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Dunkler Gesteinsbrocken: Forscher beobachten, wie ein Exoplanet geröstet wird
R. Hurt/ JPL-Caltech/ NASA

Es ist ein Blick in eine ferne Welt: Mit dem Nasa-Teleskop "Spitzer" haben Forscher den Planeten LHS 3844b untersucht - dessen Oberfläche manchen Gegenden unseres Mondes verblüffend ähnlich sieht.

erwachsener 21.08.2019, 12:58
1. na ja.

Nur weil die Oberfläche des Exoplaneten ziemlich dunkel ist (Bond-Albedo 0.2 laut der Originalarbeit, Bond-Albedo ist der Anteil der reflektierten elektromagnetischen strahlung aus dem gesamten spektrum, der reflektiert wird) kann man noch lange nicht sagen, daß er "manchen Gegenden unseres Mondes verblüffend ähnlich sieht". Ist halt dunkel. Dunkle Oberflächen sind nicht so selten im Weltraum. Churyumov-Gerasimenko ist auch fast schwarz, aber man würde nicht sagen, daß ein mittags ca. 1000K heißer Exoplanet einem berühmten Kometen ähnlich sieht. Und wenn man in Wikipedia nachschaut, findet man, daß eine Rasenfläche auch ungefähr diese Albedo hat (wobei der Wiki-Artikel nichtspezifiziert, was da beim Rasen genau gemessen wurde). Ist der Expolanet also ein Golfplatz? Eher nicht.

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deka88 21.08.2019, 14:14
2. Rasend schnell unterwegs...

Die Formulierung im Artikel impliziert ja, dass dieser Plant "für den gleichen Weg", für mich gleichbedeutend mit gleicher Strecke, um die Sonne nur 11h braucht, während die Erde "für den gleichen Weg" 8760h braucht. Das würde ja bedeuten, dass dieser Planet 800 mal schneller unterwegs ist, als unsere Erde (also ca. 85 mio km/h - immerhin 1/10 Lichtgeschwindigkeit) Ist es nicht eher so, dass der Planet viel viel näher an seiner Sonne ist (gebundene Rotation) und daher ein Jahr nur 11h dauert?! Außerdem geht es doch im Originalartikel hauptsächlich um die Frage, ob erdähnliche Planteten wie dieser ihre Atmossphäre in solcher Nähe zu ihrem Stern erhalten können oder nicht?

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permissiveactionlink 21.08.2019, 15:43
3. #2, deka88

Die Masse des Sterns LHS 3844 ist recht genau bekannt : 0,154 +/- 0,014 Sonnenmassen. Auch den Abstand des Planeten LHS 3844b kennt man recht gut : 0,00623 +/- 0,00015 AE (1AE = 149,6 Millionen km). Die Geschwindigkeit eines Planeten um seinen Stern bestimmt man zu : v = sqrt( G * m/ r). Dabei sind G die Gravitationskonstante, m die Masse des Sterns (Sonnenmasse = 2 * 10^30 kg) und r der Abstand des Planetenmittelpunktes zum Sternmittelpunkt (sqrt = Quadratwurzel). Für die Erde errechnet man dann ein ve = 29,79 km/s und für v(LHS 3844b) = 148,11 km/s. Das heißt, LHS 3844b ist gerade einmal 4,97 mal schneller auf seiner Bahn um seinen Stern, als die Erde um die Sonne. Die Rotationsdauer eines Planeten erhält man als T = 2 * pi * r/v. Für LHS 3844b sind das T = 39.729,68 s = 11 h 2 min 9,68 s. Und für die Erde natürlich T = 31.554.081 s = 365,2093 d, was mit den unvermeidlichen Rundungsfehlern gut passt. Die Masse des Planeten aber kann man allein aus Umlaufzeit und Bahnradius nicht berechnen !

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m a x l i 21.08.2019, 15:44
4. Die Zeit steht still

Zitat von erwachsener
Churyumov-Gerasimenko ist auch fast schwarz, aber man würde nicht sagen, daß ein mittags ca. 1000K heißer Exoplanet einem berühmten Kometen ähnlich sieht.
Wegen der gebundenen Rotation gibt es dort kein "morgens", "vormittags", "mittags"... Egal wo Sie sich dort befinden, die Sonne ist dauerhaft (ungefähr) an der gleichen Stelle im Himmel arretiert. Höchstens kann man sagen, dass es an einem bestimmten Ort "ewig mittags" ist - was Sie ja vielleicht gemeint haben.

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Ökofred 21.08.2019, 16:03
5. ganz einfach..

Zitat von deka88
Die Formulierung im Artikel impliziert ja, dass dieser Plant "für den gleichen Weg", für mich gleichbedeutend mit gleicher Strecke, um die Sonne nur 11h braucht, während die Erde "für den gleichen Weg" 8760h braucht. Das würde ja bedeuten, dass dieser Planet 800 mal schneller unterwegs ist, als unsere Erde (also ca. 85 mio km/h - immerhin 1/10 Lichtgeschwindigkeit) Ist es nicht eher so, dass der Planet viel viel näher an seiner Sonne ist (gebundene Rotation) und daher ein Jahr nur 11h dauert?! Außerdem geht es doch im Originalartikel hauptsächlich um die Frage, ob erdähnliche Planteten wie dieser ihre Atmossphäre in solcher Nähe zu ihrem Stern erhalten können oder nicht?
Der Abstand zu seiner Sonne ist 1 Mio km (Erde: 150 Mio), daher ist der Umfang des Planetenorbits ca 6 Mio km. Den umläuft der Planet in 11 h, macht ca. 555.000 km/h. Der hat ganz schön Dampf drauf.

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Bananenschale 24.08.2019, 19:37
6. Iwo

Zitat von deka88
Die Formulierung im Artikel impliziert ja, dass dieser Plant "für den gleichen Weg", für mich gleichbedeutend mit gleicher Strecke, um die Sonne nur 11h braucht, während die Erde "für den gleichen Weg" 8760h braucht. Das würde ja bedeuten, dass dieser Planet 800 mal schneller unterwegs ist, als unsere Erde (also ca. 85 mio km/h - immerhin 1/10 Lichtgeschwindigkeit) Ist es nicht eher so, dass der Planet viel viel näher an seiner Sonne ist (gebundene Rotation) und daher ein Jahr nur 11h dauert?! Außerdem geht es doch im Originalartikel hauptsächlich um die Frage, ob erdähnliche Planteten wie dieser ihre Atmossphäre in solcher Nähe zu ihrem Stern erhalten können oder nicht?
Die Aussage in Bezug auf einen "gleichen" Weg ist schlicht falsch. Mit dem "gleichen" Weg ja wohl der Umfang der Umlaufbahn gemeint. Die Umfänge der Umlaufbahen der Erde und des Exoplaneten sind aber sehr verschieden. Der der Umlaufbahn des Exoplaneten ist sehr viel kleiner als der der Erdbahn. Mit den gegebenen Umlaufzeiten ( Artikel ) und der Massen des roten Zwergen ( https://astronomical.fandom.com/wiki/LHS_3844_b ) kann man die Bahngeschwindigkeit und den Bahnradius des Exoplaneten ausrechnen. Die Formeln finden sich bei Wikipedia. unter Bahngeschwindigkeit (Astronomie ). Zur Näherung kann man von den Planetenmassen absehen und Kreisbahnen annehmen. Der Exolpanet dürft sich entlang seiner Bahnlinie schneller bewegen als die Erde, aber keinesfalls schwach-relativistisch.

Die Wissenschaftsredaktion des Spiegel hat schlicht keinen Taug; nahezu jeder Artikel ist einer solchen Weise mangelhaft.

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Bananenschale 24.08.2019, 22:13
7. Rechenfehler? Falscher Wert von den Bahnradius?

Zitat von permissiveactionlink
Die Masse des Sterns LHS 3844 ist recht genau bekannt : 0,154 +/- 0,014 Sonnenmassen. Auch den Abstand des Planeten LHS 3844b kennt man recht gut : 0,00623 +/- 0,00015 AE (1AE = 149,6 Millionen km). Die Geschwindigkeit eines Planeten um seinen Stern bestimmt man zu : v = sqrt( G * m/ r). Dabei sind G die Gravitationskonstante, m die Masse des Sterns (Sonnenmasse = 2 * 10^30 kg) und r der Abstand des Planetenmittelpunktes zum Sternmittelpunkt (sqrt = Quadratwurzel). Für die Erde errechnet man dann ein ve = 29,79 km/s und für v(LHS 3844b) = 148,11 km/s. Das heißt, LHS 3844b ist gerade einmal 4,97 mal schneller auf seiner Bahn um seinen Stern, als die Erde um die Sonne. Die Rotationsdauer eines Planeten erhält man als T = 2 * pi * r/v. Für LHS 3844b sind das T = 39.729,68 s = 11 h 2 min 9,68 s. Und für die Erde natürlich T = 31.554.081 s = 365,2093 d, was mit den unvermeidlichen Rundungsfehlern gut passt. Die Masse des Planeten aber kann man allein aus Umlaufzeit und Bahnradius nicht berechnen !
Ich kann Ihre Werte nicht reproduzieren.

Mit den entsprechenden Verhältnissen der Umlaufzeiten t, der der Massen der Zentralgestirne m, der der Bahnradien r und der der Bahngeschwindigkeiten v bekomme unter der Annahme von Kreisbahnen und bei jeweiliger Vernachlässigkung der Planetenmassen ausgehend von:

v^2 = m / r = ( r / t )^2

die drei Beziehungen:

m = r^3 / t^2
r^3 = m * t^2
t^2 = r^3 / m

D.h. mit 2 Größen aus ( m, r, t ) läßt sich die verbleibende 3. berechnen und weiter v nach:

v = ( m / r )^1/2 = r / t = ( m / t )^1/3

Somit:

( m = 0.154, t = 11 / 365 ) => r = 0.0519
( m = 0.154, r = 0.00623 ) => t = 0.00125 entsprechend 0.457 Tage
( t = 11/365, r = 0.00623 ) => m = 0.2662 * 10^-3

m, d.h. die Sternemasse von LHS 3844b ergibt aus seiner Leuchtkraft und seinem Spektraltyp; den Wert glauben wir also. Die Umlaufzeiten lassen sich sicherlich leichter beobachten als die Bahnradien. Mir deucht, der von Ihnen angegebene Wert für r ist um einen Faktor von ca. 10 zu klein. Haben Sie den Wert vlt. falsch übernommen?

Für v gewinne ich:

m = 0.154, t = 11/365 => v = 1.72

In meiner Vorgehnsweise habe ich es vermieden, die Gravitations-Konstante zu verwenden.

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Bananenschale 24.08.2019, 22:21
8. Ja - ein.

Zitat von m a x l i
Wegen der gebundenen Rotation gibt es dort kein "morgens", "vormittags", "mittags"... Egal wo Sie sich dort befinden, die Sonne ist dauerhaft (ungefähr) an der gleichen Stelle im Himmel arretiert. Höchstens kann man sagen, dass es an einem bestimmten Ort "ewig mittags" ist - was Sie ja vielleicht gemeint haben.
Die Sonne dort bedindet sich zwar an der selben Stelle am Himmel, aber das Sternenfirmament rotiert hinter der Sonne einmal im "Jahr", d.h. alle 11, Tage um den Beobachter auf den Exoplaneten herum. Insofern steht die Zeit nicht still. Es gibt zwar keine Tageszeiten, aber sehr wohl Jahreszeiten, eben die Stellung des Sternenfirmaments relativ zum Beobachter auf dem Exoplaneten.

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