In jeder guten Science-Fiction-Geschichte gibt es bewohnte Monde. Ob bei Star Wars, Star Trek oder anderswo im fiktiven Universum: nicht nur die Planeten sind besiedelt, sondern auch ihre Satelliten. Und wie sieht es in der Realität aus? Erstmal nicht so gut. Der Mond unserer Erde ist eine leblose Wüste ohne Atmosphäre. Es gibt aber noch andere Monde…
In unserem Sonnensystem sind besonders die Monde der Gasriesen Jupiter und Saturn interessant. Der Jupitermond Io zeigt aktiven Vulkanismus, der Saturnmond Titan hat eine Atmosphäre und Seen aus Methan. Auf Enceladus schleudern Eisvulkane Teilchen ins All, die dann einen der Ringe des Saturn bilden. Und auf dem Jupitermond Europa vermutet man einen Ozean aus flüssigen Wasser, der sich unter einer dicken Schicht aus Eis befindet. Aber ein Mond der genauso bewohnbar ist wie unsere Erde, finden wir in unserem Sonnensystem nicht. Aber das Universum ist groß und die Astronomen haben schon jede Menge Planeten gefunden, die andere Sterne umkreisen. Und es gibt keinen Grund anzunehmen, dass diese Planeten keine Monde haben. Vielleicht ist hier einer dabei, auf dem Leben möglich ist?
Bis jetzt hat man noch keinen gefunden, aber die Suche läuft. Und die Methoden werden immer besser. Es ist eigentlich nur noch eine Frage der Zeit, bevor der erste Exomond gefunden wird. Günther Wuchterl, Astronom und Spezialist für Exoplaneten hat mir auf die Frage nach dem Zeitpunkt der Entdeckung einmal geantwortet: „Es könnte im Prinzip jederzeit so weit sein!“ Und wenn wir die erstmal einen Exomond gefunden haben, dann stellt sich natürlich sofort die Frage nach der Habitabilität. Das ist bei Monden aber noch ein klein wenig komplizierter als bei Planeten.
Auch da ist es schon nicht leicht. Normalerweise definiert man eine „habitable Zone“. Das ist der Bereich um einen Stern, in dem die Temperatur prinzipiell passend für die Existenz von flüssigem Wasser wäre. Aber es reicht nicht, dass ein Planet nur in der habitablen Zone liegt. Er muss auch die richtige Größe und Masse haben. Es muss sich um einen Planeten mit fester Oberfläche handeln. Er muss eine passende Atmosphäre haben, nicht zu dünn und nicht zu dicht. Und dann spielen noch viele andere kleine Details eine Rolle…
Bei Monden kommen noch ein paar mehr solcher Details dazu. Es reicht nicht aus, dass sie einfach nur einen Planeten umkreisen, der in der habitablen Zone liegt. Ein Mond wird beispielsweise nicht nur vom Stern beleuchtet, sondern bekommt auch reflektiertes Licht vom Planeten ab. Das kann man bei unserem Mond gut beobachtet. Steht eine Mondsichel am Himmel, dann sehen wir nicht nur diesen sichelförmigen Teil der von der Sonne beleuchteten Mondhälfte, wir können auch erkennen (vorausgesetzt die Nacht ist dunkel genug), dass der „dunkle“ Teil nicht ganz dunkel ist, sondern ein wenig durch den „Erdschein“ aufgehellt wird: Sonnenlicht, das von der Erde zum Mond reflektiert wird.
Dann gibt es noch die Gezeitenkräfte, die einen Mond aufheizen können. Ein Mond, der starken Gezeitenkräften unterliegt wird regelrecht „durchgeknetet“ und dadurch sehr warm. Das sieht man Jupitermond Io sehr gut, der den Gezeiten seinen extremen Vulkanismus verdankt. Wie stark die Gezeitenkräfte sind, hängt von der Masse des Planeten ab und von der Masse des Sterns. Aber auch von der Bahn, entlang der Mond sich um den Planeten bewegt.
Und dann gibt es noch die Finsternisse. Wenn wir hier auf der Erde zum Beispiel eine Sonnenfinsternis beobachten, dann verdeckt der Mond das Licht der Sonne, das auf die Erde fällt. Genauso kann es aber auch passieren, dass ein Planet das Licht eines Sterns verdeckt, das auf einen Mond fallen würde. So etwas kann selten vorkommen oder oft – wieder hängt das von der Bahn ab, die der Mond um den Planeten einnimmt und von der Größe des Planeten.
Es ist also nicht einfach, herauszufinden wie die Bedingungen auf einem extrasolaren Mond sind. In einer kürzlich veröffentlichten Arbeit hat René Haller vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam probiert, all diese Aspekte zu berücksichtigen und in Formeln zu fassen. So fand er zum Beispiel, dass ein erdgroßer Mond, der einen jupitergroßen Planeten auf einer typischen Bahn in der habitablen Zone umkreist, im Durchschnitt 21 Prozent seiner Zeit im Schatten des Planeten verbringt. Das hat durchaus Auswirkungen auf die durchschnittliche Temperatur des Mondes.
Fasst man alle Ergebnisse von Haller zusammen, dann kommt er zu dem Schluß, dass leichte Sterne eher keine bewohnbaren Monde habe (denn je kleiner und leichter und Stern ist, desto näher müssen ihm die Planeten und Monde rücken und das verstärkt viele der oben genannten Effekte). Sterne die nur ein Fünftel der Sonnenmasse haben, können Hallers Ergebnisse nach keine habitablen Monde haben. Auch schwerer Sterne – bis zu einer halben Sonnenmasse – sind nicht unproblematisch. Hier bekommt man Probleme mit der Langzeitstabilität der Mondbahnen. Zum Glück gibt es in der Milchstraße wirklich viele Sterne! Wir können also weiter hoffen, dass irgendwann ein echter bewohnbarer Science-Fiction-Mond entdeckt wird…
Wäre es eigentlich denkbar, dass ein Planet eine vielfach höhere Dichte als sein Mond besitzt und dadurch dann kleiner ist als der Mond selbst?
Nette Idee, Wolf 10:22, allerdings kann ich zur Beantwortung Deiner Frage nichts beitragen.
Hi Florian, ich befürchte, daß es ziemlich mißverständlich ist, wenn Du (im letzten Absatz) formulierst, daß Sterne Monde haben (oder eben nicht). Ok, es ist komplizierter, doch statt „keine habitablen Monde“ fände ich „keine Planeten mit habitablen Monden“ deutlicher.
„So fand er zum Beispiel, dass ein erdgroßer Mond, der einen jupitergroßen Planeten auf einer typischen Bahn in der habitablen Zone umkreist, im Durchschnitt 21 Prozent seiner Zeit im Schatten des Planeten verbringt.“
Das finde ich völlig unrealistisch.
Selbst wenn die Bahn des Mondes auf der selben Ebene liegen sollte, wie die Bahn des Planeten um den Stern, wenn es also bei jeder Umrundung aus der Sicht des Mondes eine Sonnenfinsternis gäbe, würde diese doch nicht ein Fünftel der Umlaufbahn ausmachen.
Ich denke nicht, dass es vorkommt, dass ein Planet eine wesentlich höhere Dichte als sein Mond hat. Die festen Planeten im Sonnensystem haben alle vergleichbare Dichten. Es wäre also höchstens möglich, dass der Mond wie Jupiter oder Saturn aus Gas wäre. Das allerdings ist auch wieder nicht möglich. Dazu muss er wieder eine bestimmte Masse überschreiten, weil er sonst sein eigenes Gas nicht halten könnte. D.h. der Gas“mond“ wäre eher kein Mond, sondern der Planet selbst, weil er der schwerere wäre
Jetzt wo Du es sagtst, Schmidts Katze 11:21, kommt es mir auch suspekt vor, beim schnellen Durchlesen noch nicht. In der verlinkten Arbeit finde ich nichts zu ‚21%‘ (was selbstverständlich auch an mir liegen kann), jedoch zwei angeführte Beispiele mit 0.2 bzw 6.2% Beschattungsanteil.
Nochmal zu den Sternen mit Planeten von eben: Im Original heißts ‚..cannot host..‘, doch ‚beherbergen‘ klingt im Deutschen etwas merkwürdig 😉
@ Jan
Jupiter und Saturn haben Monde, und die bestehen nicht aus Gas.
Der Durchmesser des Planeten müsste 21% des Himmels, also etwa 72° einnehmen.
Warum muss ein Planet eine feste Oberfläche haben? In einem den ganzen Planeten umfassenden Meer könnten sich doch auch Organismen entwickeln. Oder irre ich mich da?
@Rene: „Warum muss ein Planet eine feste Oberfläche haben? In einem den ganzen Planeten umfassenden Meer „
Auch Planet mit Meer hat einen Meeresboden und damit einen feste Oberfläche. Da gehts um die Unterscheidung zwischen „Gesteinsplanet“ und „Gasplanet“.
@Schmidts Katze
Sehr richtig, aber das war ja nicht die Frage ;). Die Frage war, ob der Planet eine wesentlich höhere Dichte als sein Mond haben kann und damit kleiner wäre. Und ich meine, dann müsste der Mond aus Gas sein, damit der Dichteunterschied groß genug ist. Aber ein Mond wird nie ein Gasobjekt sein. Dazu müsste es zu groß sein um ein Mond zu sein.
@Jan, Wolf
Grundsätzlich wäre das schon denkbar, allerdings braucht es einen Mechanismus, der einen sehr dichten Planeten (z.B. mit hohem Eisenanteil) erzeugt und einen dazu im Vergleich sehr großen, leichten Mond aus Gestein und Eis.
Bei einer gemeinsamen Entstehung aus einem Wirbel (wie bei Jupiter und Saturn) dürfte der massivere Planet so viel Material anziehen (auch leichteres), dass er immer wesentlich größer als der Mond wird.
Beim Einschlagsszenario dürfte kaum genug Masse aus dem Mantel des Planeten geschlagen werden (bzw. fiele das meiste davon wieder auf den Planeten zurück), dass der Planetenrest kleiner als der entstehende Mond bliebe, obwohl der eisenhaltige Kern des Planeten sicher dichter als das Mantelmaterial sein wird, aus dem der Mond gebildet würde.
Aber ein Einfangszenario wäre denkbar. Auch Triton wurde von Neptun eingefangen, er umkreist ihn nämlich retrograd, gegen die Richtung des Neptun auf seiner Bahn und gegen seine Rotation. Es müsste „nur“ ein sehr leichter Körper aus dem äußeren Bereich des Planetensystems irgendwie in den inneren Bereich katapultiert werden, wo die Planeten klein und dichter sind, und dann von dem massiven Planeten eingefangen werden. Das ist ein hinreichend unwahrscheinliches Szenario, aber ich denke, es ist theoretisch machbar.
@Rene
sogar unter dem Eispanzer des Jupitermondes Europa könnte es mikrobielles Leben geben, weil es dort flüssiges Wasser und somit auch eine Wärmequelle gibt, aber hier geht es wohl eher um einen Planeten, auf dem Wesen wie wir leben könnten, die berühmte zweite Erde.
@Alderamin:
Vielleicht ein Gasplanet der seine Atmosphäre verloren hat und wo der kompakte, zusammen gepresste Gesteinsplanet übrigbleibt. Bei Neptun und Uranus nimmt man ja auch an, dass die Kerne ca. eine Erdmasse bsitzen. Die Kerne sollten aus Eisen und Nickel, bei Uranus schätzt man Silicium bestehen, da ja die schweren Elemente nach „unten“ wandern. Wenn dann noch ein sehr großer Mond eingefangen wird, der aus leichteren Material besteht, könnts fast sein – wobei das dann auch eher mehr ein Doppelplanetensystem ist und fraglich wie stabil.
Also ich hab mich ja schon des öfteren (das letzte Mal nach dem Film Prometheus) gefragt, wie denn auf so einem Mond eigentlich die Tag-Nacht-Zyklen ablaufen würden.
Ich denk mir halt, falls der Mond selber rotieren sollte, dann wären diese Zyklen um einiges komplizierter, als bei einem Planeten. Und wenn der Mond eine gebundene Rotation hat, dann wär doch eigentlich immer die gleiche Seite im Schatten, oder?
Ein weiterer Faktor, den man berücksichtigen sollte, ist die Präsenz anderer Monde: Wenn es Europa und Ganymed nicht gäbe, wäre Io z.B. niemals derart vulkanisch aktiv. Und es gilt auch zu bedenken, dass zumindest im Sonnensystem mit Ausnahme des Erdmondes alle Satelliten extrem kleine Massen (gegenüber ihrem Planeten) haben, typischerweise etwa 0.02% der Planetenmasse (in der Summe). Da braucht es, wenn andere Systeme ebenfalls dieser Regel folgen, für einen annähernd erdgrossen Mond auch einen entsprechend grossen Planeten.
Was die Frage mit der Dichte angeht (@Wolf), ich könnte mir höchstens vorstellen, dass ein Stern von einem Weissen Zwerg umkreist wird, der dann seinerseits von einem Gasriesen umkreist wird. Das würde dann durchaus so aussehen, als ob ein Gasriese eine erdgrosse „Welt“ umkreisen würde… Aber da Monde immer weniger massereich sind als ihre Planeten (sonst wären sie ja keine Monde), wird immer der Planet während der Akkretionsphase zuerst genügend Masse haben, um eine Gasatmosphäre zu halten.
Skrazor
„Und wenn der Mond eine gebundene Rotation hat, dann wär doch eigentlich immer die gleiche Seite im Schatten, oder?“
Nein, da die Gebundenheit ja bezüglich des Planeten ist, nicht bezüglich der Sonne – also der Planetenschein fällt ggf. auf eine feste Seite. Nur Planeten in gebundener Rotation (bei hinreichend geringer Exzentrizität) können eine permanente Nachtseite aufweisen.
@Florian
„Auch Planet mit Meer hat einen Meeresboden und damit einen feste Oberfläche.“
So etwas wie GJ1214b mit vermutlich Dampf, sehr viel Wasser und kleinem Gesteinskern würde ich aber auch nicht unbedingt „Gas-/Gesteinsplanet“ nennen, um mal Rene beizupflichten. Ist natürlich Definitions- und Geschmacksfrage 🙂
@Gustav
Aber warum sollte ein Gasplanet seine Atmosphäre verlieren, wenn nicht mal Hot Jupiters das tun?
Außerdem dürften die Gasplaneten im Kern neben Eisen erheblich mehr Gestein und Wasser enthalten, als ihre Monde das jemals könnten. Schließlich hat dieser Kern ja auch das Gas halten können. Der Kern wäre also sicherlich größer als ein Mond des Ex-Gasplaneten.
@Bynaus
Mit Ausnahme von Pluto und Charon: Charon hat etwa 12% der Pluto-Masse. Er wurde wohl mit den anderen Pluto-Monden aus Pluto herausgeschlagen (weil alle Plutomonde in der gleichen Ebene kreisen).
Ist zwar nur ein Zwergplanet, kann man aber, denke ich, gelten lassen.
Frage an Florian Freistetter, den Himmelsmechaniker:
Ob es eigentlich möglich wäre, dass ein Doppelplanetenpaar (Massenverhältnis größer als, sagen wir, 1:10) zusammen in der protoplanetaren Scheibe durch Fragmentierung entstehen könnte? Doppelsterne entstehen ja vermutlich so, und es gibt auch solche, bei denen ein Paar ein anderes Paar in großem Abstand umkreist. Wenn der Abstand zum Stern groß genug ist, sollte eine solche Konfiguration von Planeten doch auch stabil sein können.
Nochmal zum Thema Mond zu 21% im Schatten von Planeten.
Auch ich finde diese Zahl zu hoch. Ich habe das Ganze mal überschlagen, am Beispiel von Jupiter und Ganymed und komme darauf, dass der Mond bei 2,1 % seiner Umlaufbahn im Schatten des Planeten liegt.
Zum Einfang-Szenario hab‘ ich was gefunden:
https://arxiv.org/pdf/1007.1418.pdf
Dass der Mechanismus, der Monde um die Gasplaneten entstehen ließ, auch zu zwei ähnlich großen Planeten führen könnte, dazu noch nichts.
Hallo Bynaus, auch wenn Pluto kein Planet mehr ist, mit dem Erde-Mond-, und dem Pluto-Charon-System haben wir zwei Ausnahmen bei neun (Zwerg-)Planeten
@Alderamin:
„Aber warum sollte ein Gasplanet seine Atmosphäre verlieren, wenn nicht mal Hot Jupiters das tun?“
Gute Frage, aber wenn Subdwarf B und O Sterne wahrscheinlich dadurch existieren, dass die größere Vorläufersterne ihre äußeren Schichten verloren haben, wäre ein Szenario hier auch denkbar. Abr zugegeben, äußerst spekulativ.
„Außerdem dürften die Gasplaneten im Kern neben Eisen erheblich mehr Gestein und Wasser enthalten, als ihre Monde das jemals könnten. Schließlich hat dieser Kern ja auch das Gas halten können. Der Kern wäre also sicherlich größer als ein Mond des Ex-Gasplaneten.“
Aber es wird doch ähnlich wie auf der Erde zu einer Absetzung der schwereren Elemente gekommen sein, bedeutet Eisen, NIckel nach unten. Oder war die Zeit fafür zu knapp (Gasriesen bilden sich ja sehr schnell).
@Gustav
Wusste gar nicht, dass es O- und B-Unterzwerge gibt, aber Tatsache.
Aber die fusionieren Helium und haben Sternenwind, das ist ja was ganz anderes als Planeten, die bestenfalls in der Nähe ihres Muttersterns auf tausend, zweitausend Grad erhitzt werden können. Da ist unsere Sonne mit 5800 K schon heißer als jeder Hot Jupiter.
Selbstverständlich, und der Planet muss zuerst mal eine Menge davon gesammelt haben, bevor er seine dichte Gasatmosphäre halten konnten. Nimmt man ihm diese weg, hat er darunter immer noch viel mehr Masse (und zwar Nickel, Eisen, aber darüber auch Gestein und Wasser, er besteht ja aus dem selben Material wie seine Monde, auch wenn er etwas mehr Dichte haben dürfte, weil er den Großteil der schweren Elemente abbekommen hat) als irgendein Mond das könnte. Denn der Planet hatte bei seiner Entstehung genug Masse gesammelt, um Gas einfangen zu können, der Mond hingegen nicht (so war doch die Idee).
@Alderamin & Schmidts Katze: Ja, Pluto hat aus demselben Grund einen grossen Mond (und ein paar kleinere) wie die Erde: Das Material wurde vermutlich rausgeschlagen. Bei einem Gasriesen stelle ich mir das mit dem „Rausschlagen“ allerdings etwas schwierig vor… Und schliesslich reden wir hier ja vorwiegend von Gasriesenmonden… (ich kann mir viel eher vorstellen, dass eine Supererde einen bewohnbaren, erdgrossen Mond hat! Sofern sie weit genug von ihrem Stern entfernt ist…)
@Wizzy: Sonnen- und Planetenlicht müssen zwar nicht auf dieselbe Hemisphäre fallen. Aber eigentlich müsste schon immer dieselbe Seite von der Planetenfinsternis betroffen sein: wenn der Mond immer mit derselben Seite zum Planeten zeigt, dann zeigt eben auch immer dieselbe Seite zum Planeten, wenn der Mond den Schatten durchquert. Das ist ja z.B. auch beim Erdmond so: Die Rückseite ist nie von einer Erdfinsternis betroffen – ganz einfach weil man von der Rückseite aus die Erde gar nicht sieht…
@Gustav: B und O Subdwarfs haben ihre Wasserstoff-Atmosphären verloren, weil die durchgedrehten Fusionsprozesse im Inneren solcher Giganten sie bei einigen 10000 K weggepustet haben. Bei einem Hot Jupiter gibts – sofern er seinem Stern nicht extrem nahe steht bzw. nur eine geringe Masse hat – keinen vergleichbaren Prozess.
@Alderamin
Aber die fusionieren Helium und haben Sternenwind, das ist ja was ganz anderes als Planeten, die bestenfalls in der Nähe ihres Muttersterns auf tausend, zweitausend Grad erhitzt werden können. Da ist unsere Sonne mit 5800 K schon heißer als jeder Hot Jupiter.
Aber sie verlieren die äußeren Hüllen ja nicht durch den Sternenwind, sondern durch ein weiteres massives Objekt, das die äußeren Hüllen dem Stern „entreisst“. Aber okay, ja, die äußeren Hüllen „sitzen sicher lockerer“, sind also durch den Sternenwind wohl viel weniger gravitativ gebunden. War in Wirklichkeit auch nur wild spekuliert. 😉
@Gesteinskern von Gasriesen: Ja, da geb ich dir ekinfach nur recht. Von Neptun nimmt man zwar auch nur an, dass er einen Eisen-Kern von einer Erdmasse hat, aber ich hab offenbar ganz vergessen, dass der auch einen Mantel hat, der aus Gestein, Wasser, Amoniak besteht, auch noch einmal ein paar Erdmassen und eben nicht nur sonst aus einer Atmosphäre besteht.
@Bynaus: B und O Subdwarfs haben ihre Wasserstoff-Atmosphären verloren, weil die durchgedrehten Fusionsprozesse im Inneren solcher Giganten sie bei einigen 10000 K weggepustet haben. Bei einem Hot Jupiter gibts – sofern er seinem Stern nicht extrem nahe steht bzw. nur eine geringe Masse hat – keinen vergleichbaren Prozess.
Soweit ich weiss doch eher durch einen Heliumblitz, der die Atmosphäre „abgestossen“ hat oder durch einen Massetransfer. Aber okay, das wäre auch eine Variante. Leider findet sich sehr wenig an Infos zu diesen Sterntyp.
@Gustav: Der Helium-Blitz ist ein Phänomen von relativ massearmen Sternen wie der Sonne. Deren Masse reicht nicht aus, um die Fusion von Helium zu Kohlenstoff und Sauerstoff stabil in einer Schale um den Kern laufen zu lassen (im Kern geht): deshalb entwickeln sich, nachdem das Kern-He aufgebraucht ist, Instabilitäten, die die Atmosphäre entweichen lassen und die einen Kohlenstoff-Sauerstoff-Weissen-Zwerg zurücklassen.
@Gustav
Noch als Ergänzung zu dem, was Bynaus schreibt: man darf sich den Helium-Blitz nicht als Explosion vorstellen, der findet tief im Inneren des Sterns statt und ist von außen zunächst gar nicht zu beobachten (https://en.wikipedia.org/wiki/Helium_flash#Core_helium_flash, letzter Absatz). Aber er erhöht die Temperatur des Sterns und heizt den bereits durch Schalenbrennen zum Roten Riesen gewachsenen Stern weiter auf. Rote Riesen haben eine Atmosphäre, die nach irdischen Maßstäben ein Hochvakuum ist, die verlieren natürlich ihre Atmosphäre durch Sternenwind viel leichter als Hauptreihensterne, und dieser Prozess dürfte bei der Entstehung der blauen Unterzwerge maßgeblich sein.
Massentransfer zu einem engen Doppelsternpartner gibt’s bei Roten Riesen ebenfalls (wenn der Partner ein Weißer Zwerg ist, ergibt das dann eine (wiederkehrende) Nova und ggf. beim Kollaps des Weißen Zwergs eine Supernova vom Typ Ia). Massentransfer zwischen Planeten ist jedoch ausgeschlossen, da sie sich nicht irgendwann ausdehnen, wie Sterne in der Rote-Riese-Phase, in der die Sternatmosphäre extrem angeschwollen und dünn ist, der Kern aber durchaus noch dicht. Bei zwei dichten Objekten (Hauptreihensterne oder Planeten), die so dicht umeinander kreisten, dass Masse über die Roche-Grenze fließen könnte, würde es sicherlich den kleineren Partner nach ziemlich kurzer Zeit zerreissen.
@Bynaus, @Alderamin: Ich hätte es eher so verstanden, dass bei einem massereicheren Stern der Heliumblitz Energie an die äußeren Hüllen abgibt, die dann aufgrund der eingebrachten Energie (und zusätzlich dem Sonnenwind) leichter dem gravitativen EInfluss des Sterns entkommen können. Zu mindestens hatte ich das mal so gelesen. Dass der Heliumblitz niemals die Sternoberfläche erreicht, das war mir schon klar. Heliumblitz kann es auch beim Schalenbrennen von Sternen auf dem Asymptotischen Riesenast geben, siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Helium-Blitz
@Gustav
Zufälliger Fund eben:
https://scienceblogs.com/startswithabang/2010/01/20/q-a-inside-a-gas-giant
Nach Ethan Siegel gibt’s einen Exoplaneten, bei dem die Atmosphäre vom nahen Stern weggedampft wurde. Dann bleibt zwar immer noch ein Kern übrig, der schwerer als jeder Mond wäre, aber das mit dem Verlust der Atmosphäre wäre geklärt. War mir übrigens neu.
@Wizzy
Wenn es dem Mond nichts machen soll, dass es auf ihm Nacht wird, dann wird der vermutlich viel kürzere Durchgang durch den Planetenschatten auch nicht so tragisch sein.
Allerdings könnte der Mond gebunden rotieren, dann kommt’s auf die Umlaufzeit an, ob das heftig wird, oder nicht.
Wie man von Exoplaneten weiß, die gebunden um ihre Sonne laufen, kann eine Atmosphäre die Wärme jedoch sehr effektiv von der Tag- zur Nachtseite leiten, die Atmosphäre wird also nicht auf der Nachtseite als Regen runterkommen, auch wenn’s da sicherlich ungemütlich kühl wird. An den Polen könnte es ganz gemütlich sein, wenn die Achsneigung nicht zu groß ist.
@Bynaus
Es ging mir nur darum dass bei einem Mond grundsätzlich keine Seite ständig beschattet ist, außer in sehr seltenen Spezialfällen, z.B. wenn Mondzyklus=Planetenjahr (dieses Beispiel wäre vermutlich nicht mal stabil). Im Planetenschatten ist der Mond im übrigen allseitig dunkel.
@Alderamin: Danke für den Link!
Guten Tag an alle in der Runde!
Ich freue mich sehr über das Interesse an meiner Arbeit. Dazu ein paar Anmerkungen.
*bzgl. Schattenwurf
Eklipsen können einen Mond für einen bestimmten Anteil seines Orbits verdunkeln. In dem Artikel (2012arXiv1209.0050H) zeige ich, dass ein Mond unter Berücksichtigung der Roche-Stabilität höchstens ca. 21% des Orbits bedeckt sein kann (Eq. 3). Für typische Orbits aus dem Sonnensystem jedoch, also für realistische Szenarios, beträgt der Anteil nur noch höchstens 6.4%. In Sect. 3.1 demonstriere ich an Hand zweier fiktiver Beispiele eine Reduktion von 0.2% (entsprechend 99.8% Nicht-Bedeckung) bzw. 6.2%: im 1. Fall ein Mond in einem gerade noch (Hill-)stabilen, weiten Orbit um seinen Planeten; im 2. Fall ein Mond in einem engen Orbit.
@Wolf, Jan, Schmidts Katze, …
Prinzipiell kann ein Planet eine vielfach höhere Dichte haben als sein Mond und dazu noch kleiner sein. Je nach dem welche Werte man speziell wählt, ist alles möglich. Doch am Ende wird die Frage durch die Definition von Planet und Mond beantwortet. Im Sprachgebrauch ist der Planet (meist viel) schwerer als sein Mond. Dabei entscheidet also die Masse, nicht seine Dichte. Vielleicht hilft dieses Masse-Radius-Diagramm, das die M-R Beziehung für verschiedene Dichten zeigt.
@Bynaus, September 10, 9:41 pm
Dein zweiter Kommentar ist eine wunderbare Erklärung und tatsächlich ein sehr interessanter Effekt, den Rory Barnes (Univ. Washington, Seattle) und ich in einem weiteren Paper behandeln, das bald bei Astrobiology veröffentlicht wird.
@Florian Freistetter
Der Autor meines Papers (ich) heißt nicht Rene Haller, sondern René Heller. Er arbeitet nicht an der Universität Potsdam, sondern am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP).
@alle
Es ist sehr interessant für mich zu beobachten, wie sich die Diskussion von extrasolaren Monden über O/B subdwarfs bis hin zum helium flash entwickelt.
Es macht Spaß, die Kommentare und Überlegungen hier zu lesen. Schöne Grüße aus Potsdam in die Runde,
René Heller
@Rene: „Der Autor meines Papers (ich) heißt nicht Rene Haller, sondern René Heller. Er arbeitet nicht an der Universität Potsdam, sondern am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP).“
Argh! Das tut mir leid. Wird sofort geändert! Ich hab den Artikel im Zug geschrieben und da ist das Internet dauernd abgebrochen. Manche Sachen habe ich dann nur aus dem Gedächtnis geschrieben und mich da wohl bei Name und Institut vertan.
Aber war das AIP nicht früher bei der Uni? Ein paar meiner ehemaligen Kollegen haben da gearbeitet bzw. arbeiten noch da. Ich hab aber länger schon nicht mehr mit ihnen geredet.
Vielen Dank übrigens, dass du die Kommentare hier beantwortest! Es ist immer schön, wenn sich die Fachleute selbst zu Wort melden.
Aha, deswegen hatte ich das mit den 21% nicht gefunden — weil die 79% Nicht-Beschattung angegeben sind; hätte mir anhand der Definition von Xs eigentlich auch einfallen können. Schönen Dank an René Heller!
So, nachdem ich nun schon René über Umwege hierher gelotst habe, kann ich zum Rest der Diskussion auch noch punktuell was sagen.
@Gustav: „Leider findet sich sehr wenig an Infos zu diesen Sterntyp.“ (Subdwarf O und B Sterne)
Da hilft https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-astro-082708-101836?journalCode=astro
– wenn man denn Zugriff hat. Es gibt leider keinen Preprint dazu. So viel wie da an Infos drinsteckt, kann ich hier auch gar nicht kurz zusammenfassen. Das ist zur Zeit *der* Review zum Thema. Als ein Aspekt ist anzumerken, dass bei der Entstehung der subdwarf B Sterne möglicherweise Planeten mit eine Rolle spielen – überall dort, wo es keinen Doppelsternbegleiter gibt, der für den besonders signifikanten Massenverlust an der Spitze des Roten-Riesen-Astes verantwortlich gemacht werden kann (ja, das ist ziemlich genau zum Zeitpunkt des Helium-Blitzes). Die These kann ich dann ja mit Florian auf der AG Tagung diskutieren, ich werde Guten Tag sagen, wenn sich die Gelegenheit ergibt.
@Bruttl: “ Die These kann ich dann ja mit Florian auf der AG Tagung diskutieren, ich werde Guten Tag sagen, wenn sich die Gelegenheit ergibt.“
Ich werd dann mit „Guten Tag“ antworten.
@Bruttl
Massentransfer von einem Roten Riesen auf einen Planeten, das ist ja mal ganz was spannendes. Bremst es einen im Vergleich zu einem Fixstern doch ziemlich leichtgewichtigen Planeten dabei nicht leicht so weit ab, dass er in den Stern stürzt? Der Planet muss ja schon ziemlich weit innen kreisen, wenn er einem Roten Riesen so viel Masse abnehmen will, dass der blaue Kern frei liegt.
@Alderamin: Nicht unbedingt Massentransfer auf den Planeten. Die Huelle ist zu diesem Zeitpunkt ausgedehnt und nur schwach gebunden. Mit zusaetzlichem Drehimpuls- und Energieuebertrag (aus dem Orbit des Planeten), der sich in den aeusseren Schichten der Huelle bewegt, kann die Huelle dann insgesamt leichter abgestossen werden. Ob das quantitativ wirklich hinhauen kann, darueber streiten sich die Theoretiker zur Zeit noch. Der ausloesende Planet muss sich aber auf jeden Fall ein ganzes Stueck naeher am Stern befinden als eine Astronomische Einheit, ja. Auf die Umlaufbahn des Planeten selbst hat die Episode zwei gegensaetzliche Effekte: Verringerung des Abstandes durch Reibung und Vergroesserung des Abstandes durch Massenverlust des Zentralobjektes. Was letztendlich ueberwiegt, kann je nach Einzelfall unterschiedlich sein.
Der ausloesende Planet kann dabei durchaus draufgehen, aber weiter aussen kreisende Planeten desselben Systems koennen dann auch um einen solchen gealterten Stern noch nachgewiesen werden und einen indirekten Hinweis zur Bestaetigung fuer das vorgeschlagene Szenario liefern.
Literaturhinweise dazu gerne auf Anfrage, ich versuche mich nur kurz zu fassen, weil das alles mit dem urspruenglichen Thema des Artikels nicht mehr viel zu tun hat …
@Bruttl
Vielen Dank für die Erläuterungen.