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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 5 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
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Ein Transit fällt um 1 % ab. Wie groß ist das Verhältnis R_P/R_S ungefähr?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 0,10.

  1. Beobachtungsmethode bestimmen: Ordne Transit, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, Mikrolinsen, Astrometrie und Bahngeometrie zu.
  2. Planetensystem analysieren: Aus ΔF/F ≈ (R_P/R_S)² folgt R_P/R_S = √0,01 = 0,10.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 0,10. Kontrolliere Prozentwerte, Perioden, Radiusverhältnisse, Modellannahmen und Größenordnung.

Aus ΔF/F ≈ (R_P/R_S)² folgt R_P/R_S = √0,01 = 0,10.

2. FrageMultiple Choice

Ein Transit fällt um 0,25 % ab. Wie groß ist R_P/R_S ungefähr?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 0,05.

  1. Beobachtungsmethode bestimmen: Ordne Transit, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, Mikrolinsen, Astrometrie und Bahngeometrie zu.
  2. Planetensystem analysieren: 0,25 % = 0,0025; die Wurzel daraus ist 0,05.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 0,05. Kontrolliere Prozentwerte, Perioden, Radiusverhältnisse, Modellannahmen und Größenordnung.

0,25 % = 0,0025; die Wurzel daraus ist 0,05.

3. FrageMultiple Choice

Ein Planet benötigt 20 Tage für einen Umlauf. Wie oft wiederholt sich ein Transit idealisiert in 100 Tagen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Fünfmal.

  1. Beobachtungsmethode bestimmen: Ordne Transit, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, Mikrolinsen, Astrometrie und Bahngeometrie zu.
  2. Planetensystem analysieren: 100 Tage geteilt durch 20 Tage ergeben fünf Umlaufperioden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Fünfmal. Kontrolliere Prozentwerte, Perioden, Radiusverhältnisse, Modellannahmen und Größenordnung.

100 Tage geteilt durch 20 Tage ergeben fünf Umlaufperioden.

4. FrageMultiple Choice

Ein Stern mit 1 Sonnenmasse wird von einem Planeten in 1 AE umkreist. Wie groß ist die Periode ungefähr?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Ein Jahr.

  1. Beobachtungsmethode bestimmen: Ordne Transit, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, Mikrolinsen, Astrometrie und Bahngeometrie zu.
  2. Planetensystem analysieren: Für eine sonnenähnliche Zentralmasse entspricht 1 AE näherungsweise einer Umlaufperiode von einem Jahr.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Ein Jahr. Kontrolliere Prozentwerte, Perioden, Radiusverhältnisse, Modellannahmen und Größenordnung.

Für eine sonnenähnliche Zentralmasse entspricht 1 AE näherungsweise einer Umlaufperiode von einem Jahr.

5. FrageMultiple Choice

Ein Transit dauert bei gleicher Bahngeometrie doppelt so lange wie erwartet. Welche Erklärung ist möglich?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Die tatsächliche Transitgeometrie oder die Bahn- und Sternparameter weichen vom Modell ab.

  1. Beobachtungsmethode bestimmen: Ordne Transit, Radialgeschwindigkeit, direkte Bildgebung, Mikrolinsen, Astrometrie und Bahngeometrie zu.
  2. Planetensystem analysieren: Transitdauer hängt nicht nur von der Periode, sondern auch von Radien, Bahngeschwindigkeit und Bahnausrichtung ab.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die tatsächliche Transitgeometrie oder die Bahn- und Sternparameter weichen vom Modell ab. Kontrolliere Prozentwerte, Perioden, Radiusverhältnisse, Modellannahmen und Größenordnung.

Transitdauer hängt nicht nur von der Periode, sondern auch von Radien, Bahngeschwindigkeit und Bahnausrichtung ab.

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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.