Methoden Exoplaneten aufzuspüren

pronto · Anmeldungsdatum: 02.05.2020 Beiträge: 36

Servus Community,

ich habe kürzlich gelesen, dass eine Methode zum Aufspüren von Expoplaneten die Verschiebung des Emissionsspektrums beobachteter Sterne ist. Der Stern und der Exoplanet kreisen um ihr gemeinsames Massezentrum und im Maximum zieht der Planet den Stern etwas schneller von uns weg, was zu einer Rotverschiebung führt und in seinem Minimum dann etwas langsamer, was zu einer Blauverschiebung führt. Selbst eine andere Erklärung des selben Phänomens, nämlich das Eiern des Sterns um sein Zentrum ist genauso unvorstellbar.

Ich finde die Methode ungeheuerlich. Wie viel vermag so ein Planet seinen Stern verschieben? Z.B. die Erde die Sonne? Den Durchmesser eines Protons, eines Atoms, ein paar Atomen, ein paar Zentimeter? Das man so etwas ermitteln kann, vermag ich nicht zu glauben.

Es leuchtet mir ein, dass die Helligkeit eines Sterns beim Transit eines Planeten abnimmt. Ist die Skala günstig, vermag sogar der kleine Mond die gesamte Sonne abzudecken. Damit komme ich noch klar aber die og Erklärung lässt mich doch etwas ratlos zurück. Ist die zu erwartende Abweichung doch größer als ich vermute oder sind unsere Methoden mittlerweile so genau, dass wir so etwas schon feststellen können?

Thx & Bye Tom

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5863

Man kann ja mal beim System Sonne-Erde die Grössen zumindest näherungsweise einfach ausrechnen:
Die Sonne bewegt sich auf einer Kreisbahn um den Schwerpunkt Sonne-Erde, und dies mit einem Radius

Ein Stern „verschiebt“ sich also schon um mehr als ein paar cm.
Die Bahngeschwindigkeit ist mit omega=2*pi/1y

,

die relative Frequenzverschiebung ist

Das ist natürlich sehr wenig. Erschwerend kommt hinzu, dass die Spektrallinien aufgrund der Eigenrotation der Sterne vergleichsweise stark verbreitert sind (Umlaufgeschwindigkeit bei der Sonne etwa 2km/s).
Die Frequenzverschiebung im obigen Beispiel könnte grössenordungsmässig aber offenbar knapp beobachtbar sein mit den fortgeschrittensten Doppler-Spektrographen (vgl. Doppler spectroscopy).

pronto · Anmeldungsdatum: 02.05.2020 Beiträge: 36

Servus Myon,

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5863

E war ein Fehler, sollte m_E heissen, die Erdmasse. d ist der (mittlere) Abstand Sonne-Erde, etwa 150 Mio. km.

pronto · Anmeldungsdatum: 02.05.2020 Beiträge: 36

Servus Myon,

schmu · Gast

das kann ich nicht glauben mit der rot oder blauverschiebung
allerdings dürften periodische helligkeitsschwankunden natürlich auf einen planeten hindeuten und wenn der eine atmosphäre hat müsste man doch auch entsprechende wellenlängen veränderungen sehen, bei uns gibts ja auch einen "blutmond"

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18051

schmu · Gast

ich glaube das nicht weil der effekt so klein ist das ich nicht glaube das man das messen kann
vergleich mit gravitationswellen, nachweisbar ja aber verschiebung ist weit ausserhalb unserer messungen

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18051

Ok, dass du das nicht glaubst, ist natürlich ein starkes Argument ...

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8578

schmu · Gast

Also ein Planet umkreist seinen Stein und zieht an eben diesem und zieht den Stern minimalst von uns weg, periodisch eben und das messen wir? Okay wusste ich nicht, dann bin ich offiziell beeindruckt.