Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der neunte Planet nimmt Gestalt an

07.04.2016

Astrophysiker der Universität Bern haben die Entwicklung des mutmasslichen Planeten im äusseren Sonnensystem mit einem Computermodell simuliert. Danach hat das Objekt heute einen Radius, der 3.7 Erdradien entspricht und seine Temperatur beträgt minus 226 Grad Celsius.

Die Meldung versetzte die astronomische Welt in Aufruhr: Konstantin Batgyin und Mike Brown vom California Institute of Technology in Pasadena verkündeten Anfang dieses Jahres, dass sie aus der Bewegung von Objekten im sogenannten Kuiper-Gürtel auf einen bisher unbekannten Planeten schliessen. Seither versuchen Planetenforscher auf der ganzen Welt mehr Informationen über «Planet 9» zu sammeln um ihn so zu lokalisieren.


Simulation der Struktur von Planeten-Kandidat 9.

© Esther Linder, Christoph Mordasini, Universität Bern


Esther Linder und Christoph Mordasini.

© Universität Bern

Wie gross und wie hell ist dieser neunte Planet, falls es ihn wirklich gibt? Wie warm oder kalt ist er, und mit welchem Teleskop könnte man ihn finden? Diese Fragen wollten Christoph Mordasini, Professor an der Universität Bern, und seine Doktorandin Esther Linder beantworten.

Fern und trotzdem nah

Die beiden Schweizer Forschenden sind Experten auf dem Gebiet der Planetenentwicklung mithilfe von Computermodellen. Normalerweise untersuchen sie die Entstehung junger Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems, sogenannte Exoplaneten, die Lichtjahre von uns entfernt sind. Deshalb meint Esther Linder auch: «Für mich ist der Planeten-Kandidat ein nahes Objekt, obwohl er etwa 700 Mal weiter entfernt ist als die Erde von der Sonne.»

Mordasini und Linder nehmen an, dass der neunte Planet eine kleinere Version von Uranus und Neptun ist – ein kleiner Eisriese mit einer Hülle aus Wasserstoff und Helium. Mithilfe ihres Modells der Planetenentwicklung berechneten sie, wie sich Werte wie zum Beispiel der Planetenradius oder die Helligkeit seit der Geburt des Sonnensystems vor 4,6 Milliarden Jahren im Laufe der Zeit entwickelt haben. Die Arbeit entstand im Rahmen des Nationalfonds-Forschungsprojektes «Planets In Time» und des Nationalen Forschungsschwerpunkts «PlanetS».

Heizung aus dem Innern

In ihrer Arbeit, die in der Fachzeitschrift «Astronomy & Astrophysics» erscheint, kommen die beiden Autoren zu folgendem Resultat: Ein Planet mit 10 Erdmassen, wie von den beiden amerikanischen Forschern vorgeschlagen, hat heute einen Radius von 3,7 Erdradien. Seine Temperatur beträgt 47 Kelvin oder minus 226 Grad Celsius. Dies bedeutet, so Esther Linder, dass der Planet selbst signifikant Wärme abstrahlt.

«Wenn der Planet selbst keine innere Energie hätte, läge seine Temperatur bei nur 10 Kelvin oder minus 263 Grad Celsius», erklärt sie, «denn dann würde die Strahlung lediglich aus dem reflektierten Sonnenlicht bestehen.» Dieser innere Energiefluss, der vom Abkühlen des Planeteninnern herrührt, bedeutet auch, dass der Planet im Infrarot-Bereich viel heller strahlt als im sichtbaren Wellenlängenbereich, in dem nur das schwache reflektierte Sonnenlicht sichtbar ist. «Aufgrund unserer Studie ist der neunte Planet jetzt mehr als bloss ein Massepunkt, durch diese physikalischen Eigenschaften nimmt er Gestalt an», sagt Christoph Mordasini.

Welches Teleskop kann ihn aufspüren?

Die Forschenden untersuchten auch, ob ihre Resultate erklären, warum der neunte Planet bis jetzt noch nicht von Teleskopen aufgespürt wurde. Sie berechneten die Helligkeit von kleineren und grösseren Planeten in verschiedenen Umlaufbahnen und kamen zum Schluss, dass die bisher durchgeführten Himmelsdurchmusterungen nur eine kleine Chance hatten, ein Objekt mit 20 Erdmassen oder weniger zu entdecken, vor allem wenn es sich in der Nähe des fernsten Punkts auf seiner Umlaufbahn um die Sonne befindet. Aber die NASA-Sonde «Wide-field Infrared Survey Explorer» hätte einen Planeten mit 50 Erdmassen oder mehr finden sollen.

«Damit hat man eine interessante obere Massengrenze für den Planeten», erklärt Esther Linder. Die Forschenden sind überzeugt, dass künftige Teleskope wie das im Bau stehende «Large Synoptic Survey Telescope» (LSST) in Chile oder spezielle Durchmusterungen den neunten Planeten aufspüren oder dessen Existenz ausschliessen können. «Das sind spannende Aussichten», sagt Christoph Mordasini.

Angaben zur Publikation:

E. Linder/C. Mordasini: «Evolution and Magnitudes of Candidate Planet Nine» http://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/201628350
Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics

Weitere Informationen:

http://www.unibe.ch/aktuell/medien/media_relations/medienmitteilungen/2016/medie...

Nathalie Matter | Universität Bern

Weitere Berichte zu: Astronomy Energiefluss Erdmassen NEPTUN Planet Sonne Sonnenlicht Teleskop Wasserstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Der überraschend schnelle Fall des Felix Baumgartner
14.12.2017 | Technische Universität München

nachricht Eine blühende Sternentstehungsregion
14.12.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik