichte. Es lieferte großartige Details über die Zusammensetzung des Planeten, Temperatur, Atmosphäre, Windgeschwindigkeiten, Monde usw. Es wurden noch keine zukünftigen Missionen zur Erforschung von Uranus genehmigt.

Daher sind Teleskope auf der Erde die einzige Möglichkeit, Uranus zu erforschen und zu beobachten. Auf Uranus wurden noch nie Beweise für Leben gefunden und es ist auch sehr wahrscheinlich, dass es in Zukunft Leben geben wird. Dies liegt an der großen Entfernung des Planeten von der Sonne und den Bedingungen auf ihr. Es liegt auch daran, dass Uranus nicht wie alle anderen Riesenplaneten ist, es fehlt ihm eine bestimmte Oberfläche.


Hilf mir zu verstehen, warum Jupiter eine Spezialität ist, Orion riesig

Dieses Foto des Orionnebels ist viel ausgedehnter als das visuelle Erlebnis durch das Zielfernrohr. Und ich denke, Jupiter erscheint größer, weil Sie sich mehr auf Oberflächendetails konzentrieren, anstatt das ganze Bild zu betrachten. Und wie Tom sagte, Jupiter ist so hell, dass er größer aussieht, als er wirklich ist. Dies ist sicherlich wahr, wenn Sie den Planeten mit bloßem Auge beobachten.

Bearbeitet von Waddensky, 16. März 2021 - 02:17 Uhr.

#5 Redbetter

Oberflächenhelligkeit. Die Bilder auf dem Bildschirm zeigen in keiner Weise die relative Oberflächenhelligkeit.

Jupiter ist heller als der Orionnebel, aber er ist auch um ein Vielfaches kleiner. Das Ergebnis ist eine Oberflächenhelligkeit, die ungefähr 10 Größenordnungen heller ist als die hellen Teile des Orionnebels, also etwa 10.000 Mal größer. Mit bloßem Auge erscheint Jupiter aufgrund der minimalen Auflösung Ihres Auges im Halbdunkel sowieso größer als es ist. Es sieht "kleiner" aus, wenn der Himmel heller ist, z.B. wenn Sie es finden, bevor die Sonne untergegangen ist oder kurz danach. In Wirklichkeit ist es nahe der scheinbaren Größe des Minimums, das wir ohne Vergrößerung auflösen können.

Auch für unsere Augen ohne Referenzpunkte bei Dunkelheit sind Objekte mit hoher Oberflächenhelligkeit häufig erscheinen größer als sie tatsächlich sind. Ein Teil davon ist, dass wir bei relativ hellen Objekten bei schlechten Lichtverhältnissen kleinere Details (mit einer besseren Winkelauflösung) sehen können als bei Objekten mit geringerer Oberflächenhelligkeit. Das Sehen kleinerer Details scheint einiges mit dem Eindruck von Größe zu korrelieren.

Ich kann die Form der Andromeda-Galaxie mit bloßem Auge leicht erkennen, aber sie erscheint klein. In Wirklichkeit ist er viel größer als der Mond, aber der Mond erscheint größer, weil er so unglaublich hell ist (ungefähr 15 Magnituden heller oder 1.000.000x im Gedächtnis). Ich kann tatsächlich nahegelegene Sterne verwenden, um Andromedas ungefähre visuelle Winkelgröße mit bloßem Auge zu bestimmen , um mir zu beweisen, dass es tatsächlich größer ist.


Wissenschaftler enthüllen erstmals Bilder von mehreren Planeten um einen sonnenähnlichen Stern

Zum ersten Mal ist es Wissenschaftlern gelungen, Bilder von mehreren Planeten aufzunehmen, die um einen anderen sonnenähnlichen Stern wirbeln. Doch trotz seiner Ähnlichkeit mit unserem Sternenwirt zeigen die Schnappschüsse dieses Planetensystems, dass es kein Ort ist wie zu Hause.

Der Stern mit dem Namen TYC 8998-760-1 befindet sich etwa 300 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Musca und hat eine ähnliche Masse wie die Sonne. Seine beiden bekannten Planeten sind jedoch deutlich fremdartig und kürzen ihren Stern in etwa dem 160- bzw. 320-fachen der Entfernung Erde-Sonne (Spannweiten, die etwa vier- bzw. achtmal größer sind als der Abstand des Pluto von unserer Sonne). Beide Welten sind überdimensioniert, verglichen mit allem in unserem Sonnensystem. Der äußerste Planet ist etwa sechsmal schwerer als Jupiter, und der innere ist mit der 14-fachen Masse des Jupiter auf der Waage. Jede der Welten erscheint als kleiner Punkt um den Stern in Bildern, die vom spektro-polarimetrischen High-Contrast-Exoplanet-Forschungsinstrument oder SPHERE erstellt wurden, das auf dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte im Norden Chiles arbeitet. Die Ergebnisse sind in einer Studie enthalten, die am 22. Juli in der detailed veröffentlicht wurde Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe.

&bdquoDas wirklich Faszinierende an dieser Arbeit ist, dass [sie] weiterhin zu der enormen Vielfalt der Systeme und Planeten da draußen beiträgt, die alle möglichen Sterne umkreisen&rdquo, sagt Rebecca Oppenheimer, Astrophysikerin am American Museum of Natural History in New York City, der nicht an der Studie beteiligt war. &ldquoEs gibt keine einzige &lsquoArchitektur&rsquo für ein Planetensystem.&rdquo

Die neue Studie ist erst das dritte Mal, dass es Wissenschaftlern gelungen ist, Bilder von mehreren Welten zu machen, die einen einzelnen Stern umkreisen. Aber diese zuvor beobachteten Systeme waren um Sterne entweder viel schwerer oder leichter als die Sonne, was sie weniger mit unserem Sonnensystem vergleichbar macht. Direkte Bildgebung bleibt eine Seltenheit bei der Erforschung von Welten außerhalb unserer planetaren Nachbarschaft. Die überwiegende Mehrheit der Exoplaneten in den Katalogen der Astronomen ist nur durch indirektere Mittel bekannt: Sie verraten ihre Anwesenheit und ihre grundlegendsten Eigenschaften, Masse, Größe und Umlaufbahn, indem sie periodisch an ihren Wirtssternen ziehen oder sie von der Erde aus sehen. Die direkte Abbildung von Exoplaneten ist wichtig, sagt Studienleiter Alexander Bohn, Astrophysiker an der Universität Leiden in den Niederlanden, denn durch die „Lichtempfang von Planeten können wir die Atmosphären&mdas die elementaren Häufigkeiten der Atmosphären&mdasdie Zusammensetzung besser charakterisieren„ Forscher, um fundiertere Vermutungen darüber anzustellen, wie die Umweltbedingungen einer fremden Welt aussehen könnten und ob sie wie die Erde Leben beherbergen könnte oder nicht.

Niemand denkt jedoch über das Leben auf einer der beiden neu vorgestellten Welten nach. Sie und ihr Stern sind nicht nur aufgeblähte Gasriesen in kalten Umlaufbahnen ohne nennenswerte Oberflächen, auf denen sich Organismen aufhalten könnten, sondern auch viel jünger als unsere Sonne und die Planeten um sie herum. &bdquoDas System selbst ist 17 Millionen Jahre [alt]“, sagt Bohn. &bdquoUnd unser Sonnensystem ist 4,5 Milliarden Jahre alt.&rdquo Selbst wenn sie bewohnbare Bedingungen besäßen, würde der relativ neugeborene Status jeder Welt der Biologie nicht viel Zeit bieten, um aus den Launen der Chemie hervorzugehen. Und obwohl ihre Planetengröße und ihre Jugend sie zu schlechten Kandidaten für das Leben, wie wir es kennen, machen, sind diese Eigenschaften genau der Grund, warum Astronomen sie derzeit überhaupt sehen können, da sie als Überbleibsel Energie von ihrer Entstehung emittieren. Kleinere, ältere und sanftere Welten, die ihren Sternen näher sind, bleiben außerhalb der Reichweite aktueller Planeten-Imager. Aber sie könnten schließlich durch leistungsfähigere Instrumente an gigantischen Teleskopen enthüllt werden. Bereits drei extrem große Teleskope (ELTs) und bodengestützte Observatorien mit Spiegeln in der Größenordnung von 30 Metern im Durchmesser nähern sich ihrem Endstadium der Entwicklung. Und Astronomen setzen sich energisch dafür ein, dass die NASA oder andere Weltraumbehörden in den kommenden Jahrzehnten noch ehrgeizigere Weltraumteleskope zur Planetenabbildung auf den Markt bringen.

Trotzdem &bdquowir&rsquor ein unglaublich langer Weg vom Fotografieren erdgroßer Planeten&rdquo, sagt Bruce Macintosh, Astrophysiker an der Stanford University und leitender Forscher am Gemini Planet Imager&mdashanein weiteres Instrument, das zusammen mit SPHERE den Stand der Technik in der Exoplanetenforschung repräsentiert fotografieren. &bdquoMit der aktuellen Technologie können wir einen Planeten sehen, der etwa eine Million Mal lichtschwächer ist als der Stern. Das ist erstaunlich. Aber selbst Jupiter, die größte Welt unseres Sonnensystems, ist eine Milliarde Mal lichtschwächer als die Sonne.&rdquo

Ob ein Zielplanet neben einem hellen Stern eine riesige Gaskugel oder ein eher erdähnlicher Felsen ist, sagt Bohn, seine Beobachtung sei wie ein Glühwürmchen direkt neben einem vielleicht einen Meter entfernten Leuchtturm zu sehen. Sie wollen dieses kleine Glühwürmchen sehen, und Sie sind 500 Kilometer entfernt. Dies ist im Grunde die Herausforderung, der wir uns stellen. Um das extrem schwache Licht einer Welt im Vergleich zu ihrem Stern zu erfassen, verwenden SPHERE und die meisten anderen Instrumente zur Planetenbildgebung ein Gerät namens Koronagraph, das fast das gesamte Licht des Sterns ausblendet und effektiv dimmt die Blendung des &ldquolighthouse&rdquo, so dass nahegelegene planetarische &ldquofireflies&rdquo gesehen werden können.

Neben nuancierteren Details jeder gegebenen Welt können solche Bilder andere Wunder enthüllen&mdasund wichtige neue Mysterien aufwerfen&mdash, die ins Herz der Theoretiker gehen&rsquo noch im Entstehen begriffenes Verständnis davon, wie Planetensysteme genau entstehen und sich entwickeln. In dem neu abgebildeten System haben sich &ldquobeide Planeten um denselben Stern gebildet und sind gleich alt, aber einer ist doppelt so massereich wie der andere&ldquo, sagt Macintosh, der nicht an der Studie beteiligt war. &bdquoDer Vergleich ihrer Eigenschaften wird uns helfen zu sehen, wie sich die Masse der Planeten auf ihre Entwicklung auswirkt.&ldquo Darüber hinaus könnten nachfolgende Bilder des Systems mehr über die Umlaufbahnen der Planeten und sogar das Vorhandensein noch ungesehener Welten enthüllen. &bdquoSind sie genauso ausgerichtet, wie Planetenbahnen in unserem Sonnensystem ausgerichtet sind? Sind sie kreisförmig?&rdquo, fragt Macintosh. Das Erlernen der Antworten auf solche Fragen könnte zeigen, ob diese Planeten auf die gleiche Weise wie die Welten um unsere Sonne oder durch einen anderen Prozess entstanden sind und so einen weiteren Hinweis darauf geben, ob Planeten und Systeme wie unser eigenes häufig oder selten sind.


Schau das Video: Journey To Jupiter (Juni 2022).


Bemerkungen:

  1. Macage

    Ja in der Tat. Und ich bin darauf gestoßen. Lassen Sie uns dieses Problem diskutieren.

  2. Christophe

    Ich glaube, Sie haben sich geirrt. Ich schlage vor, darüber zu diskutieren. Schreib mir per PN.

  3. Burhleag

    Ich denke, es ist - dein Fehler.

  4. Melvin

    Schöne Antwort

  5. Gorman

    I congratulate, very good thought

  6. Tunris

    Domainnamen ändern

  7. Denver

    Also hier ist die Geschichte!

  8. Ascot

    Also habe ich mich entschlossen, Ihnen ein wenig zu helfen und diesen Beitrag an soziale Lesezeichen zu schicken. Ich hoffe wirklich, dass Ihre Bewertung zunimmt.



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