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 Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?
16.07.2018 | Forschungsverbund Berlin e.V.

nachricht Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen
13.07.2018 | Technische Universität München

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: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vertikales Begrünungssystem Biolit Vertical Green<sup>®</sup> auf Landesgartenschau Würzburg

16.07.2018 | Architektur Bauwesen

Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Krebszellen Winterschlaf halten

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics