Exoplanéit

Gliese876 - e *Planetary mass object* (Planemo) no bei engem klenge Stär, kënschtleresch Duerstellung

En Extrasolare Planéit, kuerz Exoplanéit, ass e Planéit baussent (griichesch exo...) dem gravitativem Afloss vun der Sonn (lat. Sol). Extrasolar Planéite gehéieren also net zum Sonnesystem, mä zu engem anere Planéitesystem, respektiv ëmkreesen een anere Stär. Si ginn zu der Grupp vun de Planemos gerechent (vun: planetary mass objects).

Entdeckung vum éischten Exoplanéit

Déi éischt Planéiten iwwerhaapt, déi baussent eisem Sonnesystem entdeckt goufen, ëmkreesen de Pulsar PSR B1257+12. Duerch genee Miessunge vun der Retourzäit vum Stral, den d'Äerd vum Pulsar erreecht, konnten 1992 zwéi Planéite mat Masse vu 4,3 an 3,9 Äerdmassen, an Ëmlafzäite vu 66,5419 an 98,2114 Deeg nogewise ginn. 1994 gouf en drëtte Planemo mat nëmmen 0,02 Äerdmassen, an enger Ëmlafzäit vun 25,262 Deeg entdeckt. 1994 gouf weider de PSR B1620-26c ëm de Pulsar PSR B1620-26 entdeckt. Op dësem Planéit ass Liewe wéi mer et op der Äerd kennen, praktesch ausgeschloss.

Den éischten Exoplanéit op engem Orbit ëm e sonnenänleche Stär gouf 1995 vum Professer Michel Mayor vum Departement fir Astronomie vun der Universitéit Genf a sengem Mataarbechter Didier Queloz mat Hëllef vun der radialer Vitessmethode entdeckt. De Planéit kreest am 4,2-Deeg-Takt ëm de Stär Pegasus 51, deen zirka 40 Liichtjoer vun der Äerd ewech ass an huet 0,46 Jupitermassen.

Exoplanéiten um Orbit ëm sonnenänlech Stäre konnte bis haut net mat Teleskopen direkt observéiert ginn, well si ganz liichtschwaach sinn. Si gi vun deem Stär, ëm de si kreesen, an de méi hell ass, iwwerstraalt. D'Opléisungsverméige vun Teleskopen op der Äerd geet haut nach net duer fir zwéin Objeten, déi sou no beienee leien, a mat sou groussem Hellegkeetsënnerscheed wéi vun engem Planéit a sengem Stär, getrennt duerzestellen.

Indirekt Noweismethoden

Bis elo konnten déi meescht Exoplanéiten nëmmen indirekt nogewise ginn. Verschidde Methode benotzen dobäi den Afloss vun de Planéiten op den Zentralstär:

Transitmethod: Bedeckungen duerch de Planéit léist periodesch Ofsenkunge vun der Stärenhellegkeet aus, wann d'Ëmlafbunn sou läit, datt de Planéit aus Siicht vun der Äerd, genee virun dem Stär laanscht zitt. Dëst gëtt duerch eng exakt Miessung vun der Stärenhellegkeet duerch Photometrie nogewisen, wärend den Exoplanéit säin Zentralstär bedeckt. Déi Miessung ka mat terrestreschen Teleskope wéi de SuperWASP oder nach méi genee duerch Satellitte wéi CoRoT oder Kepler gemaach ginn. Ufanks 2005 ass et mam Spitzer-Weltraumteleskop gelongen, am Infraroutliicht eng 'sekundär' Bedeckung vun engem erhëtzte Planéit duerch den Zentralstär nozeweisen.

Beweegung vum Zentralstär ëm de kollektive Schwéierpunkt. D'Miessung vun der Stärebeweegung ass den Usaz fir d'radial Vitessmethod an d'astrometresch Method

Radialvitessmethod: Stären a Planéite beweege sech ënner dem Afloss vun der Gravitatioun ëm hire kollektive Schwéierpunkt. De Stär beweegt sech wéinst senger méi grousser Mass ëm wesentlech méi e klenge Krees wéi de Planéit. Wann ee vun der Äerd aus net genee vertikal op d'Bunn kuckt, huet déi periodesch Beweegung vum Stär eng Komponent a Siichtrichtung (Radialvitess), déi duerch d'Observatioun vun der ofwiesselnder Bloverrécklung a Routverrécklung (Doppler-Effekt) a ganz geneeë Spektre vum Stär nogewise kënne ginn. Gläichwäerteg Informatioune kritt ee bei Pulsaren duerch d'Ännerung vun der Zäit tëscht de Stralungspulsen. Well d'Bunnschréi onbekannt ass, kann ee hei bei bekannter Stäremass net d'Planéitemass selwer, mä nëmmen eng Ënnergrenz berechnen. Déi meescht Exoplanéite goufe bis elo mat där Method nogewisen.
Astrometresch Method: D'Beweegung vum Stär ëm dee kollektive Schwéierpunkt huet och Komponente queesch zu der Siichtrichtung. Dës sollten duerch genee Vermiessung vu senger Positioun relativ zu wäite Stären noweisbar sinn. Bei bekannter Stäremass an -distanz kéint ee hei och d'Mass vum Planéit uginn, well d'Bunnschréi erausfonnt ka ginn. Schonn an der Mëtt vum 20. Joerhonnert gouf mat der astrometrescher Method no Exoplanéite gesicht. D'Observatioune waren awer ze vill ongenee. Och den Hipparcos huet nach net déi noutwendeg Genauegkeet fir nei Exoplanéiten z'entdecken. Dëst sollt an der Zukunft duerch Interferometrie mat dem Very Large Telescope a Weltraumexperimenter wéi de Gaia an d'"Space Interferometry Mission" (dëse Projet gouf am Joer 2010 agestallt) erreecht ginn.

Eng weider indirekt Method benotzt den Effekt op Hannergrondstären:

Gravitational microlensing-Method: Ënner Microlensing versteet een d'Verstäerkung vum Liicht vun engem Hannergrondobjet duerch Gravitatiounslënsewierkung vum Stär virdrun. D'Verstäerkung hëlt zou an erëm of, wärend sech de Stär virun dem Hannergrondobjet laanscht beweegt. Dësen Hellegkeetsverlaf kann duerch e Planéit vum Virdergrondstär eng charakteristesch Spëtzt kréien. En éischt Evenement gouf 2003 observéiert.

Benennung

Exoplanéite gi mam Numm respektiv der Bezeechnung vum Stärekatalog souwéi engem ugehaangene klenge Buschtaf bezeechent. D'Nummeréierung erfollegt dobäi an der Reiefolleg vun der Entdeckung, ugefaange mat 'b'. Wann et noutwendeg ass, gëtt fir eng eendeiteg Ofgrenzung vum Planéit, de Stär dacks mat engem ugehaangene grousse Buschtaf 'A' gezeechent.

Am Juli 2014 hat d'International Astronomesch Unioun (IAU) bekannt ginn, e weltwäite Concours (NameExoWorlds) fir d'Benennung vun 305 ausgewielten Exoplanéite z'arrangéieren. D'Resultater sollen am September 2015 publizéiert ginn.

00	De Contenu vun dësem Kapitel oder dësem Artikel ass net vollstänneg oder net méi aktuell. Hëlleft wgl. mat, en ze komplettéieren oder nees op de leschte Stand ze bréngen.

Zuel vu bekannten Exoplanéiten

Zuel vun den entdeckten Exoplanéite pro Joer (Stand:5. Januar 2017)
1988	1989	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998
1	1	0	0	3	0	0	1	7	0	8
1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009
11	21	13	31	26	31	33	30	58	61	84
2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016
116	195	155	188	841	182	1458

Uganks 2017 waren 3557 Exoplanéiten an 2668 Systemer bekannt, dorënner 601 Systemer mat zwéi bis siwe Planéiten, souwéi iwwer 2000 Planéitekandidaten.
Planéitesystemer gëllen haut an der Ëmgéigend vun eiser Sonn als sécher nogewisen. Ënnersich a Miessunge vum Institut astrophysique de Paris hunn erginn, datt am Duerchschnëtt all Stär an der Mëllechstrooss 1-2 Planéiten huet.

Verschidden Daten iwwer d'Atmosphär vum Planéit kritt een aus dem Spektrum wärend engem Stärenduerchgang.

Déi meescht vun deene bis elo entdeckte Systemer sinn awer net mat eisem Sonnesystem ze vergläichen, et handelt sech meeschtens ëm Gasrisen, déi hiren Zentralstär an enger ganz enker Ëmlafbunn ëmkreesen.

Sou Planemoe gi vun den Astronomen Hot Jupiters genannt.

Exoplanéitenaarten

Et gëttt nach keen internationalen definitive System fir d'Klassifikatioun vun extrasolare Planéiten. Sou gouf da versicht eng Klassifikatioun fir déi Planéiten opzestellen. Déi gouf dann op déi extrasolar Planéiten iwwerdroen.

Verglach vun de Gréissten tëscht Jupiter (lénks) an TrES-4 (riets), engem vun de gréisste bekannte Exoplanéiten

Am Allgemenge gouf d'Klassifikatioun dementspriechend virleefeg (klassesch) a follgend Typpen agedeelt:

Äerdänlech Planéiten (äerdänlech Fielsplanéiten, "terrestresch", am Fall vun en ettlechen Äerdmassen als "Superäerde" bezeechent)
E jupiteränleche Gasris, deen no beim Fixstär ass, gëtt als "Hot Jupiter" bezeechent, an en neptunänleche Gasplanéit, deen no beim Fixstär steet, gëtt als "Hot Neptune" bezeechent.

Déi virleefeg Klassifikatioun war awer net genee genuch, zemools well et bei villen Neientdeckunge net kloer war, ob déi Planéiten eng fest Uewerfläch hunn oder net, ob si dicht wéi de Merkur oder äiseg si wéi Mounden, déi wait ewech leien.

De Saturnmound Iapetus huet z. B. eng Albedo vun 0,03 bis 0,5.

Nom David Sudarsky ë. a. get dofir déi baussenzeg Virspigelung vun de Planéiten a Planemoe ganz ausgeblent: Et geet ee nëmme vun der cheemescher Zesummesetzung aus. Dat gëtt – sowäit bestëmmbar – wéi bei solare Planéiten och vun dräi Gréissten ofgeleet:

der Albedo vum Himmelskierper,
der Stralungstemperatur am EM-Spektrum an
der ongeféierer Mass respektiv Dicht vum de Planéit.

Deemno ergi sech am Dichte-Beräich tëscht metalleschen (ëm 7 g/cm³), silikateschen (ëm 3 g/cm³) a waasseräishaltege Planéite follgend Typpen:

metallosilikatesch Planéiten (änl. Merkur an Äerd),
silikatesch Planéiten (z. B. änl. Europa, Io an Äerdmound),
hydrosilikatesch Planéiten (änl. Ganymed, Kallisto, Titan a Pluto),
Äisplanéiten (änl. Enceladus, mat wéineg Silikatundeel) an
Gasrisen (änl. Jupiter a Neptun).

D'Klassifikatioun nom Sudarsky^[1] gëllt streng geholl fir Gasrisen an ënnerscheet follgend Planéitentyppen (z. deelweis och a Bezuch op d'Kosmochemie an eng gewësse cheemesch Evolutioun):

Gasrise mat Methanwolleken (entspriechend Albedo, Temperatur ënner 80 Kelvin),
Gasrise mat Ammoniakwolleken (ënner 150 Kelvin),
Gasrise mat Waasserdampwolleken (−120 bis +60 °C, Albedo bis 81 %),
Gasrise mat Albedo ëm 12 % (350–900 K; eigentlech "Hot Jupiters"),
Gasrise mat Alkali-Absorptioun (900–1500 K, Albedo ëm 3 %),
Gasrise mat Siliziumdioxidwolleken (gliddeg, iwwer 1500 K).

En ettlech Donnéeën iwwer d'Atmosphär vun de Planéite kritt een aus dem Spektrum wärend engem Stärduerchgank.

Déi meescht vun deene bis elo entdeckte Systemer sinn awer net mam Sonnesystem ze vergläichen, et handelt sech meeschtens ëm Gasrisen, déi hiren Zentralstär op enger ganz grousser Ëmlafbunn ëmkreesen. Sou Exoplanéite gi vun Astronomen Hot Jupiter genannt. No enger Theorie si se, wéi de Jupiter, a relativ groussem Ofstand vun hirem Zentralstär an der Akkretiounsscheif entstanen, dann awer no banne gewandert. No enger anerer Theorie si s'awer wéi Stären aus enger Gaswollek kondenséiert.

Kleng Exoplanéiten

Mass vun de bekannten Exoplanéiten. Et gesäit ee wéi de Massespektrum virun allem no ënnen hi méi grouss gëtt. Net agezeechent goufen hei ëmstridden Entdeckungen a Planéiten ëm Pulsaren.

An de vergaangene Jore goufen ëmmer méi kleng Exoplanéiten entdeckt. 2004 louch d'Ënnergrenz vun der Entdeckbarkeet mat der Radialvitessmethod bei enger Radialvitess vu ronn 1 m/s. E Planéit, deen op enger Distanz vun 1 AE ëm säi Stär kreest, muss dofir eng Mass vun zirka 11 Äerdmassen hunn, fir iwwerhaapt entdeckt ze ginn. Mëttlerweil goufen awer och méi massenaarm a méi kleng Exoplanéite mat Hëllef vun der Radialvitess souwéi mat Microlensing- an Transitmethod entdeckt.

Ee vun de klengsten Exoplanéite gouf am Abrëll 2007 vun Astronome vum Europäesche Südobservatoire entdeckt. Den zweete Begleeder vum Stär Gliese 581: Gliese 581 c op enger Distanz vun 20,45 Liichtjoer. Seng Ëmlafdauer respektiv Joreslängt sinn nëmmen 13 Äerddeeg. De Planéit huet eng Mindestmass vu fënnef Äerdmassen. Den Nowäis vum Planéit gouf mat engem e Spektrograph gemaach, deen zu La Silla am Chile, bedriwwe gëtt. Et goufe Rout- a Bloverrécklungen ënnersicht, déi an Ofhängegkeet zum Ëmlaf vum Begleeder stinn (Radialvitessmethod).

E weideren, eréischt 2009 entdeckte Planéit vum selwechte Stär ass de Gliese 581 e. Bei him handelt et sech ëm dee bis haut bekannte massenäermsten Exoplanéit mat enger Mindestmass vun 1,9 Äerdmassen an enger Ëmlafzäit vu knapps ronn 3 Deeg.

Aner bis elo nogewise kleng Exoplanéite sinn: Gliese 876 b, OGLE-2005-BLG-390Lb, µ Arae d, MOA-2007-BLG-192-Lb a CoRoT-7 b. Bei e puer handelt et sech ëm sougenannt Superäerden.

De Gliese 876 b huet ongeféier déi 7,5-fach Mass vun der Äerd. Well hien an engem klengen Ofstand an nëmme 47 Stonnen eemol ëm säi Stär kreest, ass seng Uewerflächentemperatur ronn 200 °C bis 400 °C.

De µ Arae d ass ongeféier zéngmol sou schwéier wéi eis Äerd an huet domat ronn zwee Drëttel vun der Uranusmass. An nëmme 9,5 Deeg kreest en ëm de Stär µ Arae am Stärebild Ara. Hie läit ronn 50 Liichtjoer vun eisem Sonnesystem ewech.

Den OGLE-2005-BLG-390Lb gouf am Januar 2006 vun enger internationaler Fuerschergrupp mam Mikrolënseneffekt entdeckt. Dësen Exoplanéit ass vun der Äerd ongeféier 25.000 bis 28.000 Liichtjoer ewech an huet ongeféier déi fënneffach Äerdmass. Hie kreest op enger Distanz vun 2,6 Astronomeschen Eenheeten eemol an zéng Äerdjoer ëm de Rouden Zwerg OGLE-2005-BLG-390L. Wéinst der klenger Gréisst a vergläichswäis winzeg Stralung vum „Mammestär“ souwéi der grousser Distanz, ass d'Uewerflächentemperatur vum Planéit ronn –220 °C. D'Entwécklung vu Liewensforme ass domat zimmlech onwarscheinlech.

Den MOA-2007-BLG-192-Lb gouf am Juni 2008 entdeckt an ass ee vun de klengste bekannten Exoplanéiten. Hien huet déi 3,2-fach Äerdmass a läit ronn 3000 Liichtjoer vun eis ewech. Neist Hiweiser deiten allerdéngs drop hin, datt d'Mass vu sengem Mammestär däitlech méi héich ass an et sech bei deem net ëm ee Brongen Zwerg, mä ëm ee Rouden Zwerg handelt. Doduerch ergéif sech fir den Exoplanéit eng neibestëmmt Mass vun nëmmen nach 1,4 Äerdmassen.

De CoRoT-7 b gouf 2009 mat Hëllef vun der Transitmethod vum Weltraumteleskop CoRoT entdeckt an ass den éischte zweifelsfräi nogewisenen extrasolare Gestengsplanéit. Den nëmmen 1,75 Äerdradie grousse Planéit huet déi ronn 5-fach Mass vun eiser Äerd. Duerch seng Mass souwéi duerch seng kleng Distanz zum Mammestär ass et onméiglech, datt et sech ëm e Gas- oder Äisris handelt. Dat deit staark drop hin, datt et sech ëm en terrestresche Planéit handele muss. Déi Meenung gouf spéider no Miessungen um La Silla-Observatoire vun der ESO duerch Erkenntnesser iwwer d'Dicht vum Planéit bestätegt. Mat enger Ëmlafzäit vun nëmme ronn 20 Stonnen hält hien e weidere Rekord ënner de bekannten Exoplanéite.

De Kepler-37 b ass dee bis elo klengsten Exoplanéit (Stand: Februar 2013) a mat engem Duerchmiesser vu ronn 3900 km nëmmen eppes méi grouss wéi eisen Äerdmound.