Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Planeten im Gleichtakt

12.06.2006
Tübinger Astronomen erforschen die Entstehung von extrasolaren Planetensystemen

Unter den mehr als 180 Planeten um sonnenähnliche Sterne, die Wissenschaftler bisher außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt haben, sind 18 echte Planetensysteme. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass ein sonnenähnlicher Mutterstern von mindestens zwei Planeten umkreist wird. Unter diesen Mehrfachsystemen gibt es nun solche, bei denen die Umlaufperioden zweier Planeten um ihren Mutterstern genau im Verhältnis zweier ganzer Zahlen stehen. Die Umlaufbahnen sind unter diesen Bedingungen besonders stabil. Bei vier Systemen ist die Umlaufzeit des äußeren Planeten exakt zweimal so lang wie die des inneren, man spricht von einer 2:1-Resonanz. Dazu gehört auch das neu entdeckte Planetensystem HD 128311. Unter der Leitung von Prof. Wilhelm Kley erforschen Wissenschaftler des Instituts für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen die Entstehung und Dynamik dieses Planetensystems. Die Ergebnisse wurden zusammen mit dem ungarischen Gastwissenschaftler Zsolt Sandor erarbeitet und sind in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht worden (Sandor, Z. & Kley, W.: "On the evolution of the resonant planetary system HD128311" (2006), Astron. & Astrophys., 451, L31).

In unserem Sonnensystem kommt eine echte Resonanzbedingung zwischen zwei Planeten nur bei Neptun und Jupiter vor, die in einer 3:2-Resonanz verbunden sind, wobei sich Pluto zu bestimmten Zeiten innerhalb der Neptunbahn bewegt. Resonante Konfigurationen von Planetensystemen sind deswegen so interessant, weil sie durch einen Wanderungsprozess (Migration) der Planeten im System, bei dem sich deren Abstände vom Stern ändern, verursacht werden müssen. Ihre Bahnen im System haben danach eine spezielle Orientierung, denn das System wäre instabil, wenn sich die Planeten zu nahe kommen würden. Die Migration geschieht bei den extrasolaren Planeten wahrscheinlich durch die Wechselwirkung des jungen Planeten mit der so genannten protoplanetaren Scheibe, aus der er entstanden ist. Die protoplanetare Scheibe, die aus Gas und Staub besteht, umgibt bereits den jungen Mutterstern. Diese Staubteilchen können aneinander stoßen, haften bleiben und zu größeren Brocken anwachsen, aus denen die Planeten entstehen.

Bei dem zuerst entdeckten und bekanntesten extrasolaren System dieser Art, GJ 876, umkreisen zwei Planeten den Stern genau in einer 2:1 Resonanz, wobei die Umlaufzeiten etwa 30 und 60 Tage betragen. Aus Stabilitätsgründen sind die sternnächsten Positionen der Bahnen, die Periapsen, bei GJ 876 immer exakt ausgerichtet. Verbindet man in den Planetenbahnen jeweils den sternnächsten und den sternfernsten Punkt mit einer Linie, der so genannten Apsidenlinie, so stellt man fest, dass beide Linien immer in die gleiche Richtung zeigen (Apsiden-Resonanz). Mögliche Entstehungsszenarien für solche Systeme wurden in den letzten Jahren intensiv in Tübingen in der Arbeitsgruppe von Prof. Wilhelm Kley untersucht. Er hat sich nun in einem gemeinsamen Projekt mit dem ungarischen Gastwissenschaftler Zsolt Sandor auf das System HD 128311 konzentriert, bei dem sich die Planeten ebenso in einer 2:1 Resonanz befinden. Im Gegensatz zu GJ 876 zeigen die Apsidenlinien der Planeten im System HD 128311 jedoch nicht immer in die gleiche Richtung. Berechnungen der Forscher hatten ergeben, dass es bei den Planeten nach einer Wanderung in der protoplanetaren Scheibe und der Entstehung einer Resonanz theoretisch immer auch zu einer Apsiden-Resonanz kommen müsste. Was konnte im System HD 128311 passiert sein?

... mehr zu:
»Mutterstern »Planet »Planetensystem

Die Wissenschaftler haben drei verschiedene Szenarien untersucht, die zu einer Brechung der Apsiden-Resonanz geführt haben könnten: Erstens ein plötzlicher Stopp der Wanderung des Planeten in der protoplanetaren Scheibe, zum Beispiel verursacht durch eine innere Lücke in der Scheibe, zweitens die Wechselwirkung des Planeten mit einem inneren Planeten kleiner Masse oder drittens mit einem kleinen äußeren Planeten. Die Rechnungen ergaben, dass solche Störungen in manchen Fällen tatsächlich ausreichen, um die Resonanz zu brechen, aber nicht in allen. Auf jeden Fall ist es möglich, die Exzentrizitäten der beiden Planeten so zu verändern, dass diese den Beobachtungen am Planetensystem HD 128311 sehr ähnlich sehen. Die Rechnungen zeigen, dass plötzliche, impulsartigen Vorgänge (Streuprozesse) für die Erzeugung der Vielfalt der beobachteten extrasolaren Planeten eine große Bedeutung haben.

Nähere Informationen:

Im Internet: www.tat.physik.uni-tuebingen.de/~kley/; Abbildungen zur Pressemitteilung im Internet: www.uni-tuebingen.de/uni/qvo/pm/pm.html

Frühere Veröffentlichung zur Entstehung von resonanten Planetensystemen: Kley, W., Lee, M.H., Murray, N. & Peale, S.: "Modeling the resonant planetary system GJ 876, (2005), Astron. & Astrophys., 437, 727-742

Prof. Wilhelm Kley
Institut für Astronomie und Astrophysik/Computational Physics
Auf der Morgenstelle 10
72076 Tübingen
Tel. 0 70 71/2 97 40 07
Fax 0 70 71/29 50 94
E-Mail kley@tat.physik.uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/

Weitere Berichte zu: Mutterstern Planet Planetensystem

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Perspektiven durch gespiegelte Systeme
05.12.2016 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nährstoffhaushalt einer neuentdeckten “Todeszone” im Indischen Ozean auf der Kippe

06.12.2016 | Geowissenschaften

Entschlüsselung von Kommunikationswegen zwischen Tumor- und Immunzellen beim Eierstockkrebs

06.12.2016 | Medizin Gesundheit

Bioabbaubare Polymer-Beschichtung für Implantate

06.12.2016 | Materialwissenschaften