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Exoplaneten @ AG: CoRoT hat was zu bieten!

27. September 2012

Seit das Team des NASA-Satelliten Kepler die Welt mit tausenden von Exoplaneten-Kandidaten beglückt, ist es um den drei Jahre vorher gestarteten europäischen Satelliten CoRoT (siehe ISAN 34-2) ziemlich still geworden: Der Hauptgrund ist die Veröffentlichungspolitik des Projekts, das bislang die Kandidaten nicht bekannt gab und nur die – dank aufwändiger Boden-Beobachtungen durch zahlreiche involvierte Sternwarten – wirklich bestätigten Exoplaneten publizierte. Wie Teammitglied Artie Hatzes heute Morgen auf der AG-Tagung in Hamburg berichtete, steht CoRoT in dieser Beziehung trotz seiner eigentlich viel ungünstigeren Parameter (Tabellen) gar nicht so schlecht da: 25 bestätigten CoRoT-Planeten stehen 77 entsprechend abgesicherte Keplers entgegen.

Und nun hat Hatzes verraten, dass CoRoT fast 3000 Kandidaten eingesammelt hat, also Sterne, bei denen mindestens ein Helligkeitsminimum gesehen wurde, das wie ein Planetentransit aussieht. Erfahrungsgemäß stellen sich 17% der CoRoT-Kandidaten als echte Exoplaneten heraus, womit der kleine Satellit rund 500 Planeten auf der Spur sein könnte: Deren Realität zu beweisen ist wegen der geringen Helligkeit der verdächtigen Sterne allerdings extrem mühsam. Und bei Kepler? Der hat bei seinem bisher letzten Fazit schon über 2300 Kandidaten präsentiert, und im Team glaubt man, dass über 90% davon real sind. Hatzes verweist allerdings auf eine unabhängige Studie (die dieser Blogger auf die Schnelle nicht auftreiben konnte), nach der etwa jeder dritte Kepler-Kandidat kein Planet sei. Trotzdem lässt sich – da selbst dann noch ~1500 Kepler-Kandidaten echt wären – ihre Statistik als Wegweiser nehmen. Dort dominieren zur Zeit die Exo-Neptune über alle anderen Planetendurchmesser-Klassen, aber Hatzes sagt voraus, dass bei der nächsten Kandidaten-Präsentation bereits die Exo-Super-Erden die Führung übernehmen würden (ein Trend, den man auch im Kepler-Team sieht) – und am Ende der Mission die meisten Exoplaneten „andere Erden“ sein dürften.

Eine weitere Neuigkeit aus Hatzes‘ Vortrag war dieses Radialgeschwindigkeits-Diagramm für den Planeten CoRoT 7b, das Daten der beiden führenden RV-Instrumente kombiniert (die trickreich um die erheblichen Störeffekte durch Sternflecken auf dem leider sehr aktiven Stern korrigiert wurden): 7.0 Erdmassen seien nun klar abgesichert. Damit teilt sich CoRoT 7b mit Kepler 10b (siehe ISAN 128-9) die Eigenschaft einer mittleren Dichte über derjenigen von Venus, Erde und Mars: Eher könnte es sich um Eisen-angereicherte „Exo-Super-Merkure“ handeln. Die Fehlergrenzen der Dichten der beiden Planeten sind allerdings immer noch so groß, dass sie auch in die erdähnliche Kategorie hinein ragen. Und CoRoT-7c und -7d (Item 4)? An c glaubten die meisten im CoRoT-Team, so Hatzes, an d im Wesentlichen nur er selbst …

Exoplaneten: noch einer, dann sind es 444

20. März 2010

Die bekannteste Enzyklopädie der Exoplaneten verzeichnet im Augenblick 443 Planeten in 352 Planetensystemen, von denen 41 mehr als einen enthalten, und auch auf der DPG-Tagung in Bonn waren die fremden Welten u.a. Gegenstand einer Session und eines Symposiums mit Übersichtsvorträgen.

  • Da er auf der Tagung bereits 1 1/2 Stunden vor der allgemeinen Veröffentlichung vorgestellt wurde, darf die Entdeckung von CoRoT-9b hier an erster Stelle genannt werden: Dies ist natürlich nicht der erste gefundene jupiterähnliche Exoplanet in größerem Sternabstand und mit ‚gemäßigten‘ Temperaturen, sondern der erste dieser Art, der zugleich im Transit beobachtet wird. Das legt nicht nur seine Bahnneigung und damit die Masse exakt fest sondern erlaubt auch die Ableitung eine Fülle weiterer Daten: So ergibt sich aus den Transit-Lichtkurven der Durchmesser des Planeten, womit man auch seine Dichte kennt, etc. (SYEW 1.1)

  • Auch die Exoplaneten CoRoT-8b, -10b und -11b sind bereits im Kasten, aber noch nicht veröffentlicht (wie auch in dieser ESA-Präsentation auf Seite 19 zu sehen ist): Artie Hatzes wagte daher ob der strengen CoRoT-Regularien nicht, etwas Näheres über diese Funde des kleinen französischen Satelliten (siehe ISAN 34-2) zu verraten. Sein Erfolg als Exoplanetenjäger überrascht umso mehr, da er sich ursprünglich nur um Sternschwingungen kümmern sollte und die Planeten nachträglich ‚an Bord‘ kamen, um überhaupt seine Finanzierung zu schaffen … (SYEW 1.1)

  • Mehr und mehr der CoRoT-Daten werden inzwischen öffentlich verfügbar und können hier heruntergeladen werden. Die Analyse der tausenden Sternlichtkurven beginnt mit dem Eliminieren vom CCD-Gain-Veränderungen durch Treffer Kosmischer Strahlung, gefolgt von einer sehr flexiblen Suche nach Periodizitäten, um eine Vielzahl möglicher Exoplanetenbahnen erfassen zu können. Nach einem Fund (etwa 40 Kandidaten werden z.Z. analysiert) geht es – zusammen mit vielen erdgebundenen Beobachtungen – um die Bestimmung von Radius, Masse, Dichte, Atmosphäre und Bahnstörungen durch andere Planeten, während auch eventuelle Aktivität des Stern selbst charakterisiert werden muss. (EP 11.2)

  • Wieviele Planeten umkreisen den Stern CoRoT-7 außer der berühmten Super-Erde CoRoT-7b? Der aktive Stern macht die Analyse ungewöhnlich schwer (siehe ISAN 78-4 und 94-2), und so gibt Hatzes jetzt erneut andere Massen an: 6.9, 12.4 und 16.7 Erdmassen für die Planeten 7b, 7c und 7d. (SYEW 1.1) Der 3. Planet wartet nach wie vor auf seine Aufnahme in o.g. Enzyklopädie, wo man auch noch die ‚alten‘ Massen 4.8 bzw. 8.4 Erden (1 Jupiter = 318 Erden) findet.

  • Nach – einfachen! – Modellrechnungen zum Innenleben von CoRoT 7-b ist dieser eher ein „Super-Mond“ als eine „Super-Erde“: ein felsiger und trockener Körper mit einer erdähnlichen Dichte von 5.6±1.3 g/cm^3, einem Kern mit weniger as 15% wt. (Erde: 33%) und über 1000°C Oberflächentemperatur. (EP 11.3) Sollte der Planet allerdings Gezeitenkräften unterliegen, sähe alles ganz anders aus, und wir hätten es – siehe ISAN 102-9 – eher mit einem Super-Io zu tun, und vielleicht war der Planet früher auch viel massereicher.

  • Allmählich gibt es so viele Exoplaneten, dass sich – trotz z.T. krasser Auswahleffekte bei der Suche – allerlei statistische Trends erkennen lassen. So scheint es einen Mangel an kurzperiodischen massereichen Planeten zu mit weniger als 0.03 AU Sternabstand zu geben: Die ersten derartigen Fälle, WASP-18b und -19b, wurden erst 2009 entdeckt. Nach Modellrechnungen in Köln könnten Gezeitenkräfte derartige Planeten innerhalb von weit unter 1 Mrd. Jahren so nahe an ihre Sterne ziehen, dass sie die Roche-Grenze erreichen und zerrissen werden. Supererden wie CoRoT-7b und GJ 1214b aus ISAN 100-8 droht dieses Schicksal aber nicht. (EP 11.1)

  • Die Suche nach – einfachen – „Biomarkern“ in den Atmosphären von Exoplaneten ist gar nicht so schwer: Die Erde z.B. weist CO2, H2O und O3 auf, Venus und Mars dagegen nur CO2. Und Modellrechnungen für diverse Sterntypen und Planetenmassen legen nun nahe, dass das James Webb Space Telescope die wichtigsten Bestandteile der Atmosphären vieler Exoplaneten nachweisen können sollte, wenn man nur Spektren von genügend Transits aufaddiert. Insbesondere O3 bliebe gut erkennbar, selbst in sehr wolkigen Atmosphären. (EP 11.6)

  • Exoplaneten können ihren Stern zusätzlich „leuchten“ lassen, ebenso wie es Io, Europa und Ganymed mit dem Jupiter machen, in dessen Polarlichtern sie „Fußabdrücke“ hinterlassen: Derselbe Mechanismus – v.a. über den Poynting-Fluss, also Plasmawellen – funktioniert auch bei Exoplaneten. Der Stern HD 179949 könnte so z.B. zu ‚überschüssiger‘ Emission bei 395 nm gekommen sein. Erste Modellrechnungen passen sowohl zum Jupitersystem wie zu diesem Stern, wobei jeweils nur ein paar % der Energie im UV-Licht landen. (EP 11.5)

  • Microlensing ist zwar eine der exotischsten Techniken der Exoplanetenjagd, aber auch diejenige mit den vielleicht interessantesten statistischen Aussagen – und alle Einwände sind haltlos, man muss halt nur gut genug die Lichtkurven messen (wozu auch – siehe z.B. ISAN 58-4 – Amateurastronomen beitragen). So war etwa das Microlensing, das die Häufigkeit ‚kalter Neptune‘ aufzeigte oder zu der Aussage führte, dass hochgerechnet etwa jeder sechste Stern ein Planetensystem wie unseres hat. (SYEW 1.2)

Schon einem halben Jahr wird es an genau demselben Ort – dem Hauptgebäude der Universität Bonn – im Rahmen der Jahrestagung der Astronomischen Gesellschaft – (auch) wieder um Exoplaneten gehen, u.a. im Rahmen eines Splinter-Meetings, dessen Programm erst im Sommer festgelegt wird: Wer weiss, wo der Exoplaneten-Zähler dann wohl stehen wird …