Planetologie extrasolarer Planeten

Mathias Scholz
Planetologie extrasolarer Planeten

(sfbentry)
Springer Verlag Berlin
ISBN: 978-3-642-41748-1
Lehrbuch, Bildung
Erschienen am 05.02.2014
XII, 673 S. – 23,5 x 15,5 cm
Hardcover

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Der Autor

Mathias Scholz ist Amateurastronom. Er hat von 1981-1986 Physik an der Universität Rostock studiert und war danach als Berechnungsingenieur und ab 1990 freiberuflich auf dem Gebiet der Umweltsimulation sowie im IT-Bereich tätig.
(Quelle: Springer Verlag)

Das Buch

Wenn man in einer klaren Nacht zu den Sternen blickt, sieht man – abgesehen von Satelliten oder dem ein oder anderen Flugzeug – nichts außer ein paar Planeten, die wie die Erde unsere Sonne umrunden, und einer Menge Sterne. Selbst mit großen Teleskopen ist es schwierig, Planeten zu entdecken, die um ferne Sterne kreisen. Bis zur Entdeckung des ersten Exoplaneten kurz vor der Jahrtausendwende waren sie deshalb auch nicht mehr als Spekulation. Welche Techniken und Methoden warum angewandt werden, um sie zu entdecken, Rückschlüsse auf ihre Oberflächenbeschaffenheit, ihren Inneren Aufbau und ihre Entwicklung zu ziehen, bespricht Mathias Scholz in seinem Lehrbuch über die “Planetologie extrasolarer Planeten”.

Nach einer “kurzen Geschichte der Exoplanetenforschung” und der Definition, was der Begriff Planet bedeutet, werden im dritten Kapitel die Methoden besprochen, mit denen Exoplaneten nachgewiesen werden. Radialgeschwindigkeitsmethode, Transitmethode, Timing-Verfahren und andere werden dabei sehr genau unter die Lupe genommen. Sowohl die Theorie – bei der Radialgeschwindigkeitsmethode ist dies die Dopplerverschiebung der Absorptionslinien als Folge des Torkeln eines Sterns, der von einem anderen Objekt umkreist wird – als auch die Ansprüche, die an die jeweiligen Geräte gestellt werden, die Beschreibung und Diskussion verschiedener Instrumente, die sich dafür eignen, finden sich hier. Zu jeder der Methoden gibt es ausführliche Beispiele von Exoplaneten, die auf diese Weise entdeckt wurden.

Es folgt ein Kapitel über “Statistik, Klassifikation und Diversität von Exoplaneten”, in dem u.a. die Vielfalt verschiedenartiger Planeten diskutiert wird, ein sehr ausführliches über den “Physischen Aufbau extrasolarer Planeten” und eins über die “Planetenkosmogonie”, der Entwicklung von Planeten. Den Schluss bilden ein Kapitel über das bekannte SETI-Projekt, das der eine oder andere bestimmt schon mit heimischer Rechenleistung unterstützt hat, eine große Literaturliste und ein ausführlicher Index.

Die Erklärungen und Beschreibungen von Mathias Scholz sind fundiert, dennoch sehr gut verständlich, was bei dem Umfang der beteiligten wissenschaftlichen Disziplinen nicht unbedingt einfach ist. Sehr hilfreich ist, dass immer wieder spezielle Verfahren, Methoden oder auch Grundlagen, die wichtig sind, aber nicht direkt in den laufenden Text passen, in separaten Kästen genauer erläutert, z.B. das Doppelspalt-Interferometer, der Nachweis von Periodizitäten in Zeitreihen (Auswertung von Daten der Radialgeschwindigkeitsmethode), aber auch Leuchtkraftklassen und eine spezielle Art der Wasserstoff-Fusion. Dennoch sollten sich Leser in der Materie, vornehmlich der Astronomie und der Astrophysik einigermaßen sicher fühlen, was die Beherrschung der entsprechenden Mathematik mit einschließt.

Fazit

“Planetologie extrasolarer Planeten” ist ein wirklich gelungenes Lehrbuch über den relativ jungen Forschungsbereich der Entdeckung und Erforschung von Exoplaneten. Mit seinen aussagekräftigen Grafiken, dem guten, interessanten Bildmaterial und dem flüssig lesbaren und vor allem gut verständlichen Text legt Mathias Scholz eine fundierte Grundlage für Studenten vor, die sich in dieses Gebiet einarbeiten wollen.

Copyright © 2014 by Michael Bahner

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Comments

  1. Stand heute (08.01.2015): 1.865 extrasolare Planeten. Der Anstieg ist aber in den letzten Jahren aufgrund besserer Teleskope und Methoden schon fast exponentiell angestiegen. Man rechnet noch innerhalb diese Jahres mit 500 – 1.000 Neuentdeckungen.

    Wenn man dabei bedenkt, dass diese Methoden trotzdem noch wie „der rechte Finger durchs linke Ohr über den Scheitel in Gehirn“ funktionieren, bin ich mal gespannt, wenn Hubble durch das neue Teleskop im All ergänzt/ersetzt wird. Dann dürfte die Zahl weiter nach oben schnellen.

  2. Und was ist, wenn ein Planet mit Leutchen drauf in 2000 Lichtjahren Entfernung entdeckt wird, willst du dann 4000 Jahre auf eine Antwort warten? 😉 Und vielleicht sind die bis dahin sogar ausgestorben …

  3. Acht womöglich bewohnbare Exoplanten entdeckt:

    Forscher haben außerhalb unseres Sonnensystems acht neue Planeten entdeckt, von denen zwei der Erde so ähnlich sein sollen wie keine anderen zuvor beobachteten Exoplaneten. Kepler 438b und Kepler 442b umkreisen in 470 beziehungsweise 1100 Lichtjahren Entfernung rote Sterne, wie die Forscher auf dem Jahrestreffen der American Astronomical Society in Seattle enthüllten.

    https://de.nachrichten.yahoo.com/acht-wom%C3%B6glich-bewohnbare-exoplanten-entdeckt-194707345.html

  4. Lieber Detlef,

    da sieht man mal wieder, dass du weder richtig zuhören noch lesen kannst. Ich hab kein Wort von „Telefonieren“ oder gar „Hinfliegen“ gesagt. Mir ging es einzig um die rasch steigende Zahl von extrasolaren Planeten. Logisch, dass dies impliziert, dass man früher oder später auf Leben und noch später auf intelligentes Leben stoßen wird. Nicht könnte, sondern wird!

    Es gibt übrigens einige Methoden, um Leben – auch industrielle Vorgänge – mit heutigen Mitteln nachzuweisen. Und DAS können wir noch erleben: die Bestätigung, das wir nicht allein im Weltall sind.

    Spätere Kontakte – auf welche Art und Weise auch immer – sind natürlich der nächste logische Schritt. Mit Technologien, die noch nie ein Mensch zuvor …

    Und dann fällt mir noch ein, dass du mal Isaac Asimovs Foundation-Romane lesen solltest. Vielleicht hast du das sogar, aber die Kernaussage darin wohl vergessen: Eine wirklich fortschrittliche Zivilisation (von der wir noch Lichtjahre entfernt sind) sollte den Weitblick im wahrsten Sinne des Wortes haben, um über die lächerliche Lebensspanne von Individuen hinaus Pläne zu verfolgen, die Gesellschaft voranbringen.

    Zum Schluss: Und selbst wenn eine Zivilisation in galaktischer Nachbarschaft ausgestorben sein sollte, würden wir davon noch profitieren (einen Flug in ferner, ferner Zukunft vorausgesetzt): wir können von ihnen lernen. Tun wir doch von unseren untergegangenen Hochkulturen auf unserer Erde immer noch.

    Also bitte nicht immer so negativ.

    Mit galaktischen Grüßen (für alle die mein mgg immer als Tippfehler von mfg gehalten haben)
    Werner 😉

  5. Lieber Werner, ich habe alle Asimov-Romane gelesen!

    Du glaubst doch nicht im ernst, dass die Bewohner-Horden der Erde sich irgendwie davon beeinflussen würden? Das sind immer nur einige wenige Prozent, der Menscheit, die an einer Bestätigung, dass es Leben in unserer Milchstrasse gibt, ihr eigenes Leben ändern, bzw. Hochachtung davor haben.

    Wenn sowas die Menschen ändern würde, dass sollten bereits jetzt das kosmologische Zusammengehörigkeitsgefühl dafür sorgen, dass es anders zugeht auf dieser Welt hier. Schau dich doch mal um: Krieg, Mistgunst, Anschläge und Ignoranz sind so weit verbreitet wie eh und je.

    Wenn ich eine ausseridische Existenz wäre, würde ich einen großen Bogen um die Menschheit machen. Anhand der irdischen TV-Sendesignale weiss ich ja vorher, was für bekloppte hier das Sagen haben.

    Ich rate Ausserirdischen dringend davon ab, sich der Menschheit zu nähern. Am Ende bringen einige bekloppte Menschen es noch fertig, bei einem Erstkontakt, einen Anschlag zu verüben. Wundern würde es mich nicht. Und wenn wir dafür komlett ausgelöscht würden, könnte ich das dann denen nicht mal über nehmen.

    Wenn die Menscheit es schafft einige Tausend Jahre zu überstehen, sind vielleicht vernünftige Wesen aus den Menschen geworden. So aber muß man sich doch wirklich fremdschämen für die meisten Menschenhorden hier auf der Erde. Also mir wären die Menschen zu höchst peinlich bei einem Erstkontakt …

  6. Ist es nicht gefährlich anzunehmen, alles, was von draußen kommt, hätte hohe ethische Maßstäbe, wäre quasi gottgleich, lieb und nett, aber täte uns zerstäuben, wenn wir diesen Ansprüchen nicht genügten?

    Woran sollte sich dieser Maßstab denn richten? Haben Menschen denn nicht viel erreicht in jeder Hinsicht, trotz dieser genetisch oder auch sonstwie bedingten steinzeitlich bedingten Triebe, die Gier, Brusttrommeln und Kriege verursachen? (Ich möchte nicht sagen „wegen dieser Triebe“, aber wer kann das ausschließen?) Wer sagt uns, dass „höhere“ Wesen nicht einfach nur den einen tief verwurzelten Drang haben, sich fortzupflanzen, was einschließt, ihre ganze Sippschaft im All zu verbreiten? Wenn sie rigoros gewalttätig gegen uns Menschen sind, können wir ausschließen, dass sie untereinander friedfertig sind?

    Aber vielleicht haben wir ja Glück und die ersten Außerirdischen, die mit uns Kontakt aufnehmen, sind so unterbelichtet, dass wir sie leicht in den Griff kriegen oder auf einer so hohen evolutionären Stufe, dass wir deren Ränke und Querelen gar nicht mitbekommen ;-).

  7. Micha, ich bin ja sowieso der meinung, dass ein Erstkontakt immer nur zwischen den Produkten einer jeweiligen Biologischen intelligenten Lebensform stattfinden wird. Meiner Meinung nach gibt es ganz viele Argumente dass diese biologischen inttelligenten Lebensformen aus verschiedensten Gründen dazu nicht in der Lage sind oder einfach viel zu kurz existieren. Was die Produkte davon, also etwa Roboter, KIs oder von Neumann-Sonden angeht, haben die schon eine wesentlich höhere Chance über Jahrmillionen zu existieren und auch einen sehr langen oder sehr schnellen Weltraumflug zu überstehen.

    Das so ein Flug sehr lange Strecken zurücklegen muss, kann man aus einer meiner Meinung nach seriösen Schätzung ersehen, die besagt, sich in unserer Galaxis eine Zahl von lediglich ca. 42 Planeten, die heute von intelligenten Wesen bevölkerten sind, ergibt. Siehe:

    http://dk.alien.de/greenbank.htm

    Das würde also ergeben, dass man diese 42 Zivilisation willkürlich über die Spiralarme in dem Bereich, in dem wir uns selbst auch befinden verstreut. Weiter innen ist Leben eher selten oder garnicht möglich, aus verschiedenen Gründen.

    Wenn man das also mach, dann sieht man, dass die Strecken, die dazwischen liegen sehr sehr weit sind. Die können meiner Menung nach nicht von biologischen Wesen zurückgelegt werden.

    Was bleit ist die Frage nach allen gleichzeitig lebenden Zivilisationen im Universum, die würde sich dann auf 42 Tausendmilliarden erhöhen. Was uns aber nicht nützen wird, wenn die Physik nicht noch etwas bereit hält, was alles ändern würde. Das werden wir aber wohl nicht mehr erleben!

  8. @ Detlef

    42! Aufgemerkt, da macht jemand einen Scherz … wenn man sich den Link anschaut, sieht das allerdings nicht so aus. Ok.
    Die Drake-Gleichung, die dort benutzt wird, hatte nie den Zweck, irgendwelche realistischen Prognosen über die Anzahl von Kontakten oder sowas zu berechnen. Sie sollte das Interesse wecken, sich darüber Gedanken zu machen. Daran ändert sich auch nichts, wenn sie mit irgendwelchen neuen Faktoren aufgepimpt wird, denen dann willkürliche Werte gegeben werden.
    Die korrekte Anzahl wird sich irgendwo zwischen 42 … und 42 Millionen bewegen.

    Was ich dennoch auch glaube ist, dass unsere Generation einen Kontakt nicht mehr erleben wird. Was aber fast genauso spannend ist, ist die Frage, wo (auf welchem Exoplaneten) biologisches Leben existiert. Und die Erforschung dieser Biomarker in den Atmosphären von Exoplaneten wird mit der Inbetriebnahme des James Webb Weltraumteleskop in einigen Jahren einen Riesenschritt machen.

    Trotz allem: man darf gespannt sein!

  9. Nach den meisten Theorien, die sich mit der Besiedlung der Milchstrasse bislang beschäftigt haben, müsste aufgrund der Kolonisierungsrate der ersten intelligenten Lebensformen in der Milchstrasse in Form von Generationenraumschiffen, unsere Milchstrasse, strotzen vor Kolonien. Dazu braucht man nicht mal Überlicht etc. Unsere Galaxis ist schon so alt, dass dafür bereits 1000 mal die Zeit war, dass wirklich alle Planetensysteme kolonisiert sind. Wo sind die denn alle?, frage ich jetzt mal ketzerisch!

  10. Ich bin halt anderer Meinung. Zunächst müssen alle solche Theorien per se mit sehr starken Ungenauigkeiten behaftet sein, da (siehe Drake-Glg) zum Großteil nur schwammige Parameter drin vorkommen. Solchen Theorien halte ich für unglaubwürdig, wenn sie daraus wirklich harte Fakten generieren wollen.

    Aber die 1000-fache Kolonisierung müsste auch mit 42 Zivilisationen oder weniger funktionieren. Wo sind sie? Sind sie vielleicht hier? Waren sie schon hier? Woher kommen wir? Wozu Kolonisierung? Vielleicht funktioniert die nicht, so wie sich die manche vorstellen. Hattest du nicht mal einen gepostet, dass „wissenschaftlich erwiesen sei, dass Generationenraumschiffe überhaupt nicht funktionierten, weil das die Menschen nicht durchstehen würden oder ähnliches“?

    Bist du nicht gespannt, was die nächsten Jahre in Bezug auf die Erforschung von Exoplaneten bringen?

  11. Also ich habe da zwei Herzen in der Brust: Ich glaube, dass wir mit den besseren Teleskopen eine Unmenge von neuen Planeten finden werden, so viele sogar, dass man davon überrascht sein wird. Auf der anderen Seite ist da die Frage nach Lebensformen. Ich halte es durchaus für möglich, dass biologisches Leben viel häufiger in der Milchstrasse anzutreffen sein wird, als man das jetzt vielleicht vermutet. Auf der anderen Seite sehe ich das mit den intelligenten Lebensformen wieder sehr gemischt. Ich denke, dass intelligentes Leben, das Raumfahrt betreiben wird oder kann, äußerst rar gesät ist und dass vor allem die Lebensdauer von solchem intelligenten Leben sehr viel kürzer ist als man das bislang vermutet. Zumindest wenn man das der Zeitdauer von einfachem Leben gegenüberstellt wird da vielleicht ein Verhältnis von 1 zu 100.000.000 rauskommen. Das bedeutet wenn es Planeten gibt, die Leben tragen, dann sehr lange ohne dass es intelligent wird.

    Ich glaube, dass dazu die Umstände viel wichtiger sind als die, damit es überhaupt biologisches Leben gibt. Ich glaube, dass es dazu einiger Besonderheiten bedarf, die einfach nicht andauernd vorkommen. Man denke einfach nur mal an die Unwahrscheinlichkeit eines solchen Mondes, wie wir ihn haben. Ich denke zum Beispiel, dass das ganz selten vorkommt und dann muß auch die Stabilität des Sonnensystems so gestalt sein, dass das Jahrmillionen stabil sein muß.

    Wenn das dann doch mal dazu kommt, dann muß man sich ehrlich fragen, warum das woanders ausgerechnet in der kurzen Lebenspanne einer anderen intelligenten Zivilisation passieren soll. Sehr unwahrscheinlich. Ich denke, dass so was hier wie in unserem Sonnensystem passierte, auch schon millionenmal in der Milchstrasse passierte. Aber eben nicht zur gleichen Zeit, sondern zeitversetzt. Wenn die eine Zivilisation ausgestorben ist, dann kommt später mal eine, die das es auch schafft aber keinen Kontakt mehr mit einer bis dahin ausgestorbenen haben wird. Da ich sehe, was aus solch einer Zivilisation wie der Menschheit geworden ist, muß ich einfach mal davon ausgehen, dass die meisten Zivilisationen ähnlich sein werden: die biologischen Wesen sind enorm kriegerisch und aggressiv und werden sich letztlich innerhalb von tausenden von Jahren selbst auslöschen, entweder durch Krieg oder durch Uneinsichtigkeit, was die Ressourcen angeht. Beides wird jedenfalls, davon bin ich fest überzeugt, zum Auslöschen einer intelligenten biologischen Zivilisation führen.

    Als einzigen Ausweg aus dieser Selbstvernichtungsfalle sehe ich da die Möglichkeit, dass der Mensch, bevor er untergeht, eine solch fortschrittliche Technik entwickelt, so dass diese sich selbst weiterentwickeln kann. Als KIs etc. Wenn dass dann so kommen wird, sind es solche Zivilisationen, die ich für überlebensfähig halte und das sogar über Millionen von Jahren. Ich glaube, wenn der Faktor menschliche Irrationalität nicht mehr ausschlaggebend ist, dass dann eine echte Chance besteht, dass kluge, weise und umsichtige Wesen entstehen, die einen Krieg nicht zum Selbstzweck, so wie wir Menschen, betreiben, sondern das Ganze vernünftig behandeln werden.

    Ich vermut mal, dass, wenn es alte Zivilisationen in der Milchstrasse gibt, es sich um solche handelt. Und genau hier kommt der Knackpunkt: die sind gar nicht mehr darauf angewiesen, auf biologisch aktiven Planeten zu leben. Die werden Möglichkeiten nutzen und haben, die uns nicht mal annähernd in den Sinn kommen. Vielleicht gibt es ja bereits Milliarden von solchen Zivilisationen davon in der Milchstrasse und wahrscheinlich haben auch viele dann auch bereits Kontakt mit einander und dieser Kontakt wird meiner Meinung nach immer friedlich sein. Und damit das so bleibt, werden diese technischen Zivilisationen einen Teufel tun und sich uns oder anderen biologischen Zivilisationen zu erkennen geben. Im Gegenteil bin ich sogar der Meinung, dass es über dort, wo so was wie wir leben in der Milchstrasse, Wahnhinweise existieren, damit eine technisch Zivilisation keinesfalls mit unsereins in Berührung kommt. Und das auch aus gutem Grund, wie man sich denken kann.

    Das ist meiner Meinung nach auch der Grund, warum wir keine finden, weil sie technisch so weit sind, dass sie sich unseren Augen und Geräten absichtlich entziehen und keinesfalls auf jeneart Planeten, nach denen wir suchen, zu finde sein werden. Dort werden wir eines Tage Käfer und Unkraut in solchem Übermaß und auf solch vielen finden, dass uns Menschen schwindelig werden wird. Aber technische Zivilisationen werden wir keine zu Gesicht bekommen. Das werden nur den Wesen vorbehalten sein, die wir vielleicht noch erschaffen werden …

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