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Alt 10.06.2009, 00:10   #1   Druckbare Version zeigen
Godwael Männlich
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Der erste Planet in einer anderen Galaxie?

Im Jahr 1999 schob sich in der Andromeda-Galaxie ein leuchtschwacher Stern genau zwischen einen anderen, hellen Stern und das Isaac-Newton-Teleskop auf La Palma, das gerade im Rahmen der POINT-AGAPE-Kollaboration nach genau solchen Ereignissen suchte. Und Florian möchte nun, dass wir davon alle sehr beeindruckt sind, denn er sieht darin die Entdeckung des ersten Exoplaneten außerhalb unserer eigenen Galaxie. Ich schlage vor, ihr geht alle rüber und tut ihm den Gefallen, zumal sein Artikel sehr schön erklärt, was es mit Gravitationslinsen auf sich hat.

Allerdings formulieren die beteiligten Forscher ihre Hypothese in dem Paper wesentlich vorsichtiger als bei Florian deutlich wird, und das völlig zu Recht. Was es mit der Entdeckung in der Andromeda-Galaxie tatsächlich auf sich hat, ist momentan absolut nicht klar. Und noch viel schlimmer: Wir werden es nie herausfinden, denn die Konstellation, die diese Messung ermöglichte, war ein einmaliges Zufallsereignis.



Das Ziel von POINT-AGAPE war die Suche nach Kandidaten für die mysteriöse Dunkle Materie. Viele Forscher vermuteten damals, dass die dunkle Materie tatsächlich ganz normale Materie sei, und zwar in Form von unzähligen sehr leuchtschwachen Himmelskörpern, genannt MACHOs (Massive Compact Halo Objects)[1], in den Außenbereichen der Galaxien.

Eine verzerrte Linse...
Die Überlegung war simpel: Wenn da draußen tatsächlich Billionen dieser Körper herumschwirrten, dann würde man sie nicht sehen. Aber da jeder von ihnen als Mini-Gravitationslinse wirken kann, müsste man ihre Zahl, und damit ihre Gesamtmasse, grob abschätzen können, indem man die Anzahl von Gravitationslinsenereignissen zählt.

Kurz gesagt, die Kampagne fand nicht genug Linsenereignisse, um die dunkle Materie zu erklären, aber eine der Messungen mit der Bezeichnung PA-99-N2 war ungewöhnlich. Die Lichtkurve des Sterns, also seine Helligkeitsveränderung durch die Lichtbündelung, verlief geringfügig anormal. Das fiel bereits 2003 auf, und 2004 veröffentlichten An et al. eine ausführliche Analyse der Lichtkurve, in der sie zu dem Schluss kommen, dass es sich bei der Linse um ein binäres System handeln musste – also einen Stern samt Begleiter.

Eine Gravitationslinse wirkt nämlich genau wie eine normale Linse. Weicht sie von der idealen Symmetrie ab, verzerrt sie das Bild in vorhersehbarer Weise. Ein einzelner Stern verursacht immer eine Lichtkurve, die einer bestimmten mathematischen Beziehung folgt. Und das tat PA-99-N2 nicht, die Lichtkurve war geringfügig nach rechts verzerrt.

...und ein mathematisches Modell...
Auf der Annahme von An et al. baut jetzt die Aussage des aktuell noch unveröffentlichten Papers auf, in dem Ingrosso et al. sich der früheren Ergebnisse annehmen. Diese Forscher haben nämlich ein Modell entwickelt, mit dem die Lichtkurven von solchen durch binäre Systeme verzerrten Gravitationslinsen berechnen kann. Je nachdem wie groß der Planet ist und wie weit er vom Stern entfernt ist, ergibt sich eine andere Kurve.

Und mit diesem Modell gehen sie jetzt an die Daten von PA-99-N2 und modellieren, wie das zugehörige binäre System ausgesehen haben könnte. Demnach hätte der Begleiter eine Masse von etwas über sechs Jupitermassen, also knapp unterhalb eines braunen Zwerges. Dabei darf man allerdings nicht vergessen, dass diese Analyse lediglich eine Art "proof of concept" darstellt – unter der Annahme, dass es sich um ein binäres System handelt, könnte man mit Hilfe des Modells Aussagen über ein solches System machen.

...machen noch lange keinen Exoplaneten
Dass die erhaltenen Daten keinesfalls wörtlich zu nehmen sind, erkennt man schon daran, dass die Autoren sich nicht die Mühe machen, mögliche Fehlerquellen auszuschließen und entsprechend andere Parameterkombinationen zu testen, was die Autoren des älteren Papers sehr ausführlich tun. Das aber wäre mindestens notwendig, weil schon An et al. 2004 feststellten, dass ein Teil der Anomalie mit Schwankungen im Seeing, also veränderten Beobachtungsbedingungen, erklärt werden kann, und auch der Umstand, dass die Lichtquelle nicht punktförmig ist, eine merkliche Verzerrung der Lichtkurve hervorrufen kann.

Wollte man also auf der Basis eines solchen neuen Modells wirklich Aussagen über die Eigenschaften des Systems machen, dann müsste man sich sehr genau angucken, was das Modell bei verschiedenen korrigierten Lichtkurven ausspuckt. Dann würde man ungefähr sehen, wie empfindlich diese Vorhersage gegenüber eventuellen Seeingfehlern ist, und auf dieser Basis dann entschließen, ob es sich um einen Planeten oder schon einen braunen Zwerg handelt.

So kann man dem Paper lediglich entnehmen, dass der Linsenstern ziemlich sicher einen Begleiter hatte, und zu mehr lassen sich auch Ingrosso und Kollegen nicht hinreißen. Ob es sich dabei um einen Planeten handelte oder nicht, ist zumindest bis zu einer sorgfältigeren Analyse völlig offen.
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[1] Andere, inzwischen als wahrscheinlicher geltende Kandidaten sind die WIMPs, Weakly Interacting Massive Particles. Ja, Physiker haben einen seltsamen Humor.

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Quelle: Fischblog - Naturwissenschaft und mehr
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