Astronomie/Astrophysik

[Petroleum]

mazunte schrieb vor 3 Minuten:

Was verstehst nicht?

was das bild mit astrophysik zu tun hat

[mazunte]

Petroleum schrieb vor 5 Minuten:

ja, aber der bezug zu dem thread erschließt sich mir nicht

Schon mal ein Hagelkorn gespürt?
Kommt ne so gut auf der Birne!

Petroleum schrieb vor 2 Minuten:

was das bild mit astrophysik zu tun hat

Weil sich die Erde ein wenig gedreht hat.
In Hundert Jahren, ist alles Geschichte.
---
Im Ernst jetzt! Was glaubst Du, warum 'WIR' Entwickler sind und uns damit beschäftigen, Leben zu erhalten?
Denk nach.

[servasoida]

Petroleum schrieb vor 21 Minuten:

was das bild mit astrophysik zu tun hat

Das hat mit Wissenschaft generell nix am Hut

[Petroleum]

mazunte schrieb vor 37 Minuten:

Schon mal ein Hagelkorn gespürt?
Kommt ne so gut auf der Birne!

Weil sich die Erde ein wenig gedreht hat.
In Hundert Jahren, ist alles Geschichte.
---
Im Ernst jetzt! Was glaubst Du, warum 'WIR' Entwickler sind und uns damit beschäftigen, Leben zu erhalten?
Denk nach.

hilf mir auf die sprünge. ich glaube nach wie vor, du bist im falschen thread

[Hakuna Matata Arena]

Was zum deibl geht denn hier vor? Ich hab das Bild vom @mazunte garnicht gecheckt, und ich kenn mich auch bei den esos aus, dachte ich zumindest. 

[sherif]

Hakuna Matata Arena schrieb vor 22 Stunden:

Du formuliertst das so als hätte man da (bei der ersten Hubble Deep Filed) gewusst was da dann zurückkommt. In Wirklichkeit wars eher so:

Ein Wissenschaftler ist auf die Idee gekommen das Hubble Laaaaaange auf eine Region ohne Sterne auszurichten, um zu sehen ob da was ist. Der hatte offenbar ein gutes Standing, denn Zeit am Hubble ist Fucking teuer und kriegt auch nicht jeder.

Jedenfalls ist dann DAS als Aufnahme herausgekommen:

Das wurde in KEINSTER WEISE erwartet und hat anno 95 dazu geführt dass die Wissenschaftsgemeinde schlagartig erfahren hat, dass das Universum aus Aberbillionen Galaxien bestehen muss.

Das war ein Augenöffner, und erst der Beginn der Reise in die Vergangenheit liebe Leute.

es stimmt definitiv. zeit an solchen instrumenten ist extrem teuer und wird meistens via einem hoch-kompetitiven antragsverfahren vergeben, dem sich ein jeder stellen kann.

demnach kurz zur einleitung:

ca. 90% der beobachtungszeit des hst wird über ebensolche antragsverfahren vergeben. bis zu 10% der zeit aber sind der sogenannten Director's Discretionary Time zugeordnet (DDT). im rahmen der ddt wird zum beispiel beobachtungszeit für sehr kurzfristig auftretende ereignisse vergeben (eine supernova wäre so ein ereignis). von 1993 bis 1998 war robert williams direktor des space telescope science institutes und somit für die vergabe der ddt verantwortlich.

und jetzt etwas ausführlicher über das erste hubble deep field (hdf) und wie es sich in der tatsächlichen Wirklichkeit abgespielt haben könnte:

noch vor dem start des hst gab es simulationen und abschätzungen, die nahelegten, dass hubble bei der beobachtung und kartographierung von entfernten und demnach stark rotverschobenen galaxien (rotverschiebung z>1) nicht besser performen würde, als erdgebundene teleskope. zur erläuterung: je höher die rotverschiebung einer galaxie, desto höher ist im schnitt ihre entfernung und niedriger ihre helligkeit. bezüglich galaxienzählung ("galaxy counts") gab es also scheinbar recht wenig neues von hubble zu erwarten.

nach der reparatur des hst 1993 wurde jedoch sehr schnell klar, dass entfernte galaxien eine eindeutig höhere helligkeit besitzen, als ursprünglich angenommen. junge galaxien sind nämlich wesentlich aktiver als ältere und somit heller und leichter zu beobachten als man es zu beginn der 90er vermutet hatte. so wurde eine der key research areas des hst ab 1993 auch tatsächlich die kartografierung ebensolcher galaxien und ein großer anteil der beobachtungszeiten wurde bereits recht früh an sogenannte "medium-deep surveys" (mdf) vergeben. hierbei beobachten zwei der kameras parallel die umgebung des eigentlichen zielobjektes und untersuchen und klassifizieren die dort vorgefundenen galaxien. bereits mit dieser methode erreichte man rotverschiebungen im bereich ~0.5<z<3.5 und somit wesentlich mehr als man ursprünglich erwartet hatte.

aufgrund dieser erfolgreichen performance, entschied williams 1995 (richtig, das ist der wissenschaftler mit dem guten standing), dass ein guter teil der ddt im selbigen jahr für ein deep field survey aufgewendet werden wird - here we go: die beobachtung des "hubble deep field" war beschlossen! man erhoffte dabei galaxien bis z≤6 abbilden zu können. aufgrund erdgebundener beobachtungen, die bis in die zeit hubbles (des astronomen und entdecker der galaxien, nicht der weltraummission) zurückreichen, den mdf- beobachtungen des hst sowie theoretischer modelle, konnte man die erwartbare anzahl der zu beobachtenden galaxien auch recht gut bereits im vorhinein abschätzen und wusste dementsprechend was vom hdf in etwa zu erwarten war.

und tatsächlich stimmen die hst-ergebnisse mit älteren daten auch sehr gut überein und führen diese für niedrigere helligkeiten bzw. stärkere rotverschiebungen erfolgreich fort. wie ebenso zu erwarten war "zählte" man bei niedrigeren scheinbaren helligkeiten mehr galaxien als über theoretische modelle (sogenannte "no-evolution-modelle") vohergesagt wurden; abhängig vom modell um einen faktor 2 bis 7. wie oben bereits geschrieben, sind junge galaxien im schnitt heller als ältere, weswegen "no-evolution-modelle", welche von einer gleichbleibenden helligkeit ausgehen, die counts für ältere galaxien unterschätzen.

die hubble deep fields waren tatsächlich bahnbrechend und haben viele großartige wissenschaftliche erkenntnisse nach sich gezogen und angeregt. sie waren also sicherlich auch "augenöffner". was vom hdf in etwa zurückkommen würde und dass es "abermillionen galaxien" geben muss, war jedoch auch vor 1995 abzusehen. dass man diese galaxien mit hubble aber so erfolgreich beobachten konnte, war anfangs hingegen durchaus unerwartet.

wer sich näher mit den ersten hubble deep fields beschäftigen möchte, wie es dazu kam, warum man sich tatsächlich für diese beobachtungen entschied und welche wichtigen erkenntnisse unmittelbar daraus erwuchsen, dem kann ich einerseits das ursprüngliche paper zum ersten hubble deep field (williams et al. 1996; arxiv-link zum download: https://arxiv.org/abs/astro-ph/9607174) empfehlen oder ein review der ersten beiden hdfs von ferguson, dickinson & williams 2000 (https://arxiv.org/abs/astro-ph/0004319). beide lassen sich auch von interessierten laien durchaus lesen und sind ein guter (wissenschaftlicher) einstieg in die thematik. haben mein wissen über die hubble deep fields definitiv vertieft.

noch kurz zur anzahl der galaxien im sichtbaren universum: via hubble schätzte man diese ursprünglich auf ca. 200 milliarden. jedoch kommt eine studie aus dem jahr 2016 (https://arxiv.org/abs/1607.03909), welche hst-daten neu auswertete, auf das ungefähr 10-fache. eine konkrete prä-hubble-abschätzung habe ich auf die schnelle nicht gefunden. wichtiger als die anzahl der galaxien ist aber ohnehin die galaxien-dichte, da man darüber die massendichte des universum abschätzen und somit einen einblick in das schicksal desselbigen bekommen kann.

so, ich belasse es jetzt dabei und freue ich mich aufs james webb!

[mazunte]

Petroleum schrieb vor 2 Stunden:

hilf mir auf die Sprünge. ich glaube nach wie vor, du bist im falschen thread

Nein bin ich nicht >> also im falschen Thread.
Freue mich extremst auf die Bemannte Reise zum Mars, denn da geht derzeit die Entwicklung hin.
Egal was Medien oder gar die NASA schreibt, dass wird sehr Spannend
---
Die Frage ist nur, (wieder einmal) wer schneller ist. Co. Produktion mit den Russen und der ESA oder wieder einmal
Die USA.
Ich sage, dass es egal ist; Wenn alle an einem Strang ziehen, so geht dies ja auch.
 

[Hakuna Matata Arena]

sherif schrieb vor 16 Stunden:

es stimmt definitiv. zeit an solchen instrumenten ist extrem teuer und wird meistens via einem hoch-kompetitiven antragsverfahren vergeben, dem sich ein jeder stellen kann.

demnach kurz zur einleitung:

ca. 90% der beobachtungszeit des hst wird über ebensolche antragsverfahren vergeben. bis zu 10% der zeit aber sind der sogenannten Director's Discretionary Time zugeordnet (DDT). im rahmen der ddt wird zum beispiel beobachtungszeit für sehr kurzfristig auftretende ereignisse vergeben (eine supernova wäre so ein ereignis). von 1993 bis 1998 war robert williams direktor des space telescope science institutes und somit für die vergabe der ddt verantwortlich.

und jetzt etwas ausführlicher über das erste hubble deep field (hdf) und wie es sich in der tatsächlichen Wirklichkeit abgespielt haben könnte:

noch vor dem start des hst gab es simulationen und abschätzungen, die nahelegten, dass hubble bei der beobachtung und kartographierung von entfernten und demnach stark rotverschobenen galaxien (rotverschiebung z>1) nicht besser performen würde, als erdgebundene teleskope. zur erläuterung: je höher die rotverschiebung einer galaxie, desto höher ist im schnitt ihre entfernung und niedriger ihre helligkeit. bezüglich galaxienzählung ("galaxy counts") gab es also scheinbar recht wenig neues von hubble zu erwarten.

nach der reparatur des hst 1993 wurde jedoch sehr schnell klar, dass entfernte galaxien eine eindeutig höhere helligkeit besitzen, als ursprünglich angenommen. junge galaxien sind nämlich wesentlich aktiver als ältere und somit heller und leichter zu beobachten als man es zu beginn der 90er vermutet hatte. so wurde eine der key research areas des hst ab 1993 auch tatsächlich die kartografierung ebensolcher galaxien und ein großer anteil der beobachtungszeiten wurde bereits recht früh an sogenannte "medium-deep surveys" (mdf) vergeben. hierbei beobachten zwei der kameras parallel die umgebung des eigentlichen zielobjektes und untersuchen und klassifizieren die dort vorgefundenen galaxien. bereits mit dieser methode erreichte man rotverschiebungen im bereich ~0.5<z<3.5 und somit wesentlich mehr als man ursprünglich erwartet hatte.

aufgrund dieser erfolgreichen performance, entschied williams 1995 (richtig, das ist der wissenschaftler mit dem guten standing), dass ein guter teil der ddt im selbigen jahr für ein deep field survey aufgewendet werden wird - here we go: die beobachtung des "hubble deep field" war beschlossen! man erhoffte dabei galaxien bis z≤6 abbilden zu können. aufgrund erdgebundener beobachtungen, die bis in die zeit hubbles (des astronomen und entdecker der galaxien, nicht der weltraummission) zurückreichen, den mdf- beobachtungen des hst sowie theoretischer modelle, konnte man die erwartbare anzahl der zu beobachtenden galaxien auch recht gut bereits im vorhinein abschätzen und wusste dementsprechend was vom hdf in etwa zu erwarten war.

und tatsächlich stimmen die hst-ergebnisse mit älteren daten auch sehr gut überein und führen diese für niedrigere helligkeiten bzw. stärkere rotverschiebungen erfolgreich fort. wie ebenso zu erwarten war "zählte" man bei niedrigeren scheinbaren helligkeiten mehr galaxien als über theoretische modelle (sogenannte "no-evolution-modelle") vohergesagt wurden; abhängig vom modell um einen faktor 2 bis 7. wie oben bereits geschrieben, sind junge galaxien im schnitt heller als ältere, weswegen "no-evolution-modelle", welche von einer gleichbleibenden helligkeit ausgehen, die counts für ältere galaxien unterschätzen.

die hubble deep fields waren tatsächlich bahnbrechend und haben viele großartige wissenschaftliche erkenntnisse nach sich gezogen und angeregt. sie waren also sicherlich auch "augenöffner". was vom hdf in etwa zurückkommen würde und dass es "abermillionen galaxien" geben muss, war jedoch auch vor 1995 abzusehen. dass man diese galaxien mit hubble aber so erfolgreich beobachten konnte, war anfangs hingegen durchaus unerwartet.

wer sich näher mit den ersten hubble deep fields beschäftigen möchte, wie es dazu kam, warum man sich tatsächlich für diese beobachtungen entschied und welche wichtigen erkenntnisse unmittelbar daraus erwuchsen, dem kann ich einerseits das ursprüngliche paper zum ersten hubble deep field (williams et al. 1996; arxiv-link zum download: https://arxiv.org/abs/astro-ph/9607174) empfehlen oder ein review der ersten beiden hdfs von ferguson, dickinson & williams 2000 (https://arxiv.org/abs/astro-ph/0004319). beide lassen sich auch von interessierten laien durchaus lesen und sind ein guter (wissenschaftlicher) einstieg in die thematik. haben mein wissen über die hubble deep fields definitiv vertieft.

noch kurz zur anzahl der galaxien im sichtbaren universum: via hubble schätzte man diese ursprünglich auf ca. 200 milliarden. jedoch kommt eine studie aus dem jahr 2016 (https://arxiv.org/abs/1607.03909), welche hst-daten neu auswertete, auf das ungefähr 10-fache. eine konkrete prä-hubble-abschätzung habe ich auf die schnelle nicht gefunden. wichtiger als die anzahl der galaxien ist aber ohnehin die galaxien-dichte, da man darüber die massendichte des universum abschätzen und somit einen einblick in das schicksal desselbigen bekommen kann.

so, ich belasse es jetzt dabei und freue ich mich aufs james webb!

Tja, wieder was gelernt. Ich meinen Post bewusst ohne Recherche rein aus dem Gedächtnis rausgehaut, und somit auch verkürzend formuliert. Respekt, you 1 upped me there

[mazunte]

https://astrokramkiste.de/rotierende-monde

[Patrax Jesus]

https://derstandard.at/2000105144856/Komplexes-Leben-im-All-koennte-viel-seltener-sein-als-gedacht?utm_term=Autofeed&utm_medium=Social&utm_source=Facebook&fbclid=IwAR1uM2to-GpeT7AE9026A9k3Sf5mVN5b-nL_mZa4CKpuvKtaeBVngcLOXKY#Echobox=1561336269

hmmm wurde ich da grundlos vom standard getriggert? diese erkenntnis oder theorie klingt für mich jetzt nicht gerade nach raketenwissenschaft. 

[mazunte]

Patrax Slater schrieb am 24.6.2019 um 12:37 :

https://derstandard.at/2000105144856/Komplexes-Leben-im-All-koennte-viel-seltener-sein-als-gedacht?utm_term=Autofeed&utm_medium=Social&utm_source=Facebook&fbclid=IwAR1uM2to-GpeT7AE9026A9k3Sf5mVN5b-nL_mZa4CKpuvKtaeBVngcLOXKY#Echobox=1561336269

hmmm wurde ich da grundlos vom standard getriggert? diese erkenntnis oder theorie klingt für mich jetzt nicht gerade nach raketenwissenschaft. 

Der Standard und sein Oberhaupt, sollte selbst einmal fliegen.
Medien >> 

[Dannyo]

Habe mal wieder eine Frage: Wie genau kann man eigentlich messen, dass zB die Trappist-1-Planeten im Vergleich zur Erde die x-fache Menge an Wasser haben. Was sind da die maßgeblichen Faktoren, um auf so etwas draufzukommen?

[Hakuna Matata Arena]

Dannyo schrieb Gerade eben:

Habe mal wieder eine Frage: Wie genau kann man eigentlich messen, dass zB die Trappist-1-Planeten im Vergleich zur Erde die x-fache Menge an Wasser haben. Was sind da die maßgeblichen Faktoren, um auf so etwas draufzukommen?

Hauptsächlich absorbtionslinien im Spektrum des aufgenommenen Lichts. Somit lassen sich Atmosphären von Exoplaneten darauf untersuchen welche Moleküle da vorkommen. Inwieweit da rückschlüsse auf die Wassermenge am Planeten sebst möglich sind, oder ob das evtl mit anderen Methoden in Kombination möglich ist weiß ich grad nicht auswendig.

[sherif]

mit den derzeitigen instrumenten ist es leider noch nicht möglich via absorptionslinien im spektrum des sterns atmosphären erdähnlicher exoplaneten zu detektieren. was man aber bereits beobachten hat können, sind absorptionslinien von hot jupiter-atmosphären. diese sind massiv, heiß und sehr nah an der heimatsonne. potentielle atmosphären um die trappist-planeten lassen sich aber momentan bei einem transit nicht nachweisen, ergo auch kein wasserdampf bzw. wasser.

möchte man also den wassergehalt eines exoplaneten abschätzen, geht das derzeit nur über die dichte des planeten. kennt man diese, kann man rückschlüsse auf seine zusammensetzung ziehen, da sich die gesamtdichte des exoplaneten - vereinfachend - aus seinen wasser-, silikat- und metall-anteilen ergibt. unterschiedliche zusammensetzungen ergeben demnah unterschiedliche dichten. nur so kann man derzeit auf den wassergehalt schließen.

diese methode hat nun aber 2 haken:

i) für die dichte muss man sowohl den radius als auch die masse eines planeten mehr oder weniger exakt wissen. bei der transitmethode bekommt man mit relativ hoher genauigkeit aber nur den radius, die masse jedoch nicht. man braucht also entweder eine andere methode zur bestimmung der masse oder muss diese über annahmen seiner zusammensetzung schätzen. genau das wollen wir in diesem fall aber nicht. wir wollen ja - gerade umgekehrt - die zusammensetzung aufgrund der masse bestimmen.

ii) wie schätzt man überhaupt die zusammensetzung eines exoplaneten ab? selbst bei bekannter dichte, ist das nicht so einfach. beispiel: hat unser exoplanet eine dichte die etwa jener der erde entspricht, ergeben sich mehrere möglichkeiten. eine zusammensetzung vergleichbar zur erde, eine komposition mit höherem wassergehalt und geringerem silikatanteil oder etwa auch weniger wasser und ein höherer eisenkern. man braucht also weitere indizien. hinzu kommt, dass dichte und/oder ausgedehnte atmosphären auch "falsche" radien und in weiterer folge falsche dichten liefern können.

also zurück zur bestimmung der masse eines exoplaneten:

um diese abschätzen zu können, müsste man neben der transitmethode am besten auch die radialgeschwindigkeits-methode (kurz: rv-methode) anwenden können. diese funktioniert wie folgt: da der stern sich mit dem planeten um den gemeinsamen schwerpunkt bewegt, sieht man im spektrum des sterns ein wobbeln (yes, doppplereffekt!). daraus kann man die masse des planeten ableiten (oder für freaks: eigentlich m*sin(i)). beobachtet man einen exoplaneten demnach in transit und mit der rv-methode, kann man die dichte recht gut berechnen sofern der planet keine ausgedehnte atmosphäre besitzt. obwohl es bereits rund 5000 entdeckte exoplaneten gibt, gibt es nur ein paar dutzend bei denen man sowohl masse als auch dichte hinreichend genug kennt.

die trappist-planeten sind derzeit mit der rv-methode noch nicht zu detektieren. man kann aber den gravitativen einfluss der planeten aufeinander bestimmen, indem man minimale unterschiede in der transitzeit misst - also der zeit zwischen zwei transits eines planeten. da das gesamte system sehr komprimiert ist, ziehen die planeten aneinander und verkürzen oder verlängern die umlaufzeiten marginal. einmal vergeht also etwas mehr und einmal etwas weniger zeit zwischen zwei transits, da sich die relativen positionen der exoplaneten zueinander bei jedem umlauf periodisch ändern. aus diesen unterschieden kann man dann in weiterer folge die jeweiligen massen ableiten.

diese methode nennt sich transit-timing-variation und wurde tatsächlich verwendet um die masse und daraus folgend die dichte der einzelnen trappist-planeten zu bestimmen. die unsicherheiten bleiben dabei aber noch relativ hoch.

die letzte studie, die sich mit dem wassergehalt des trappist-systems beschäftigte, kam auf einen anteil von 0-25% für alle einzelnen planeten. es kommt eben darauf an, welche (vernünftigen) zusammensetzungen man annimmt.

auch wenn diese studie - ebenso eine vorhergehende aus 2018 - also durchaus vermuten lässt, dass manche der trappist-planeten einen hohen wasseranteil haben könnten, bleibt das ganze sehr ungewiss. wobei: die erde hat ca. 0.1% wasser, selbst 1% wäre demnach also schon beachtlich.

es hängt bei diesen studien also sehr viel an planeten-dichte und -komposition. mit den in bau befindlichen erdegbundenen teleskopen e-elt und gmt sowie den potenziellen zukünftigen weltraummissionen luvoir und habex, wird man aber wohl in der lage sein atmosphären um erdähnliche planeten nachweisen zu können. dann eventuell auch wasserdampf und somit wasser auf der oberfläche. bis dahin bleibt man darauf angewiesen den wasseranteil über die dichte abzuschätzen, was naturgemäß hohe schwankungsbreiten nach sich zieht.

 

ps: sorry, wurde wieder etwas länger

bearbeitet 5. Juli 2019 von sherif

[BDN]

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