Die Menschen können doch nur die Planeten im Sonnensystem sehen. Wie werden dann immer wieder neue entdeckt, sind die etwa auch im Sonnensystem?

9 Antworten

Hallo LucasxD33,

dafür braucht es sehr gute Teleskope, mit denen sich das Licht unserer Nachbarsterne in der Milchstraße sehr genau untersuchen lässt.

Die wichtigsten Methoden und wie genau man zur Entdeckung von Exoplaneten messen muss, das hat der Astrophysiker Gero Ruprecht mal auf einem Vortrag sehr schön erklärt:

https://youtube.com/watch?v=7bIoghfU8LY

Wenn Du lieber liest: Das kannst Du hier:

http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/exoplaneten/nachweismethoden/

Grob im Überblick:

1) In wenigen Fällen können wir die Dinger tatsächlich direkt beobachten. Die meisten Exoplaneten werden aber anders, indirekt nachgewiesen.

2) Das geht zum Beispiel über periodische Helligkeitsschwankungen, wenn der Exoplanet eine Bahn hat, die ihn von Zeit zu Zeit zwischen uns und seinen Stern führt. Das Scheibchen ist zwar vielleicht zu klein, um entdeckt zu werden, es verdeckt aber dennoch minimal Licht - der Stern erscheint periodisch minimal dunkler.

3) Eine andere Methode ist über den Dopplereffekt: Der Stern bewegt sich ja auch, nämlich um den gemeinsamen Schwerpunkt von ihm uns seinem Planeten. Das ist nicht viel, aber der Stern "wobbelt" messbar periodisch vor und zurück.

Wir schauen hierzu ins Spektrum des Sterns: Über den Dopplereffekt verschieben sich die Spektrallinien eines Sternes rhythmisch (im Takt der Bewegung) etwas zum Kurzwelligen (wenn er auf uns zu kommt) und etwas von uns weg (wenn er sich entfernt). Diese Methode kann Bewegungen des Zentralsternes erheblich genauer erfassen, als man das durch Beobachtung der Bewegung selbst erreichen würde. Und es reicht allemal, um Planeten nachzuweisen.

4) Ein weiterer Trick nutzt den sogenannten Mikrolinseneffekt: Den kann man ausnutzen, wenn der zu untersuchende Stern zufällig einmal vor einem anderen Stern von uns aus gesehen vorbeiwandert. Seite Schwerkraft verändert dann gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie das Licht des dahinterliegenden Sternes - ganz so, als würde man es durch eine Linse betrachten. (Daher der Name) Hat er einen Planet im Schlepptau, dann erzeugt auch dessen Schwerkraft einen solchen Effekt - es kommt in den Lichtkurven zu einem ganz typischen Nebenmaximum.

Grüße

Da hat man inzwischen ganz raffinierte Methoden entwickelt. Einen Planeten kann man nicht dirket beobachten, aber seine Rückwirkung auf seine Sonne.

Wenn wir von oben auf die Planetenbahn schauen, also sozusagen den Kreis sehen, kann man beobachten, wie die Sonne, um die er kreist, leicht eiert. Denn genaugenommen kreist der Planet nicht um die Sonne, sondern beide, Planet und Sonne, kreisen um den gemeinsamen Schwerpunkt. Aus dieser Bewegung der Sonne kann man dann direkt auf die Umlaufzeit schließen und aus der Stärke der Bewegung auf die Masse des Planeten.

Der zweite Fall ist der, dass wir von der Seite auf das Sonnensystem schauen. Dann kann man das Eiern der Sonne nicht erkennen. Aber dann läuft der Planet regelmäßig vor seiner Sonne vorbei und verdunkelt sie geringfügig. Diese Helligkeitsschwankungen kann man messen. Aus der Periode der Verdunkelung kann man auf die Umlaufzeit schließen und aus der Stärke der Verdunkelung auf die Größe des Planeten. Dieser Fall hat noch einen Vorteil. Wenn der Planet vor seiner Sonne steht, durchdringt das Sonnenlicht auch die Atmosphäre des Planeten und dessen Atmosphäre hinterlässt ihre Spuren im Sonnenlicht in Form von Spektrallinien, sodass man messen kann, aus welchen Stoffen dessen Atmosphäre besteht. Das ist besonders interessant, um z.B. exraterrestrisches leben zu entdecken. Enthält die Atmosphäre Sauerstoff, muss es dort Leben geben. Enthält die Atmosphäre unnatürliche Stoffe, wie z.B. Kältemittel, muss es dort eine Zivilisation geben.

Die oben geschilderten Veränderungen sind aber extrem klein, weshalb sie am besten mit Weltraumteleskopen gemessen werden können, die nicht durch die Erdatmosphäre gestört werden.

Demnächst soll ein Weltraumteleskop hochgeschossen werden, das auch sehr gut im Infrarotbereich beobachten kann, wodurch Planeten noch besser entdeckt werden können.

Diese Methoden sind aber auf Sonnensysteme innerhalb unserer Milchstraße beschränkt. Planeten in fremden Galaxien kann man nicht entdecken.

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Wenn wir von oben auf die Planetenbahn schauen, also sozusagen den Kreis sehen, kann man beobachten, wie die Sonne, um die er kreist, leicht eiert. Denn genaugenommen kreist der Planet nicht um die Sonne, sondern beide, Planet und Sonne, kreisen um den gemeinsamen Schwerpunkt. Aus dieser Bewegung der Sonne kann man dann direkt auf die Umlaufzeit schließen und aus der Stärke der Bewegung auf die Masse des Planeten. 

Ein derartiges "Eiern" eines Zentralsterns in einer Ebene, die senkrecht zu unserer Blickrichtung stattfindet, könnte man aber nur dann feststellen, wenn man über tausendfach bessere optische Auflösungen als heute verfügen würde. Oder kannst du einen Exoplaneten nennen, der auf diese Weise entdeckt wurde ?

Der zweite Fall ist der, dass wir von der Seite auf das Sonnensystem schauen. Dann kann man das Eiern der Sonne nicht erkennen.

Doch, eben genau dann kann man das, nämlich die durch den Planeten bewirkten Distanzänderungen (minimale Rot- und Blauverschiebungen) des Zentralgestirns.

Aber dann läuft der Planet regelmäßig vor seiner Sonne vorbei und verdunkelt sie geringfügig.

Dies ist der (seltene) Spezialfall, wo es wirklich zu Vorübergängen des Planeten vor seiner Sonne kommt.

Diese Helligkeitsschwankungen kann man messen. Aus der Periode der Verdunkelung kann man auf die Umlaufzeit schließen und aus der Stärke der Verdunkelung auf die Größe des Planeten. 

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Die entdeckten Planeten gehören nicht zu unserem Sonnensystem, sondern zu fremden Sternensystemen. Die allermeisten können auch nicht optisch entdeckt werden, dafür sind zu lichtschwach und ihr Heimatstern überstrahlt sie oft. Man findet sie meist durch gravitative Einflüsse auf ihren Heimatstern, welcher dadurch Pendelbewegungen verursacht oder wenn der Planet vor dem Stern vorbeizieht und ihn etwas verdunkelt. Durch die Abschwächung des Sternenlichts kann man auf die Größe des Planeten schließen.

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