Astronomie

Welche Beleuchtungsstärke hat Tau Ceti?

Welche Beleuchtungsstärke hat Tau Ceti?

Im Rahmen meines Physikprojekts habe ich den Zusammenhang zwischen der Beleuchtungsstärke einer Glühbirne und der Entfernung vom Messgerät zu dieser untersucht.

Die Beleuchtungsstärke wurde in Lichtstrom und die Entfernung in Metern gemessen.

Ich habe eine umgekehrte Beziehung abgeleitet. Kann ich zuerst überprüfen, ob dies die Beziehung ist, die ich bekommen sollte? (Ich verstehe, dass es eine umgekehrte quadratische Beziehung zwischen Leuchtkraft und Entfernung gibt, aber da die Beleuchtungsstärke in Lumen/m² gemessen wird, denke ich, dass eine umgekehrte Beziehung richtig ist…)

Als nächstes muss ich mit dieser Beziehung mein Projekt erweitern, damit ich mithilfe dieser Beziehung Entfernungen zu Sternen finden kann.

Solange 2 Sterne eine ähnliche Masse/Größe/Dichte haben, kann ich diese Beziehung verwenden, um die Entfernung zum 2. Stern zu bestimmen, solange die Beleuchtungsstärke der Sterne bekannt ist und die Entfernung zum 1. Stern bekannt ist.

Also habe ich versucht, dies mit einem Beispiel zu tun - der Sonne und Tau Ceti, da sie sich einigermaßen ähnlich sind.

Ich habe Werte für die Entfernung/Beleuchtungsstärke der Sonne - $1,5!mal!10^8 $km, $1,2!mal!10^5$lux. Ich versuche jetzt mit dieser Methode die Entfernung zu Tau Ceti zu berechnen… Aber ich finde nirgendwo einen Wert für die Beleuchtungsstärke.

Kann mir bitte jemand dabei helfen? Gibt es eine Möglichkeit, von scheinbarer Helligkeit oder Helligkeit in Beleuchtungsstärke umzurechnen?

Vielen Dank

BEARBEITEN: Die Methode, die ich aus der inversen Beziehung verwenden möchte, ist:

$$d_2=d_1l_1/l_2$$

wobei $d_1$ und $l_1$ die bekannte Entfernung und Beleuchtungsstärke des ersten Sterns sind, während $d_2$ und $l_2$ die des zweiten sind und $d_2$ unbekannt ist.


Durch die sphärische Natur der Lichtausbreitung können Sie leicht Fluss in Leuchtkraft und umgekehrt umwandeln. Die benötigte Gleichung lautet:

$$ L=4pi D^{2}f $$ Wobei $f$ Ihr Fluss ist und $D$ die Entfernung zum Objekt ist, in diesem Fall Tau Ceti.

Nach Pijpers (2003) beträgt die Leuchtkraft von Tau Ceti $0.52pm0.03L_{odot}$. Da sollte alles dabei sein, was man braucht. $L_{odot}$ ist natürlich die Leuchtkraft der Sonne.


Tau ceti: ​​Die nächste Erde? Wahrscheinlich nicht

Während die Suche nach erdgroßen Planeten weitergeht, die genau in der richtigen Entfernung von ihrem Stern kreisen, einer Region, die als bewohnbare Zone bezeichnet wird, wächst die Zahl potenziell lebenserhaltender Planeten. In zwei Jahrzehnten haben wir uns von den fehlenden extrasolaren Planeten zu den zu vielen, die gesucht werden müssen, entwickelt. Um die Liste der Hoffnungsträger einzuschränken, müssen extrasolare Planeten aus einer neuen Perspektive betrachtet werden. Mit einem differenzierten Ansatz, der Astronomie und Geophysik verbindet, berichten Forscher der Arizona State University, dass wir von dieser langen Liste den kosmischen Nachbarn Tau Ceti streichen können.

Das Tau Ceti-System, das in mehreren fiktiven Werken, darunter Star Trek, bekannt wurde, wird seit langem in der Science-Fiction und sogar in populären Nachrichten als ein sehr wahrscheinlicher Ort für Leben aufgrund seiner Nähe zur Erde und der sonnenähnlichen Eigenschaften des Sterns verwendet. Seit Dezember 2012 ist Tau Ceti noch attraktiver geworden, dank der Hinweise auf möglicherweise fünf Planeten, die ihn umkreisen, von denen zwei – Tau Ceti e und f – möglicherweise in der bewohnbaren Zone leben.

Anhand der chemischen Zusammensetzung von Tau Ceti modellierte das ASU-Team die Entwicklung des Sterns und berechnete seine bewohnbare Zone. Obwohl ihre Daten bestätigen, dass sich zwei Planeten (e und f) in der bewohnbaren Zone befinden können, bedeutet dies nicht, dass dort Leben gedeiht oder überhaupt existiert.

„Planet e befindet sich nur in der bewohnbaren Zone, wenn wir sehr großzügige Annahmen treffen. Planet f sieht zunächst vielversprechender aus, aber die Modellierung der Entwicklung des Sterns lässt es wahrscheinlich erscheinen, dass er sich erst kürzlich in die bewohnbare Zone bewegt hat, da Tau Ceti mehr geworden ist im Laufe seines Lebens leuchtend", erklärt der Astrophysiker Michael Pagano, ASU-Postdoktorand und Erstautor der im Astrophysikalisches Journal. Die Zusammenarbeit umfasste auch die ASU-Astrophysiker Patrick Young und Amanda Truitt sowie die Mineralphysikerin Sang-Heon (Dan) Shim.

Basierend auf den Modellen des Teams befand sich Planet f wahrscheinlich vor weniger als 1 Milliarde Jahren in der bewohnbaren Zone. Das klingt nach langer Zeit, aber die Biosphäre der Erde hat etwa 2 Milliarden Jahre gebraucht, um potenziell nachweisbare Veränderungen in ihrer Atmosphäre hervorzurufen. Ein Planet, der erst vor wenigen hundert Millionen Jahren in die bewohnbare Zone eingetreten ist, kann durchaus bewohnbar und sogar bewohnt sein, aber keine nachweisbaren Biosignaturen aufweisen.

Laut Pagano haben er und seine Mitarbeiter Tau Ceti nicht "hoffen, wollen oder denken" ausgewählt, es wäre ein guter Kandidat, um nach Leben zu suchen, sondern für die Idee, dass dies wirklich fremde neue Welten sein könnten.

Tau Ceti hat eine sehr ungewöhnliche Zusammensetzung in Bezug auf das Verhältnis von Magnesium und Silizium, die zwei der wichtigsten gesteinsbildenden Mineralien der Erde sind. Das Verhältnis von Magnesium zu Silizium in Tau Ceti beträgt 1,78, das sind etwa 70 % mehr als bei unserer Sonne.

Die Astrophysiker schauten sich die Daten an und fragten: "Was bedeutet das für die Planeten?"

Aufbauend auf den Stärken der School of Earth and Space Exploration der ASU, die Erd- und Weltraumwissenschaftler vereint, um Forschungsfragen durch einen ganzheitlichen Ansatz anzugehen, wurde Shim für seine Mineralexpertise an Bord geholt, um Einblicke in die mögliche Natur der Planeten zu geben of sich.

„Bei einem so hohen Magnesium- und Siliziumverhältnis ist es möglich, dass sich die mineralogische Zusammensetzung der Planeten um Tau Ceti deutlich von der der Erde unterscheidet. Die Planeten von Tau Ceti könnten sehr gut von dem Mineral Olivin an flachen Teilen des Mantels dominiert werden dominated und haben niedrigere Mäntel, die von Ferroperiklas dominiert werden", erklärt Shim.

Wenn man bedenkt, dass Ferropericlas viel weniger viskos oder beständig gegen fließendes, heißes und dennoch festes ist, würde Mantelgestein leichter fließen und möglicherweise tiefgreifende Auswirkungen auf den Vulkanismus und die Tektonik an der Planetenoberfläche haben, Prozesse, die einen erheblichen Einfluss auf die Bewohnbarkeit der Erde haben.

"Dies ist eine Erinnerung daran, dass geologische Prozesse für das Verständnis der Bewohnbarkeit von Planeten von grundlegender Bedeutung sind", fügt Shim hinzu.

„Tau Ceti war ein beliebtes Ziel für Science-Fiction-Autoren und die Vorstellungskraft aller, da es möglicherweise Leben geben könnte, aber auch wenn das Leben um Tau Ceti unwahrscheinlich ist, sollte es nicht als Enttäuschung angesehen werden, sondern sollte unseren Geist beleben, um darüber nachzudenken welche exotischen Planeten wahrscheinlich den Stern umkreisen und welche neuen und ungewöhnlichen Planeten in diesem riesigen Universum existieren könnten", sagt Pagano.


Tau Ceti f

Tau Ceti f ist eine Supererde [1] oder ein Mini-Neptun, der Tau Ceti umkreist und 2012 durch statistische Analysen der Radialgeschwindigkeitsschwankungen des Sterns auf der Grundlage von Daten mit HIRES, AAPS und HARPS entdeckt wurde. Es ist von Interesse, weil seine Umlaufbahn es in die erweiterte habitable Zone von Tau Ceti platziert, [2] [3] aber eine Studie aus dem Jahr 2015 deutet darauf hin, dass es möglicherweise keine nachweisbare Biosignatur gibt, da es sich erst seit weniger als einer Milliarde Jahren in der gemäßigten Zone befindet . [4]

Außer seiner Umlaufbahn und Masse sind nur wenige Eigenschaften des Planeten bekannt. Es umkreist Tau Ceti in einer Entfernung von 1,35 AE (in der Nähe der Umlaufbahn des Mars im Sonnensystem) mit einer Umlaufzeit von 642 Tagen und hat eine Mindestmasse von 3,93 Erdmassen. [5] Wenn er und seine Begleitplaneten jedoch in ähnlicher Weise zu Tau Cetis Trümmerscheibe um 35 ± 10 ° geneigt wären, könnte f 5,56 +1,48
−1,94 und 9,30 +2,48
−3,24 Erdmassen, was bedeutet, dass es sich eher um einen Mini-Neptun handelt, obwohl der Exoplanet in der konservativen Stichprobe potenziell bewohnbarer Exoplaneten enthalten ist. [6] Es wird auf 1,81 Erdradien geschätzt. [7]

Ab Oktober 2020 gilt Tau Ceti f als der potenziell bewohnbarste Exoplanet, der einen sonnenähnlichen Stern umkreist. [8] Sein Nachbar, Tau Ceti e, wurde zuvor in der konservativen Stichprobe als potenziell bewohnbarer Exoplanet angesehen, aber es wurde festgestellt, dass er wahrscheinlich zu heiß ist, um Leben zu halten, ähnlich der Venus. [9] Er und sein Begleiter können unter einem kontinuierlichen Bombardement von Asteroiden leiden, das bis zu 10-mal höher ist als im Sonnensystem, [10] aber ein mutmaßlicher (super-)jovianischer Planet, wie in einem 2019 Astronomie und Astrophysik Papier kann die Scheibe hüten, da sie bis zu 3 AE und bis zu 20 AE entfernt sein kann. [11]

Mit einem Fluss von 0,32 des Flusses auf der Erde hat Tau Ceti f eine geschätzte Gleichgewichtstemperatur von nur 190 Kelvin. Wären die Bedingungen die gleichen wie auf der Erde, läge die Durchschnittstemperatur von Tau Ceti f bei etwa -50 °C. Mit einer dickeren Atmosphäre und einem größeren Ozean könnte die Temperatur jedoch der der Erde ähneln. [12]

  1. ^"Exoplaneten-Katalog". Exoplanetenerkundung: Planeten jenseits unseres Sonnensystems . Abgerufen 2020-10-14 .
  2. ^
  3. „Zwei nahegelegene bewohnbare Welten? - Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo“. phl.upr.edu . Abgerufen 2020-10-07 .
  4. ^
  5. "Vier Exoplaneten um den nahegelegenen Stern Tau Ceti entdeckt | Astronomie | Sci-News.com". Aktuelle Wissenschaftsnachrichten | Sci-News.com . Abgerufen 2020-10-07 .
  6. ^
  7. April 2015, Mike Wall 24. "In der Nähe befindliche fremde Planeten sind doch nicht so lebensfreundlich". Space.com . Abgerufen 2020-10-07 .
  8. ^
  9. Feng, Fabo Tuomi, Mikko Jones, Hugh R. A. Barnes, John Anglada-Escude, Guillem Vogt, Steven S. Butler, R. Paul (2017-09-05). "Farbunterschied macht einen Unterschied: Vier Planetenkandidaten um Tau Ceti". Das astronomische Journal. 154 (4): 135. doi: 10,3847/1538-3881/aa83b4 . ISSN1538-3881.
  10. ^
  11. „Der bewohnbare Exoplaneten-Katalog - Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo“. phl.upr.edu . Abgerufen 2020-10-14 .
  12. ^
  13. "Exoplaneten-Katalog". Exoplanetenerkundung: Planeten jenseits unseres Sonnensystems . Abgerufen 2020-10-08 .
  14. ^
  15. „Der bewohnbare Exoplaneten-Katalog - Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo“. phl.upr.edu . Abgerufen 2020-10-07 .
  16. ^
  17. „Zwei nahegelegene bewohnbare Welten? - Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo“. Sites.google.com . Abgerufen 2020-10-08 .
  18. ^
  19. "Tod unten Asteroidengasse". Astrobiologie-Magazin. 2004-07-02 . Abgerufen 2020-10-08 .
  20. ^
  21. Kervella, Pierre Arenou, Frédéric et al. (2019). „Stellare und substellare Gefährten naher Sterne aus Gaia DR2“. Astronomie und Astrophysik. 623: A72. arXiv: 1811.08902 . Bibcode:2019A&A. 623A..72K. doi:10.1051/0004-6361/201834371. ISSN0004-6361. Wir entdecken auch die Signatur eines möglichen Planeten einiger Jupitermassen, die Ceti umkreisen… Das beobachtete Signal könnte zum Beispiel durch eine analoge Jupiter-Umlaufbahn um 5au erklärt werden.
  22. ^
  23. "Exoplaneten-Katalog öffnen - tau Ceti f". openexoplanetcatalogue.com . Abgerufen 2020-10-08 .

Dieser extrasolar-Planeten-bezogene Artikel ist ein Stummel . Sie können Wikipedia helfen, indem Sie es erweitern.


Das Tau Ceti-System beherbergt schließlich kein außerirdisches Leben, sagen Wissenschaftler

Ein Team von Astronomen der Arizona State University hat kaltes Wasser über die Aussicht gegossen, intelligentes Leben um den Stern Tau Ceti, einen der nächsten Nachbarn der Sonne und eines der populärsten Systeme in vielen Science-Fiction-Werken, zu finden.

Tau Ceti, das etwa 12 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, gilt aufgrund seiner Nähe zur Erde und seiner sternähnlichen Sonne mit vielen gleichen Eigenschaften wie unser Sol lange als einer der ersten Orte, um nach intelligentem außerirdischem Leben zu suchen.

Seit Dezember 2012 wurde Tau Ceti noch faszinierender, als Astronomen Beweise für möglicherweise 5 Exoplaneten fanden, die den Stern umkreisen, von denen zwei – Tau Ceti e und f – vermutlich in der „bewohnbaren Zone“ liegen – nicht zu heiß oder zu kalt Region des Weltraums, genau der richtige Bereich von Entfernungen, der es ermöglicht, flüssiges Oberflächenwasser und potenzielles Leben zu existieren.

Aber laut der neuen Studie, die kürzlich im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde, ist die Chance, dass komplexes Leben um Tau Ceti herum gedeihen kann, sehr fragwürdig. Das ASU-Team nutzte die chemische Zusammensetzung des Sterns, um seine Entwicklung zu modellieren und die Lage seiner bewohnbaren Zone zu berechnen.

Planet e befindet sich nur in der bewohnbaren Zone, wenn wir sehr großzügige Annahmen treffen. Planet f sieht zunächst vielversprechender aus, aber die Modellierung der Entwicklung des Sterns lässt es wahrscheinlich erscheinen, dass er sich erst kürzlich in die bewohnbare Zone bewegt hat, da Tau Ceti im Laufe seines Lebens heller geworden ist.

Erklärt Dr. Michael Pagano, ASU-Forscher und Hauptautor dieser neuen Studie.

Basierend auf den Ergebnissen von Forschern befindet sich Planet f wahrscheinlich seit weit weniger als einer Milliarde Jahren in der bewohnbaren Zone. Um dies ins rechte Licht zu rücken: Es dauerte ungefähr 2 Milliarden Jahre, bis die Biosphäre der Erde entstand. Die anderen drei Tau Ceti-Welten (b,c &d) kreisen zu nahe um ihren Wirtsstern, sodass sie wahrscheinlich zu heiß sind, um Leben zu beherbergen. Alle Tau-ceti-Planeten sind größer als die Erde, die Planeten e und f sind 4,3 und 6,6 mal massereicher als die Erde.

Darüber hinaus unterscheidet sich die Chemie von Tau Ceti von der unseres Sols. Tau Ceti hat ein ungerades Verhältnis von Silizium-Magnesium (viel mehr Magnesium im Vergleich zu Silizium), was bedeutet, dass Tau Ceti-Planeten ganz anders als die Erde sein könnten.

Es ist möglich, dass sich die mineralogische Zusammensetzung der Planeten um Tau Ceti erheblich von der der Erde unterscheidet.

Besagter Mineralphysiker Sang-Heon Shim

Die Planeten von Tau Ceti könnten sehr gut von dem Mineral Olivin in flachen Teilen des Mantels dominiert werden und haben niedrigere Mäntel, die von Ferroperiklas dominiert werden.

Wenn man bedenkt, dass Ferropericlas viel weniger viskos oder beständig gegen fließendes, heißes und dennoch festes ist, würde Mantelgestein leichter fließen und möglicherweise tiefgreifende Auswirkungen auf den Vulkanismus und die Tektonik an der Planetenoberfläche haben, Prozesse, die einen erheblichen Einfluss auf die Bewohnbarkeit der Erde haben.

Tau Ceti ist ein beliebtes Ziel für Science-Fiction-Autoren und jedermanns Fantasie, da irgendwo möglicherweise Leben sein könnte, aber auch wenn das Leben um Tau Ceti unwahrscheinlich ist, sollte es nicht als Enttäuschung angesehen werden, sondern sollte unseren Geist beleben mind Überlegen Sie, welche exotischen Planeten wahrscheinlich den Stern umkreisen und welche neuen und ungewöhnlichen Planeten in diesem riesigen Universum existieren könnten.


Staubscheibe

Am 6. Juli 2004 gab ein Team britischer Astronomen mit dem Submillimeter Common-User Bolometer Array (SCUBA) des James Clerk Maxwell Telescope auf Hawaii bekannt, dass sie eine Trümmerscheibe gefunden haben, die zehnmal so groß ist wie die Trümmer (wie Kometen und Asteroiden). in unserem eigenen Sonnensystem gefunden. Die Trümmerscheibe erstreckt sich bis zu 55 AE vom Stern und wird vermutlich durch Kollisionen zwischen Kometen und Asteroiden im Laufe der Zeit in immer kleinere, zahlreichere Stücke gebildet. [5] Die Gesamtmasse des Trümmerfeldes wird auf Basis der Modellierung der Staubscheibenbeobachtungen auf das 1,2-fache der Erdmasse geschätzt. Im Vergleich dazu machen die Trümmer von Asteroiden und Kometen im Kuipergürtel nur 10 % der Erdmasse aus. [5]


Vier Exoplaneten in der Nähe von Stern Tau Ceti . entdeckt

Künstlerische Darstellung eines Vier-Planeten-Systems. Bildnachweis: Mark A. Garlick, University of Warwick / Space-art.co.uk.

Tau Ceti ist ein sonnenähnlicher Stern, der nur 11,9 Lichtjahre entfernt im Sternbild Cetus liegt.

Auch bekannt als 52 Ceti, HD 10700 und HIP 8102, ist der Stern unserer Sonne in Größe und Helligkeit sehr ähnlich, aber er ist nicht so aktiv wie die Sonne.

Im Jahr 2012 gaben der Astronom Dr. Mikko Tuomi von der University of Hertfordshire und Co-Autoren die Entdeckung von fünf potentiellen Planeten im Tau Ceti-System bekannt, die als Tau Ceti b, c, d, e und f bezeichnet werden.

In einer neuen Studie bestätigte dasselbe Team die Existenz von Tau Ceti e und f und entdeckte zwei völlig neue Planeten, Tau Ceti g und h.

„Wir haben eine geniale Methode entwickelt, um den Unterschied zwischen Signalen, die von Planeten verursacht werden, und denen, die durch die Aktivität eines Sterns verursacht werden, zu unterscheiden“, erklärte Dr. Tuomi.

„Wir erkannten, dass wir sehen konnten, wie sich die Aktivität eines Sterns bei verschiedenen Wellenlängen unterschied, und nutzten diese Informationen dann, um diese Aktivität von Signalen von Planeten zu trennen.“

Die vier Planeten sind alle relativ klein, mit einer Mindestmasse von weniger als dem 4-fachen der Erde. Sie umkreisen Tau Ceti alle 20, 49, 160 bzw. 642 Tage.

Zwei von ihnen — tau Ceti e und f — befinden sich jeweils am inneren und äußeren Rand der bewohnbaren Zone. Sie sind wahrscheinlich Kandidaten für bewohnbare Welten, obwohl eine massive Trümmerscheibe um ihren Wirtsstern wahrscheinlich ihre Bewohnbarkeit aufgrund des intensiven Bombardements durch Asteroiden und Kometen verringert.

Diese Abbildung vergleicht die vier um Tau Ceti (oben) entdeckten Planeten und die inneren Planeten unseres Sonnensystems (unten). Bildnachweis: F. Feng, University of Hertfordshire.

Tau Ceti e, f, g und h wurden durch die Beobachtung der Wobbles in der Bewegung des Muttersterns nachgewiesen.

Dies erforderte Techniken, die empfindlich genug waren, um Variationen in der Bewegung des Sterns von nur 30 cm pro Sekunde zu erkennen.

„Wir nähern uns der Grenze von 10 cm pro Sekunde, die für den Nachweis von Erdanaloga erforderlich ist, verlockend“, sagte Teammitglied Dr. Fabo Feng, ebenfalls von der University of Hertfordshire.

„Unser Nachweis solch schwacher Wobbles ist ein Meilenstein bei der Suche nach Erdanaloga und dem Verständnis der Bewohnbarkeit der Erde durch den Vergleich mit diesen Analoga.“

„Wir überschreiten jetzt endlich eine Schwelle, an der wir durch sehr ausgeklügelte Modellierung großer kombinierter Datensätze von mehreren unabhängigen Beobachtern das Rauschen aufgrund der stellaren Oberflächenaktivität von den sehr winzigen Signalen trennen können, die von den Gravitationsschleppern von erdgroßen umlaufenden Planeten erzeugt werden.“ “, fügte Teammitglied Professor Steven Vogt von der University of California in Santa Cruz hinzu.

Die Daten wurden mit dem Spektrographen High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) gewonnen, einem Instrument, das am 3,6-m-Teleskop am La Silla-Observatorium der ESO in Chile installiert ist, in Kombination mit dem High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) am WM Keck Observatorium auf Maunakea, Hawaii.

Die Ergebnisse des Teams werden in einem Papier im veröffentlicht Astronomisches Journal. Der Artikel ist auch öffentlich auf arXiv.org verfügbar.

Fabo Feng et al. 2017. Farbunterschied macht den Unterschied: Vier Planetenkandidaten um Tau Ceti. AJ, im Druck arXiv: 1708.02051


Inhalt

YZ Ceti ist eine variable Sternbezeichnung: Der Stern zeigt gelegentlich schnelle und kurze Helligkeitszunahmen, die manchmal eine Größe von 12,03 erreichen, verursacht durch Eruptionen von der Oberfläche. Diese Art von veränderlichem Stern wird nach seinem ersten Mitglied als UV-Ceti-Stern oder umgangssprachlich als Flare-Stern bezeichnet. Es zeigt auch kleine periodische Helligkeitsschwankungen, die durch Sternflecken oder chromosphärische Merkmale verursacht werden, die sich bei der Drehung des Sterns bewegen. Diese Klasse veränderlicher Sterne sind als BY-Draconis-Variablen bekannt. [2] Die periodischen Variationen erlauben es, die Rotationsperiode des Sterns bei 68,3 Tagen zu messen, obwohl die Modellierung seines Planetensystems eine Rotationsperiode für den Stern von 83 Tagen ergibt. [9]

Am 10. August 2017 wurde die Entdeckung von drei Planeten um YZ Ceti und einem möglichen vierten Sub-Erdplanetenkandidaten mit 0,472 ± 0,096 Erdmassen bei einer Umlaufzeit von 1,04 Tagen bekannt gegeben, der noch einer Bestätigung bedarf. Es wurde festgestellt, dass die Umlaufbahnen der drei bestätigten Planeten zu nahe an YZ Ceti liegen, um sich innerhalb der bewohnbaren Zone des Sterns zu befinden, mit Gleichgewichtstemperaturen von 347–491 K (74–218 °C 165–424 °F), 299–423 K (26–150 °C 79–302 °F) und 260–368 K (−13–95 °C 8–203 °F) für die Planeten b, c bzw. d. [7]

Eine Studie vom August 2018 untersuchte die Entdeckungsmessungen erneut und bestätigte die Umlaufbahn von YZ Ceti d, fand jedoch eine möglicherweise geringfügig längere Umlaufperiode von YZ Ceti b von 2,02 Tagen statt 1,97 Tagen und stellte außerdem fest, dass YZ Ceti c wahrscheinlich nur in 0,75 Tagen umkreist statt 3,06 Tage. Wenn letzteres zutrifft, hätte YZ Ceti c eine Masse von nur 0,58 Erdmassen und eine ungefähr 10%ige Chance, YZ Ceti zu passieren. [ Zitat benötigt ]


Könnte Tau Ceti das nächste Zuhause der Menschheit sein?

Wissenschaftler der Arizona State University haben Astronomie und Geophysik kombiniert, um die Möglichkeit zu untersuchen, ob andere Planeten in der Lage sind, Leben zu fördern. Nachdem sie ihre Aufmerksamkeit auf Tau Ceti gerichtet haben, ein Sternensystem, das bei Science-Fiction-Autoren aufgrund seiner Ähnlichkeiten mit unserer eigenen Sonne beliebt ist , sie sind zu dem Schluss gekommen, dass es wahrscheinlich nicht das nächste Zuhause der Menschheit sein wird. 

Wie kamen sie zu dem Schluss, dass ein Planet aus Lichtjahren Entfernung unbewohnbar ist?

Die erste Bedingung für Leben ist, ob irgendein Planet in der bewohnbaren Zone um Tau Ceti liegt.਍ie bewohnbare Zone ist der Bereich, in dem die Oberfläche eines Planeten flüssiges Wasser aufnehmen kann.਎rstaunlicherweise gibt es zwei Planeten, die glücklich sitzen in der bewohnbaren Zone um Tau Ceti: Planet e und Planet f. (Sicher, die Namen könnten etwas Arbeit gebrauchen…) 

Planet f sieht etwas vielversprechender aus als Planet e, aber er befindet sich erst seit etwa 1 Milliarde Jahren in der bewohnbaren Zone. x2019s schaffen eine Atmosphäre, die geeignet ist, Leben zu unterstützen. Zum Vergleich: Die Erde saß 2 Milliarden Jahre lang in der bewohnbaren Zone der Sonne, bevor das Leben eine merkliche Veränderung in der Biosphäre vornahm

Ein guter Prädiktor für die geologische Beschaffenheit eines Planeten sind die Eigenschaften seines lokalen  Sterns. Magnesium und Silizium sind zwei der wichtigsten gesteinsbildenden Mineralien auf der Erde. Die Mengen an Magnesium und Silizium in der Sonne geben uns einen Hinweis auf die Mengen auf der Erde.  Daraus folgt, dass die Mengen dieser Elemente in Tau Ceti den Mengen in Planet f entsprechen. 

Das tatsächliche Verhältnis von Magnesium zu Silizium in Tau Ceti ist etwa 70 % größer als das der Sonne.ꃚs bedeutet, dass die Geologie des Planeten f ganz anders sein könnte als die der Erde. Ein Unterschied könnte die Menge einer Verbindung namens Ferropericlas im unteren Mantel sein, die ihn heiß mit niedriger Viskosität macht.ꃞr Mantel ist immer noch ein Feststoff, aber er ist unberechenbarer und instabiler. Ein ‘-Runnier’-Mantel könnte dynamische tektonische Bewegungen erzeugen, die zu Erdbeben, veränderter Geographie und dynamischer, vulkanischer Aktivität führen können. Großartig für dramatische Naturfotografie, aber nicht sehr einladend für das Leben. 

Natürlich sind all diese Schlussfolgerungen weitgehend spekulativ und erfordern viel Extrapolation (und Vorstellungskraft) aus Daten.  Tau Ceti’s Sonnensystem wird wahrscheinlich nicht die Heimat der Menschheit sein, aber਍iese Arbeit  unterstreicht die Bedeutung des Verständnisses unseren eigenen Planeten und verwenden die Daten, um die Lebensbedingungen von Planeten zu bewerten, die wir nicht einmal mit bloßem Auge sehen können.

Auf einem der Planeten von Tau Ceti könnte bereits Leben existieren, es ist nur noch nicht so weit gediehen, dass wir es von der Erde aus erkennen können. Vielleicht werden wir in 1 Milliarde Jahren einige Veränderungen sehen, aber bis dahin, die Suche nach der nächsten Heimat der Menschheit geht weiter!


Tau Ceti kann einen bewohnbaren Planeten beherbergen

Durch die Kombination von mehr als sechstausend Beobachtungen von drei verschiedenen Instrumenten und den Einsatz neuer Datenmodellierungstechniken hat ein internationales Astronomenteam die Empfindlichkeit von Suchern für kleine Planeten erheblich verbessert und glaubt nun, dass Tau Ceti Planeten in der bewohnbaren Zone des Sterns beherbergen könnte.

Ein internationales Astronomenteam hat entdeckt, dass Tau Ceti, einer der nächsten und sonnenähnlichesten Sterne, fünf Planeten beherbergen könnte, darunter einen in der bewohnbaren Zone des Sterns.

In einer Entfernung von zwölf Lichtjahren von der Erde und mit bloßem Auge am Abendhimmel sichtbar, ist Tau Ceti der nächste Einzelstern, der die gleiche Spektralklassifizierung wie unsere Sonne hat. Seine fünf Planeten haben schätzungsweise Massen zwischen dem Zwei- und Sechsfachen der Masse der Erde, was es zum bisher masseärmsten Planetensystem macht. Einer der Planeten liegt in der bewohnbaren Zone des Sterns und hat eine etwa fünffache Masse der Erde, was ihn zum kleinsten Planeten macht, der in der bewohnbaren Zone eines sonnenähnlichen Sterns kreist.

Das internationale Astronomenteam aus Großbritannien, Chile, den USA und Australien hat mehr als 6.000 Beobachtungen von drei verschiedenen Instrumenten kombiniert und die Daten intensiv modelliert. Mit neuen Techniken hat das Team eine Methode gefunden, um Signale zu erkennen, die halb so groß waren wie bisher für möglich gehalten. Dies verbessert die Empfindlichkeit der Suche nach kleinen Planeten erheblich und legt nahe, dass Tau Ceti kein einsamer Stern ist, sondern ein Planetensystem hat. Das Team präsentierte seine Ergebnisse in einem Papier, das zur Veröffentlichung in Astronomy & Astrophysics angenommen wurde.

“Diese Entdeckung entspricht unserer aufkommenden Ansicht, dass praktisch jeder Stern Planeten hat und dass die Galaxie viele solcher potenziell bewohnbaren Planeten von der Größe der Erde haben muss,”, sagte Co-Autor Steve Vogt, Professor für Astronomie und Astrophysik an der UC Santa Cruz. “Wir beginnen jetzt zu verstehen, dass die Natur Systeme mit mehreren Planeten mit Umlaufbahnen von weniger als 100 Tagen überwältigend zu bevorzugen scheint. Dies ist ganz anders als in unserem eigenen Sonnensystem, wo es nichts mit einer Umlaufbahn innerhalb der von Merkur gibt. Unser Sonnensystem ist also in gewisser Weise ein Freak und nicht die typischste Art von System, die die Natur erfunden hat.”

Der Erstautor Mikko Tuomi von der University of Hertfordshire betonte die Bedeutung neuer Techniken, die das Team entwickelt hat. “Wir haben Pionierarbeit bei neuen Datenmodellierungstechniken geleistet, indem wir den Daten künstliche Signale hinzugefügt und unsere Wiederherstellung der Signale mit einer Vielzahl verschiedener Ansätze getestet haben,” Tuomi. “Dies hat unsere Rauschmodellierungstechniken erheblich verbessert und unsere Fähigkeit verbessert, Planeten mit geringer Masse zu finden.”

Hugh Jones, ebenfalls von der University of Hertfordshire, sagte, die Forscher hätten Tau Ceti für diese Rauschmodellierungsstudie ausgewählt, weil sie dachten, dass es keine Signale enthielt. “Da es so hell ist und unserer Sonne ähnlich ist, ist es ein ideales Benchmark-System, um unsere Methoden zur Erkennung kleiner Planeten zu testen,” Jones.

Über 800 Planeten wurden entdeckt, die andere Welten umkreisen, aber Planeten in einer Umlaufbahn um die nächsten sonnenähnlichen Sterne sind besonders wertvoll. “Tau Ceti ist einer unserer nächsten kosmischen Nachbarn und so hell, dass wir in nicht allzu ferner Zukunft die Atmosphären dieser Planeten studieren können. Planetensysteme, die um nahe Sterne nahe unserer Sonne herum gefunden wurden, weisen darauf hin, dass diese Systeme in unserer Milchstraße weit verbreitet sind,&8221, sagte James Jenkins von der Universidad de Chile, Gastwissenschaftler an der University of Hertfordshire.

Die Forscher entdeckten dieses Planetensystem mit Daten von drei hochmodernen Spektrographen: HARPS am 3,6-Meter-Teleskop der Europäischen Südsternwarte in La Silla, Chile (4864 Datenpunkte) UCLES am Anglo-Australian Telescope in Siding Spring, Australien (978 Datenpunkte) und HIRES am 10-Meter-Keck-Teleskop auf Mauna Kea, Hawaii (567 Datenpunkte).

Das Ergebnis basiert auf Spektren, die im Rahmen der Anglo-Australian Planet Search mit dem UCLES-Spektrographen am Anglo-Australian Telescope, HIRES am Keck-Teleskop aufgenommen wurden, und auf der Reanalyse von Spektren, die mit dem HARPS-Spektrographen aufgenommen wurden und über die Europäische Südsternwarte erhältlich sind öffentliches Archiv. Diese Arbeit wäre ohne die öffentlichen Datenrichtlinien der ESO und die hervorragende Arbeit der ESO-Softwareentwicklungsabteilung und der ESO Science Archive Facility nicht möglich gewesen.

Das internationale Forschungsteam besteht aus Mikko Tuomi, Hugh Jones, John Barnes und David Pinfield (University of Hertfordshire) James Jenkins (University of Chile und University of Hertfordshire) Chris Tinney, Rob Wittenmyer, Jonathan Horner, Jeremy Bailey, Duncan Wright und Graeme Salter (University of New South Wales, Australien) Steve Vogt (UC Santa Cruz) Paul Butler (Carnegie Institution for Science) Simon O’Toole (Australian Astronomical Observatory) und Brad Carter (University of Southern Queensland).

Bild: J. Pinfield für das RoPACS-Netzwerk der University of Hertfordshire


Schau das Video: Tau Ceti And Its Planets! (November 2021).