Senden Planeten, die Sterne umkreisen, Gravitationswellen aus?

Ja, aber unauffällig. Das System Erde-Sonne strahlt als Gravitationsstrahlung eine kontinuierliche mittlere Leistung von etwa 200 Watt ab. Wie Wikipedia erklärt: „Bei dieser Rate würde es die Erde ungefähr brauchen$1\times 10^{13}$mal länger als das aktuelle Alter des Universums, um sich auf die Sonne zu winden.“

Der Hulse-Taylor-Doppelstern (zwei Neutronensterne, einer davon ein Pulsar) war das erste System, in dem die Zerfallsrate der Gravitation messbar war. Es strahlt$7.35\times 10^{24}$Watt als Gravitationsstrahlung, etwa 1,9 % der von der Sonne als Licht abgestrahlten Leistung.

Ja, zwei Körper, die sich so umkreisen, senden in der Tat Gravitationswellen aus, unabhängig davon, ob es sich um kompakte Objekte wie Neutronensterne oder Schwarze Löcher handelt oder nicht. Offensichtlich werden die meisten Exoplaneten nicht stark emittieren; Ein Planet-Stern-System beinhaltet im Allgemeinen große Trennungen und nicht-relativistische Geschwindigkeiten. Wie G. Smith feststellte, emittieren daher alle diese Systeme Gravitationswellen, die Strahlung ist jedoch weitgehend unbedeutend.

Es wurde vorgeschlagen ( Cunha et al. 2018 ), dass einige Exoplaneten mit extrem kleinen großen Halbachsen ($a\sim0.01$AU) könnten Quellen von Gravitationswellen sein, die in naher Zukunft nachweisbar wären. Wie in den meisten dieser Fälle$a$im Vergleich zu den bisher von LIGO beobachteten Quellen (kompakte Objekte im Prozess der Verschmelzung) groß ist, wären diese Wellen relativ niederfrequent ($f\sim10^{-4}$Hz) und würde in den Bereich von weltraumgestützten Interferometern mit langer Basislinie wie LISA fallen, nicht von bodengestützten Interferometern wie LIGO. Einige Exoplaneten könnten Spitzenbelastungen von erreichen$h\sim10^{-22}$, die bei diesen Frequenzen tatsächlich über der Empfindlichkeitskurve von LISA liegt. (Vergleichen Sie dies mit den binären Systemen, die LIGO bisher beobachtet hat, mit$f\sim10^2\mathrm{-}10^3$Und$h\sim10^{-22}\mathrm{-}10^{-21}$an der Spitze.)

Die Autoren stellen fest, dass in diesen Systemen tatsächlich ein Zerfall der Umlaufbahn auftritt, jedoch mit geringeren Raten als beispielsweise bei berühmten umlaufenden kompakten Objekten wie dem binären Pulsar Hulse-Taylor. Über lange Zeiträume sollte dieser Zerfall nachweisbar sein. In einigen Systemen ist der Periodenzerfall mit dem Hulse-Taylor-Doppelsystem vergleichbar, innerhalb eines Faktors von wenigen, obwohl die Leuchtkraft der Gravitationswellen um einige Größenordnungen oder mehr niedriger bleibt.

G.Smith und HDE 226868 gaben gute Antworten.

Ich möchte hinzufügen, dass im Fall des Sonnensystems die Gravitationswellen eindeutig nicht der dominierende Faktor bei der Änderung der Umlaufbahnen (Keplersche Parameter von) sind. Impulsaustausch zwischen Planeten, Sonnenstrahlungsdruck, Sonnenwindeffekte, Gezeiteneffekte – alle diese (und wahrscheinlich mehr, an die ich mich jetzt nicht erinnern kann) sind aufgrund der Strahlung von Gravitationswellen um Größenordnungen stärker als der Zerfall der Umlaufbahn.

Wie in der Antwort von @G.Smith erwähnt , gibt Wikipedia eine Zahl von an$\sim 200 \, \mathrm{W}$für Orbitalstrahlung Erde/Sonne.

Wikipedia hat die Quelle nicht eindeutig zitiert, aber dieses PDF wird nicht lange danach zitiert und kann es sein. Dieses PDF behauptet, dass die abgestrahlte Energie für ein nicht-relativistisches binäres System ungefähr ist

Für das Sonnensystem berechnet WolframAlpha:
${\def\Calc{~~{{\color{darkblue}{\Large{🖩}}} \!\!} }} {\def\RowHeaderPrefix{ \textbf{Mercury} }} {\def\RowHeader{ {\phantom{\RowHeaderPrefix{\Calc}\textbf{:}~~}} }} {\def\EnergyColumn{ \phantom{0 {,}\, 000 {.}\, 000 {,}\, 000 {,}\, 000 {,}\, 000 {,}\, 00} }} {\def\PlanetEntry#1#2{ \rlap{ {\RowHeader} {\llap{\textbf{#1} \phantom{\Calc} \textbf{:}~}} {\rlap{~~#2}} }} {\def\CalculationLink{ \rlap{ \phantom{\RowHeaderPrefix} {\Calc} }}}} {\def\Placeholders#1{{ \color{lightgrey}{#1} }}}$${\rlap{\begin{array}{c} {\smash{\RowHeader}} \\[-25px] {\underline{\textbf{Planet}}}\phantom{:} \end{array}}} {\rlap{\RowHeader\begin{array}{c} {\smash{\EnergyColumn}} \\[-25px] {\underline{\textbf{Radiation}~\left(\mathrm{W}\right)}} \end{array}}}$
$\PlanetEntry{Mercury}{\phantom{0{,}\,0} 69 {.}\,}$$\CalculationLink$
$\PlanetEntry{Venus}{\phantom{0{,}\,} 658 {.}\,}$$\CalculationLink$
$\PlanetEntry{Earth}{\phantom{0{,}\,} 196 {.}\,}$$\CalculationLink$
$\PlanetEntry{Mars}{\phantom{0{,}\,00} {\Placeholders{0 {.}\,}} 276}$$\CalculationLink$
$\PlanetEntry{Jupiter}{\phantom{} 5{,}\,200 {.}\,}$$\CalculationLink$
$\PlanetEntry{Saturn}{\phantom{0{,}\,0} 22 {.}\, 54}$$\CalculationLink$
$\PlanetEntry{Uranus}{\phantom{0{,}\,00} {\Placeholders{0 {.}\, 0}}15 {,}\, 93}$$\CalculationLink$
$\PlanetEntry{Neptune}{\phantom{0{,}\,00} {\Placeholders{0 {.}\, 00}}2 {,}\, 349}$$\CalculationLink$
$\PlanetEntry{Pluto}{\phantom{0 {,}\, 00} {\Placeholders{0 {.}\, 000 {,}\, 000 {,}\, 000 {,}\, 00}}9 {,}\, 83}$$\CalculationLink$

Um es anzumerken, diese Zahlen sind theoretisch; Es bleibt abzuwarten, ob aktuelle Theorien in solchen Kontexten funktionieren.

Wenn Sie ein Interferometer hätten, das genau genug wäre, würden Sie sich ständig in einem Ozean von Gravitationswellen befinden. Die Frequenzen der Wellen des Planeten wären sehr niedrige Frequenzen, etwa 1 Periode pro Jahr! Jupiter, der zum Aphel geht, würde alle 12 Jahre in der Amplitude variieren. Im Moment sind 20 Hz der Rekord für die Detektion niederfrequenter Gravitationswellen.