_{Art by IAU/L. Calçada}

3,471 planets orbiting distant stars

... are currently known to man.
We call them Exoplanets, short for extrasolar planets.

An Exoplanet is simply a planet which is not orbiting our Sun, but one of the billions and billions of other stars within our Milkyway galaxy. (and beyond that)
However 3,471 planets is quite a small number, if we think about the vast number of stars inhabiting our galaxy.
It´s the enormous distance, and the fact, that planets do not glow by themselves which makes detection fairly difficult.
On the following pages of part 1 in the exo-series, we will explore the methods of finding extrasolar planets, as well as a little bit of history.
In the second part, I´ll show you the most outstanding discoveries.

The first detected Exoplanet

For many people, the existence of distant worlds was a matter of faith, mainly based on their feelings of awe and the sense of infinity when looking up to the stars.

In the world of science, it took astronomers until the year 1995 to get the first confirmation of an exoplanet. It was a giant planet, with half the mass of Jupiter and a four-day orbit around the star 51 Pegasi. The short orbital period indicates that the planet must be very close to its home star. Indeed 51 Pegasi b (the name of the planet) is called "hot Jupiter" with a estimated surface temperature of 1,200°C. Exoplanets always get the name of the star plus a "b", for being the second object within the system. If another planet in the same system is found it get names XY "c" ... and so on and so forth.

As you can see on the picture above (it´s a CGI), 51 Pegasi b wasn´t directly observed, but rather with the help of the radial velocity method. That is one way of detecting Exoplanets. We are calling these non-direct imaging detections simply "indirect techniques". 97% of the Exoplanet we know today were detected indirectly.
In the following, we will explore the ...

Major methods of detecting Exoplanets

• Radial velocity
• Transit photometry
• Direct imaging
• Gravitational microlensing
• Polarimetry
• Astrometry
• Timing variations

Radial velocity method

This method was used to detect the first Exoplanet in 1995. You can see a smaller object orbiting around a larger one (planet orbiting star). They create a two body system, with the central point being slightly off the center of the stars epicenter. This change in position and velocity can be observed from Earth.

Transit photometry

This is the obvious method of detecting an Exoplanet.
The planet passing in front of the star is "taking away" light from it. Therefor the light curve shows a little dip, when the planet passes.
This can be fairly easily detected, but chances are small that you are looking from the right angle at the star system.
It´s most likely that the planet will pass above or below the star, so you won´t see a change in brightness.

Direct Imaging

Probably the most interesting method for the average human being, because you can actually take a look at those distant worlds, even though they are only tiny dots on a high resolution photograph. In the following I share some of the directly imaged Exoplanets.
If you are interested in more, here is a list of directly imaged exoplanets. It currently contains 23 planets.

Formalhaut b - discovered 2008/2012

Beta Pictoris b- discovered 2008

CVSO 30 c - discovered 2016

HIP 65426 b - discovered 2017

That´s it for today!

Stay tuned for the second part of the series, where we´ll discover the peculiarities of some distant worlds.

German Version

3,471 Planeten welche um fremde Sterne kreisen

... sind der Menschheit derzeit bekannt.
Wir nennen sie Exoplaneten, kurz für extrasolare Planeten.

Ein Exoplanet ist ganz einfach ein Planet, welcher nicht um unsere Sonne kreist, sondern um einen anderen der Abermilliarden Sterne unserer Milchstraße. (und darüber hinaus)
Doch 3,471 Planeten ist eine recht kleine Zahl, wenn man bedenkt, wie viele Sterne es in unserer Galaxie gibt.
Es ist die enorme Entfernung, und die Tatsache, dass Planeten nicht von selbst leuchten, welche es schwierig macht, diese fremden Welten zu entdecken.
In den kommenden Zeilen des ersten Teiles der Exo-Serie, werden wir die Methoden zur Auffindung von Exoplaneten, und ein bisschen Geschichte erfahren.
Im zweiten Teil geht´s dann um die herausragendsten Entdeckungen zu diesem Thema.

Der erste gefundene Exoplanet

Für viele Menschen ist die Existenz von fremden Welten eine Sache des Glaubens, welcher hauptsächlich auf dem Gefühl er Ehrfurcht und der Unendlichkeit basiert, welches aufkommt, wenn man den Sternenhimmel beobachtet.

In der Welt der Wissenschaft haben die Astronomen bis in das Jahr 1995 gebraucht, um die erste Bestätigung über die Existenz eines Exoplaneten zu erhalten. Es war ein Riesenplanet, mit etwa der halben Jupitermasse und einem 4-Tages Orbit um den Stern51 Pegasi. Der kurze Orbit resultiert aus der extremen Nähe des Planeten zu seinem Heimatstern. Tatsächlich wird 51 Pegasi b (so heißt der Planet) "heißer Jupiter" genannt, da er eine Oberflächentemperatur von etwa 1,200°C aufweist. Exoplaneten erhalten prinzipiell den Namen des Stern plus ein "b", weil sie das zweite Objekt in diesem System sind. Sollte noch ein Objekt gefunden werden, heißt es dann XY "c" .. und so weiter.

Wie du an dem Bild oben erkennen kannst (es ist ein CGI), wurde 51 Pegasi b nicht direkt beobachtet, sondern über die Radialgeschwindigkeitsmethode. Dies ist ein Weg um Exoplaneten aufzuspüren. Diese Methoden werden passenderweise "indirekte Methoden" genannt. 97% aller uns bekannten Exoplaneten wurden indirekt detektiert. Im Folgenden erforschen wir ..

Die Methoden zur Auffindung von Exoplaneten

• Radialgeschwindigkeitsmethode
• Transit Methode
• Direkte Abbildung
• Gravitational-microlensing-Methode
• Astrometrische Methode

Radialgeschwindigkeitsmethode

Diese Methode wurde auch 1995 verwendet. Rechts siehst du ein kleines Objekt, welches sich um ein Größeres bewegt. (ein Planet wandert um einen Stern). Es handelt sich um ein Zwei-Köprer-System, wobei sich der Mittelpunkt des Systems nicht exakt im Mittelpunkt des Sternes befindet. Die erkennbare Veränderung in Position und Geschwindigkeit kann von der Erde aus beobachtet werden.

Transitmethode

Dies ist die offensichtliche Methode um einen Exoplaneten zu detektieren.
Der Planet wandert vor dem Stern durch, und schwächte somit das Licht des Sterns ab.
Die Lichtkurve zeigt ein Tal. Dies kann gut beobachtet werden, allerdings sind die Chancen gering, dass der Winkel des durchwandernden Planeten so genau passt, dass wir eine Verdunklung von der Erde aus wahrnehmen können.
Oft wird der Planet oberhalb oder unterhalb des Sterns durchwandern(und wir können keine Veränderung in der Helligkeit wahrnehmen).

Direkte Abbildung

Die wohl interessanteste Methode für den Otto Normalverbraucher. Der Exoplanet wird direkt abgebildet, und ist deutlich auf der hochauflösenden Aufnahme zu erkennen. Im folgenden teile ich ein paar der direkt aufgenommenen Exoplaneten mit Euch. Solltest du Lust auf mehr haben, empfehle ich dir die Liste von direkt abgebildeten Exoplaneten. Sie enthält derzeit 23 Planeten.

Formalhaut b - entdeckt 2008/2012

Beta Pictoris b- entdeckt 2008

CVSO 30 c - entdeckt 2016

HIP 65426 b - entdeckt 2017

Das war´s für heute!

Im zweiten Teil der Serie werden wir die Besonderheiten weiterer weit entfernter Welten untersuchen.

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Sources

• https://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_spectroscopy
• https://en.wikipedia.org/wiki/Exoplanet
• https://en.wikipedia.org/wiki/Methods_of_detecting_exoplanets
• https://de.wikipedia.org/wiki/Exoplanet