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Letzte Woche war, gerade Dank der AGU, sehr gehaltvoll. Aber da diese Themen von berufeneren Leuten abgehandelt worden, mal ein kurzer Beitrag der in die Vergangenheit blickt.

Die ersten sicheren Exoplaneten wurden 1992 um Pulsar PSR 1257+12 entdeckt. 1995 dann die erste Entdeckung (51 Pegasi b) um einen sonnenähnlichen Stern. Es ist allerdings möglich, dass bereits sehr viele früher ein Exoplanet – indirekt und unwissentlich – entdeckt wurde. Dazu muss ich erst mal ein wenig ausholen (siehe auch diesen früheren Beitrag):

Ein weißer Zwerg ist das was von einem Stern niedriger/mittlerer Masse in der Größenordnung z.B. unserer Sonne ganz am Ende übrigbleibt. Die Photosphäre eines weißen Zwerges besteht praktisch nur aus Wasserstoff und/oder Helium. Alle anderen beobachteten Elemente müssen eine externe Quelle haben – vom Kern des Sterns kann nix hochkommen, und die starke Schwerkraft erlaubt keine lange Aufenthaltsdauer von Material in der Photosphäre. Es muss als irgendwas permanent von außen nachrieseln.

Die rote Riesen-Phase, die der Entstehung des weißen Zwerges vorausgeht ist nicht gut für die Stabilität eines Sonnensystems. Dadurch geraten Körper gerne zu nah an den dichten Stern, und werden von den Gezeitenkräften zerrissen und bilden eine Trümmer- und Staubscheibe (wenn sie nicht gleich direkt im Stern enden).

Mittels hochauflösender Spektroskopie im optischen und ultravioletten Bereich kann eine Reihe an Elementen identifiziert und quantifiziert werden. Das sind in der Regel Sauerstoff, Magnesium, Silizium, und Eisen, aber auch z.B. Kohlenstoff, Kalzium, Titan, Chrom, Schwefel, Nickel.

Eine sehr schöne Übersicht über den aktuellen Stand findet sich in Jura, The Elemental Compositions of Extrasolar Planetesimals (lobenswerterweise wieder auch in ArXiv, das sollte Schule machen). Die Vergleiche mit Elementverhältnissen in Meteoriten und planetaren Gesteinen ergibt erstaunliche Ergebnisse. Gänsicke et al. kommen zum Schluss, das die chemische Bandbreite vergleichbar der der Meteorite und planetaren Materialien in unseren Sammlungen sind.

Ein Kandidat, GD 40 hat für die meisten beobachteten Elemente ähnlich der Gesamterde (Jura et al., 2012), ein anderer weißer Zwerg mit dem schönen Namen NLTT 43806 hat gar eine Ähnlichkeit zu der Zusammensetzung von Kruste/oberer Mantel der Erde.

Spektroskopie im optischen Bereich fand schon einige Zeit statt. Ben Zuckerman von der UCLA fand bei der Recherche über die historische Entwicklung dieses jungen Gebietes dann die Ergebnisse für den 14 Lichtjahre entfernten van Maanen 2 (auch Van Maanenes Stern) von Adriaan van Maanen, einem niederländischen Astronomen. Dieser bemerkte 1917 eine Ungereimtheit in dessen Spektrum. Van Maanen klassifizierte den Stern als F-Typ (also recht ähnlich unserer Sonne), obwohl er insgesamt ziemlich lichtschwach war. Aber die hohen Kalzium-Absorptionslinien waren dann wohl der Grund für seine Einordnung, und die noch primitiven Spektrometer spielten wohl auch eine Rolle. Und das Kalzium gehört eben zu jenen Elementen, die aus den zerbröselten Planeten und Asteroiden stammen…

Sicher, zu dem Schluss konnte man natürlich erst im Rückblick kommen, zu van Maanens Zeiten war die Astrophysik noch nicht so weit. Dennoch, es ist schon faszinierend, was in den großen Datenmengen so versteckt.

Das Mooresche Gesetz betrifft auch die Naturwissenschaften, dank der Computertechnologie ist es sehr einfach geworden, gewaltige Datenmengen schnell zu produzieren. Und die Detektortechnologie schreitet ähnlich schnell voran. Die Auswertung ist da schon problematischer, weshalb es mich nicht wundern würde, wenn sich da noch einige Überraschungen finden würden.

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