Astronomie/Astrophysik

[Hakuna Matata Arena]

Protoplanetare Scheiben, und die Tatsache dass wir diese sehen können sind erstaunlich:

Volle Auflösung dorten:

Spoiler

 

 

[firewhoman]

Besonderer Himmelskörper

Rätsel um seltsames Verhalten des Pulsars J1023 gelöst

Beobachtungen mit zwölf verschiedenen Teleskopen brachten schließlich die Antwort auf die Frage, warum die rotierende Sternenleiche mal heller und mal dunkler strahlt

https://www.derstandard.at/story/3000000185120/raetsel-um-seltsames-verhalten-des-pulsars-j1023-geloest

[Der Koch]

 

 

[mazunte]

Heavy;

[mazunte]

https://orf.at/stories/3331210/

Zitat

Phänomene „besser verstehen“

NASA ernennt geheimen Chef für UFO-Forschung

Ein von der NASA beauftragtes Expertenteam hat sich für eine größere Rolle der US-Weltraumbehörde bei der Untersuchung von UFO-Sichtungen ausgesprochen. Mit „umfassender Expertise“ und „dem weltweiten Ruf von wissenschaftlicher Offenheit“ wolle man zur Erforschung in dem Bereich beitragen. Dafür wurde auch ein Direktor für UFO-Forschung ernannt. Bei dessen Identität bleibt die NASA aber bei ihrer Geheimniskrämerei.

 

[firewhoman]

https://www.derstandard.at/story/3000000187036/als-oesterreich-zur-weltraumnation-wurde

Gute Zusammenfassung!

Allerdings hätte man noch die Erfolge vor allem aus Graz im Bereich der Mikrosatelliten erwähnen können ...

[sherif]

Der Koch schrieb am 14.9.2023 um 09:50 :

zwar schon etwas her, aber entdeckt, sorry "nachgewiesen", wurde da eigentlich nicht viel (und sicherlich keine großartigen hinweise auf leben).

 

zuerst einmal zu K2-18b selbst:

das video und diverse medienartikel schreiben bei K2-18b von einer "supererde", also ein gesteinsplanet mit einer dünnen atmosphäre, eventuell einem globalen ozean, der um einiges schwerer als die erde wäre. im gegensatz dazu gibt es aber auch noch sogenannte sub-neptune, also neptun-ähnliche gasriesen, nur eben etwas kleiner als neptun. und bei K2-18b deutet alles darauf hin, dass der planet ein ebensolcher sub-neptun sein dürfte - ein planet mit einer dichten wasserstoffhülle; die größe des planeten und seine dichte von 2.67 g/cm^3 (vergl. erde mit 5.51 g/cm^3) lässt kaum einen anderen schluss zu.

selbst wenn ein planet nur zu einer masse von etwa 1% der gesamtmasse aus einer wasserstoffatmosphäre bestehen würde, hätte es auf der oberfläche bereits zehntausende bar und tausende grad oberflächentemperatur (und in diesem fall ist die gashülle wohl wesentlich dichter). also selbst wenn sich darunter ein "ozean" befinden würde, wäre dieser kaum habitabel, auch deshalb, weil der enorme druck jeglichen austausch mit dem planeteninneren verhindert. es kann keinen mineral/nährstofffluss mehr geben und auch keinen funktionierenden kohlenstoffkreislauf, der zur regulierung der temperatur von bedeutung wäre.

und selbst wenn - wie von derselben gruppe, die diese "biosignatur" womöglich gefunden hat, spekuliert wird - K2-18b ein riesiger wasserplanet wäre mit einem tausende kilometer dicken ozean, würden diese probleme weiterhin bestehen bleiben. K2-18b ist also weit davon entfernt erdähnlich oder gar habitabel zu sein. zumindest für jegliche form des lebens, die wir kennen (und genau darauf beruht ja diese biosignatur).

 

dann zur entdeckung des wassers:

entgegen der behauptung vieler medienberichte (und des youtube-videos) wurde auf K2-18b eben KEIN wasser entdeckt, ganz im gegenteil. beobachtungen aus 2020 mit dem hubble-teleskop lieferten schwache indizien für wasser, diese wurden von den aktuellen beobachtungen durch jwst allerdings widerlegt. das angebliche wassersignal war nämlich methan (und das passt eigentlich recht gut zu CO2 in einer relativ reduzierten atmosphäre).

besagtes paper spekuliert einzig damit, dass CO2 und methan von einem darunterliegenden ozean produziert werden könnten (!), das wasser selbst aber nicht in die oberen schichten der atmosphäre gelangen würde, um detektierbar zu sein. außer diesem modell derselben gruppe, gibt es also keinerlei hinweise auf wasser auf diesem planeten.

 

zur entdeckung der biosignatur dimethylsulfid (dms):

die aufbereiteten daten von jwst zeigen einen marginalen ausschlag im spektrum an jener stelle, an der dms theoretisch zu finden wäre, das aber nur mit einer sicherheit von 1-sigma (also in ~32% der fälle ist das signal theoretisch dann doch nicht vorhanden). das ist weit entfernt von einem wissenschaftlichen "beweis" - da gilt eher der 5-sigma-standard (aber das wird im paper eh auch angemerkt). hinzu kommt, dass die datenaufbereitung bei jwst äußerst komplex ist und sich dieses signal somit ganz leicht als falsch bzw. auch ganz einfach als fehlinterpretation herausstellen könnte.

und selbst wenn das signal tatsächlich da sein sollte, hieße das noch nicht viel. im paper rechnen sie vor, dass für das vorhandensein einer so großen, nachweisbaren menge von dms eine wesentlich höhere produktionsrate nötig wäre, als selbst auf der erde. dort müsste es also eine recht dichte und komplexe biosphäre geben und das ohne umfangreiche möglichkeit eines funktionierenden marinen nährstoff- bzw. eines regulierenden kohlenstoffkreislaufs. passend dazu rechnet ein paper von seager et al. (2021; https://www.mdpi.com/2218-1997/7/6/172) vor, dass der verbrauch bioessentieller metalle wie Mg, Ca, Cu, Zn, Co und K durch phytoplankton auf der erde um das hundertausend- bis milliardenfache höher ist, als die berechnete anlieferung durch meteoriten. und da es auf K2-18b noch wesentlich mehr phytoplankton benötigen würde, bräuchte man demnach sogar noch mehr metalle (oder interessante biologische adaptierungen; dann kann man sich aber wieder schwer auf die erde beziehen). 

hinzu kommt, dass keinerlei zusätzliche biosignaturen gefunden wurden und das obwohl die biosphäre recht komplex sein müsste.

und selbst wenn das signal von dms sich schließlich als richtig herausstellt, hieße das allein noch nicht viel. nur weil es auf der erde biologisch erzeugt wird, bedeutet das nicht, dass es auf einer anderen welt mit komplett anderen chemischen bedingungen nicht auch abiotisch erzeugt werden könnte. phosphin in der venusatmosphäre wäre so ein beispiel; zuerst als biosignatur angekündigt, stellte sich das signal dann letztendlich zwar als falsch heraus. es kamen aber dennoch sofort einige gruppen mit ideen, wie phosphin unter den dortigen bedingungen auch abiotisch erzeugt werden könnte.

 

und schließlich noch zur möglichen entstehung des lebens auf diesem planeten:

ich frage mich nämlich, wie der urpsrung des lebens dort möglich sein sollte. keine feste oberfläche, wahrscheinlich enorme temperaturen und drucke an der grenzschicht zwischen gashülle und darunterliegendem medium und kein austausch mit dem planeteninneren, um überhaupt ausreichend nährstoffe bzw. mineralien zur verfügung zu stellen. selbst wenn die gesamten bausteine des lebens via meteoriten/kometen angeliefert werden würden, könnten diese sich in der atmosphäre wahrscheinlich nicht derart konzentrieren, dass dort tatsächlich leben entstehen könnte. ich kenne zumindest keine seriöse theorie der lebensentstehung in einer atmosphäre (mit ausnahme einer theorie zur entstehung des lebens in wassertropfen, aber auch da stellen sich verschiedene schwierige fragen - die konzentration von nährstoffen wäre nur eine davon).

 

zwar kann man leben auf diesem planeten also natürlich nicht ausschließen (aber das können wir bei fast keinem planeten, weil wir einfach viel zu wenig wissen; was im umkehrschluss aber nicht heißt, dass es dort oder sonst wo leben tatsächlich geben würde). was schlussendlich aber bleibt, wäre einmal mehr eine komplett übertriebene medienberichterstattung, die kaum etwas mit der wissenschaftlichen realität zu tun hat. und das ist nicht nur ein problem der medien sondern leider auch ganz besonders des heutigen wissenschaftbetriebs selbst.

bearbeitet 28. September 2023 von sherif
rechtschreibfehler ausgebessert

[Iniesta]

1 frage hätt ich da noch! könnten etwaige vermeintliche biosignaturen nicht auch durch 1 exomond erzeugt werden bzw. selbige dann bspw. die chemischen signaturen des planeten soweit beeinflussen dass da die messergebnisse verzerrt werden?

[sherif]

Iniesta schrieb vor 16 Stunden:

1 frage hätt ich da noch! könnten etwaige vermeintliche biosignaturen nicht auch durch 1 exomond erzeugt werden bzw. selbige dann bspw. die chemischen signaturen des planeten soweit beeinflussen dass da die messergebnisse verzerrt werden?

denk ich eigentlich nicht.

eine möglichkeit wäre, dass es einen exomond gäbe, der selbst eine atmosphäre besitzt und somit das signal des planeten beeinflusst. das halte ich aber für sehr unwahrscheinlich. damit ein exomond dort eine dementsprechende atmosphäre besitzen kann, müsste er ziemlich groß sein, um ihre stabilität zu garantieren. beim stern K2-18b handelt es sich nämlich um einen m-stern mit knapp 0.5 sonnenmassen und einem alter von weniger als 3 milliarden jahren. d.h. die strahlungsintensität dort in der hz ist ziemlich hoch. ich vermute mal, dass selbst bei einem erdgroßen exomond, eine atmosphäre dort nicht stabil wäre. und wie ich eh erst kürzlich im anderen threat ausgeführt hatte, halte ich einen so großen mond außerdem auch für äußerst unwahrscheinlich.

dass andererseits ein exomond ohne atmosphäre das signal dermaßen verzerren könnte, um falsche biosignaturen zu erhalten, glaub ich auch nicht. falls der hypothetische mond nämlich einen teil der atmosphäre des planeten in unserer sichtlinie abdecken würde, wäre das signal über alle wellenlängen etwas schwächer. das würde aber kaum einzelne wellenlängen beeinflussen, um so eine falsche biosignatur vorzutäuschen. 

[firewhoman]

@sherif

Ein derart großer Exomond müsste auch eine entsprechende Gravitation haben, die man wiederum anmessen können müsste, oder?

[sherif]

firewhoman schrieb vor 25 Minuten:

@sherif

Ein derart großer Exomond müsste auch eine entsprechende Gravitation haben, die man wiederum anmessen können müsste, oder?

das signal eines solchen exomondes würde zu jenem des planeten beitragen, womit dieser dann wohl einfach schwerer wirken würde.

die induzierte radial velocity durch K2-18b wurde zusätzlich zu seinen transits mit bis zu ungefähr 5 m/s tatsächlich schon gemessen (und dabei wurde auch der näher am stern befindliche K2-18c entdeckt, der keine transits besitzt). ich vermute aber, dass man die anteile des planeten und seines hypothetischen exomondes wohl nicht voneinanderr trennen könnte, da wäre die datenlage wohl zu schlecht. dementsprechend müsste man die transits genauer unter die lupe nehmen, um zu schauen, ob es dabei zu leichten variationen kommen würde aufgrund des exomond-orbits um den planeten. wenn das signal to noise passt, wäre ein erdgroßer exomond dann wohl erkennbar. aus dem verhalten mehrerer transits und der radial velocity-variation wäre es dann wohl auch möglich die masse beider körper zu bestimmen.

durch veränderung von transits generell auf exomonde zu schließen, wird eh schon länger versucht. bis dato aber vergeblich, immerhin müsste der exomond sehr groß sein, damit das derzeit überhaupt funktionieren könnte und es funktioniert wohl maximal um m-sterne.

 

und was mir gerade noch einfällt:

die wahrscheinlichkeit eines größeren mondes (und sei es nur mondgroß) um K2-18b ist wohl eh verschwindent gering. es gibt zb eine studie, die berechnet dass stabile monde um planeten in der hz von m-sternen quasi nicht existieren können aufgrund der gezeitenkräfte des nahen sterns. es wird dabei der sogenannte hill-radius (der gravitative einflussbereich des planeten) einfach zu klein.

eine andere studie berechnet die "survival rate" hypothetischer monde um bekannte hz-planeten ("survival rate" bedeutet dabei die wahrscheinlichkeit, dass der orbit des mondes länger als eine milliarde jahre stabil bleiben würde). K2-18b findet sich in diesem paper auch in der liste und monde darum weisen eine survival rate von gerade mal einem prozent (!) auf. es überrascht also eigentich aus vierlerlei gründen nicht, dass noch keine exomonde entdeckt wurden.

die zwei studien wären übrigens zollinger et al. 2017 (https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2017MNRAS.472....8Z/abstract) und dobos et al. 2021 (https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021PASP..133i4401D/abstract). beide papers sind open access und es gäbe noch ein paar mehr, die in eine ähnliche richtung gehen.

[firewhoman]

sherif schrieb vor einer Stunde:

das signal eines solchen exomondes würde zu jenem des planeten beitragen, womit dieser dann wohl einfach schwerer wirken würde.

 

Einfach ausgedrückt - ich hätte damit gerechnet gehabt, dass eine Gravitation des Mondes zu Bahnschwankungen beim Planeten führen würde. Hm, offenbar nicht (oder von hier aus nicht messbar). Alles andere leuchtet mir eh ein - danke für die Erklärung!

[sherif]

firewhoman schrieb vor 13 Stunden:

Einfach ausgedrückt - ich hätte damit gerechnet gehabt, dass eine Gravitation des Mondes zu Bahnschwankungen beim Planeten führen würde. Hm, offenbar nicht (oder von hier aus nicht messbar). Alles andere leuchtet mir eh ein - danke für die Erklärung!

das tut es tatsächlich, ähnlich zu erde und mond, da hast du vollkommen recht! da wir aber bei der radial velocity-methode eigentlich die bahnschwankung des sterns bestimmen, wird dieses signal wohl untergehen.

allerdings hat es eine auswirkung auf den transit. abgesehen vom aussehen des transits, der aufgrund der unterschiedlichen positionen von planet und mond variieren kann, kann sich auch das timing des transists marginal verändern, er kann also etwas kürzer oder später stattfinden, eben aufgrund der bahnschwankungen des planeten. dadurch könnte man den mond eben tatsächlich rausrechnen, falls das signal groß genug wäre. diese methode nennt man transit timing variation und wurde zb erfolgreich dafür verwendet, die massen der trappist-planeten zu bestimmen, da die gravitation der planeten untereinander zu leichten zeitlichen verschiebungen der transits führen.

[firewhoman]

sherif schrieb vor 2 Stunden:

das tut es tatsächlich, ähnlich zu erde und mond, da hast du vollkommen recht! da wir aber bei der radial velocity-methode eigentlich die bahnschwankung des sterns bestimmen, wird dieses signal wohl untergehen.

allerdings hat es eine auswirkung auf den transit. abgesehen vom aussehen des transits, der aufgrund der unterschiedlichen positionen von planet und mond variieren kann, kann sich auch das timing des transists marginal verändern, er kann also etwas kürzer oder später stattfinden, eben aufgrund der bahnschwankungen des planeten. dadurch könnte man den mond eben tatsächlich rausrechnen, falls das signal groß genug wäre. diese methode nennt man transit timing variation und wurde zb erfolgreich dafür verwendet, die massen der trappist-planeten zu bestimmen, da die gravitation der planeten untereinander zu leichten zeitlichen verschiebungen der transits führen.

Voi geil!

[Iniesta]

sherif schrieb vor 2 Stunden:

das tut es tatsächlich, ähnlich zu erde und mond, da hast du vollkommen recht! da wir aber bei der radial velocity-methode eigentlich die bahnschwankung des sterns bestimmen, wird dieses signal wohl untergehen.

allerdings hat es eine auswirkung auf den transit. abgesehen vom aussehen des transits, der aufgrund der unterschiedlichen positionen von planet und mond variieren kann, kann sich auch das timing des transists marginal verändern, er kann also etwas kürzer oder später stattfinden, eben aufgrund der bahnschwankungen des planeten. dadurch könnte man den mond eben tatsächlich rausrechnen, falls das signal groß genug wäre. diese methode nennt man transit timing variation und wurde zb erfolgreich dafür verwendet, die massen der trappist-planeten zu bestimmen, da die gravitation der planeten untereinander zu leichten zeitlichen verschiebungen der transits führen.

apropos trappist-system, da sind ja die planeten sehr nahe beinander, in distanzen die tw. die monde der äußeren planeten unseren sonnensystems zu ihren heimatplaneten haben. 

wie stabil ist denn da das system eigentlich? könnten die planeten nicht auch mal miteinander kollidieren oder ggf. die umlaufbahn wechseln?