IMP 10 · Astronomie und logarithmische Darstellung
Transitmethode
Zieht ein Planet von der Erde aus gesehen vor seinem Stern vorbei, deckt er einen kleinen Teil der Sternscheibe ab: Die Helligkeit sinkt um den Anteil ΔFF = (RPRS)². Der Abstand zweier Transits ist die Umlaufzeit T; mit dem dritten Keplerschen Gesetz folgt daraus der Bahnradius.
So gehst du vor
- 1Wähle Stern, Planetenradius und Bahnradius.
- 2Warte, bis die Lichtkurve mindestens zwei Transits zeigt.
- 3Setze das Fadenkreuz mit dem Finger: einmal außerhalb, einmal im Transit (Tiefe), dann auf zwei Transitmitten (Umlaufzeit).
- 4Berechne Planetenradius und Bahnradius wie unter „So wertet man aus“.
- 5Dann „Planet X beobachten“ und dasselbe ohne Vorgaben.
Fadenkreuz: Zeit
– d
Fadenkreuz: Helligkeit
– %
Fadenkreuz in der Lichtkurve mit dem Finger setzen. Zeitraffer: Eine Umlaufzeit dauert hier etwa 10 Sekunden.
Stern
Planetenradius RP
1,0 ErdradienErde: 1, Neptun: 3,9, Jupiter: 11,2 Erdradien.
Bahnradius a
0,050 AEVersatz der Bahn zur Sternmitte
0,20 SternradienMessgenauigkeit
Zum Vergleich: Tiefe 0,008 %, Umlaufzeit 4,08 Tage.
So wertet man aus
- Tiefe ΔF ablesen (Helligkeit außerhalb minus innerhalb des Transits), dann RP = RS · √(ΔFF), mit R☉ = 109 Erdradien.
- Umlaufzeit T als Abstand zweier Transitmitten ablesen.
- Drittes Keplersches Gesetz: a in AE = ∛(M in M☉ · (T in Jahren)²).
Aufträge
- Wie tief ist der Transit einer Erde vor einem sonnenähnlichen Stern? Ist er vom Boden aus zu sehen?
- Wechsle zum Roten Zwerg. Warum findet man dort erdgroße Planeten viel leichter?
- Was ändert der Versatz der Bahn zur Sternmitte an Tiefe und Dauer des Transits? Woran erkennt man die Randverdunkelung?
- Beobachte Planet X. Bestimme Radius, Umlaufzeit und Bahnradius. Löse erst danach auf.
- Warum entdeckt die Transitmethode bevorzugt große Planeten nahe an ihrem Stern?
Theorie: Astronomie-Skript, Kapitel „Planeten anderer Sterne“, Abschnitt „Die Transitmethode“.