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Exoplaneten und Planetensuche verstehen

Exoplaneten werden mit verschiedenen Methoden entdeckt. Bei der Transitmethode verrät ein periodischer Helligkeitsabfall den Planetendurchgang; die Radialgeschwindigkeit zeigt die Bewegung des Sterns um den gemeinsamen Schwerpunkt.

Die Aufgaben passen besonders zu Klasse 10–12 und verbinden Transit-Tiefe, Radiusverhältnis, Umlaufperiode, Kepler-Gesetze, habitable Zone, Atmosphärenspektren und Messunsicherheit.

So löst du Aufgaben zur Exoplanetensuche

  1. Bestimme, welche Beobachtungsmethode zum Signal passt.
  2. Nutze ΔF/F ≈ (R_P/R_S)² für die Transit-Tiefe.
  3. Ordne Umlaufperiode, Bahnneigung, Radialgeschwindigkeit und Kepler-Gesetz zu.
  4. Prüfe Fehlquellen, Signal-Rausch-Verhältnis, Einheiten und Modellgrenzen.

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Exoplaneten und Planetensuche online üben

Test 3 zu Transitmethode, Radialgeschwindigkeit, Exoplaneten und habitable Zone mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Transit-Tiefe, Radiusverhältnis, Umlaufperiode, Bahnneigung, Signal-Rausch-Verhältnis und Einheiten.

5 Fragen
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Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Warum bewegt sich ein Stern durch einen Planeten um den gemeinsamen Schwerpunkt?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Beide Körper üben gegenseitig Gravitation aus.

  1. Beobachtungsmethode bestimmen: Ordne Transit, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, Mikrolinsen, Astrometrie und Bahngeometrie zu.
  2. Planetensystem analysieren: Auch wenn die Sternbewegung klein ist, kann sie über präzise Spektren nachgewiesen werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Beide Körper üben gegenseitig Gravitation aus. Kontrolliere Prozentwerte, Perioden, Radiusverhältnisse, Modellannahmen und Größenordnung.

Auch wenn die Sternbewegung klein ist, kann sie über präzise Spektren nachgewiesen werden.

2. FrageMultiple Choice

Was bedeutet eine periodische Rot- und Blauverschiebung im Sternspektrum?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Der Stern bewegt sich abwechselnd auf uns zu und von uns weg.

  1. Beobachtungsmethode bestimmen: Ordne Transit, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, Mikrolinsen, Astrometrie und Bahngeometrie zu.
  2. Planetensystem analysieren: Die Umlaufbewegung um den gemeinsamen Schwerpunkt erzeugt eine periodische Radialgeschwindigkeit.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der Stern bewegt sich abwechselnd auf uns zu und von uns weg. Kontrolliere Prozentwerte, Perioden, Radiusverhältnisse, Modellannahmen und Größenordnung.

Die Umlaufbewegung um den gemeinsamen Schwerpunkt erzeugt eine periodische Radialgeschwindigkeit.

3. FrageMultiple Choice

Wovon hängt die gemessene Radialgeschwindigkeit eines Sterns ab?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Unter anderem von Planetenmasse, Umlaufperiode und Bahnneigung zur Sichtlinie.

  1. Beobachtungsmethode bestimmen: Ordne Transit, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, Mikrolinsen, Astrometrie und Bahngeometrie zu.
  2. Planetensystem analysieren: Die beobachtete Komponente ist bei einer Bahn nahe der Sichtlinie größer als bei einer nahezu von oben gesehenen Bahn.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Unter anderem von Planetenmasse, Umlaufperiode und Bahnneigung zur Sichtlinie. Kontrolliere Prozentwerte, Perioden, Radiusverhältnisse, Modellannahmen und Größenordnung.

Die beobachtete Komponente ist bei einer Bahn nahe der Sichtlinie größer als bei einer nahezu von oben gesehenen Bahn.

4. FrageMultiple Choice

Was kann man aus der Umlaufperiode und der Sternmasse ableiten?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Über Keplers Gesetz kann man die ungefähre große Halbachse der Planetenbahn bestimmen.

  1. Beobachtungsmethode bestimmen: Ordne Transit, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, Mikrolinsen, Astrometrie und Bahngeometrie zu.
  2. Planetensystem analysieren: Die Umlaufzeit steht mit der Größe der Bahn und der Zentralmasse in Beziehung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Über Keplers Gesetz kann man die ungefähre große Halbachse der Planetenbahn bestimmen. Kontrolliere Prozentwerte, Perioden, Radiusverhältnisse, Modellannahmen und Größenordnung.

Die Umlaufzeit steht mit der Größe der Bahn und der Zentralmasse in Beziehung.

5. FrageMultiple Choice

Warum ergänzen sich Transit- und Radialgeschwindigkeitsmethode?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Der Transit liefert unter anderem Radius und Bahngeometrie, die Radialgeschwindigkeit Informationen über Masse.

  1. Beobachtungsmethode bestimmen: Ordne Transit, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, Mikrolinsen, Astrometrie und Bahngeometrie zu.
  2. Planetensystem analysieren: Zusammen kann daraus beispielsweise die mittlere Dichte des Planeten abgeschätzt werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der Transit liefert unter anderem Radius und Bahngeometrie, die Radialgeschwindigkeit Informationen über Masse. Kontrolliere Prozentwerte, Perioden, Radiusverhältnisse, Modellannahmen und Größenordnung.

Zusammen kann daraus beispielsweise die mittlere Dichte des Planeten abgeschätzt werden.

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Exoplaneten FAQ

Was misst die Transitmethode?

Sie misst die periodische Helligkeitsabnahme eines Sterns, wenn ein Planet vor seiner Sternscheibe vorbeizieht.

Was kann man aus der Transit-Tiefe bestimmen?

Näherungsweise das Verhältnis der Planeten- zur Sternfläche und damit das Radiusverhältnis.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine Erklärung und drei nachvollziehbare Lösungsschritte.