Archive for the tag 'Exoplaneten'

Ein Planet von der Straße

März 18th, 2010

E.T.: Nach Hause telefonieren

E.T.: Nach Hause telefonieren (Mykl Roventine / Flickr, CC-BY)

Die Suche nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zieht. Das Thema ist selbst für Menschen von der Straße spannend, weil sofort jeder E.T. vor Augen hat, der den Leuchtfinger gen Himmel streckt, weil der nach Hause telefonieren möchte. Selbst der Passant von der Straße würde gern mal nach E.T.s zu Hause telefonieren.

Die Suche nach eben solchen Welten, den Exoplaneten, ist bis heute aber ziemlich schwierig. Sie ist so schwierig, dass bisher nur besonders schwere Planeten entdeckt wurden, die ihren Mutterstern besonders dicht umkreisen. Eigentlich alle bisher entdeckten Welten sind so extrem. Der Fischblog bezeichnet sie als Freaks.

Ein Artikel im heute erschienenden Magazin Nature ist deshalb so interessant, weil er über den Fund des vielleicht unfreakigsten aller bisher entdeckten Exoplaneten berichtet. Er umkreist seinen Stern in einem Abstand ähnlich des Merkurorbits, hat eine moderate Bahnexzentrizität und bewegt sich dadurch in einem Temperaturenbereich, der sogar flüssiges Wasser möglich machen könnte. Sicher kann man sich noch unfreakigere Planeten vorstellen, zumal es sich um einen Gasriesen mit 80% der Jupitermasse handelt. Aber immerhin.

Halten wir also fest: Spannend am Planeten ist, dass er verglichen mit bisher entdeckten Exoplaneten sehr gemäßigt ist. Zusätzlich könnte es sogar flüssiges Wasser im Bereich dieses Planeten (z.B. auf einem seiner hypothetischen Monde) geben (auch wenn daran anderswo gezweifelt wird). Mit anderen Worten, er ist ein neuer (DLR), gemäßigter (ESO) und relativ normaler (Astronews) Durchschnittsplanet (Handelsblatt).

Eben diesen durchschnittlichen Planeten von der Straße wird man sich in Zukunft sehr genau anschauen, denn seine regelmäßigen Transits eignen sich trotz der großen Entfernung von 1.500 Lichtjahren für eine Untersuchung seiner Atmosphärenchemie.

http://news.google.de/news/url?sa=t&ct2=de%2F0_0_s_6_0_t&ct3=MAA4AEgGUABqAmRl&usg=AFQjCNH48wOlza5SHfIihYvqVKglcyRM5w&cid=17593535900451&ei=rWKiS5jODcir_gas9b77Ag&rt=STORY&vm=STANDARD&url=http%3A%2F%2Fwww.handelsblatt.com%2Ftechnologie%2Fforschung%2Fastronomie-durchschnittsplanet-begeistert-forscher%3B2548108

HARPS stellt Exoplaneten-Rekord auf

Oktober 19th, 2009

Die Entdeckungen wurden ausschließlich mit dem High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) gemacht, einem Spektrographen am 3,6-Meter-Teleskop im chilenischen La Silla. Dieses wird von der Europäischen Südsternwarte (ESO) betrieben. Erst kürzlich konnte die hohe Genauigkeit des Instruments damit bewiesen werden, dass es sich beim Planeten Corot-Exo-7b um einen Gesteinsplaneten handelt (zum Artikel).

Die Wissenschaftler nutzten die Genauigkeit ihres Instruments aus, indem sie besonders massearme sonnenähnliche Typ-M-Sterne unter die Lupe nahmen. Damit gelang es ihnen, die Zahl der bekannten massearmen extrasolaren Trabanten um 30% ansteigen zu lassen. Insgesamt 402 Exoplaneten sind bekannt.

Supererde mit großer Schwester

September 17th, 2009

Künstlerische Ansicht des Exoplaneten und seines Zentralsterns

Künstlerische Ansicht des Exoplaneten und seines Zentralsterns (ESO/L. Calcada)

Der im Februar entdeckte Exoplanet Corot-Exo-7b ist ein Gesteinsplanet. Dies konnte mit ergänzenden Messungen des Teleskops in La Silla der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile nachgewiesen werden. Bei regelmäßig auftretenden Transits konnte sein Radius bestimmt werden und damit ein Rückschluss auf seine Dichte geschlossen werden, die im Bereich der Erddichte liegt. Desweiteren konnte ein weiterer Planet mit dem Namen Corot-Exo-7c in dem Sonnensystem entdeckt werden, der eine etwas größere Masse besteht.

Die Entdeckung von Corot-Exo-7b wurde bereits im Februar von einem internationalen Forscherteam bekannt gegeben (Raumfahrer.net berichtete), das ihn mit dem französisch geführten CoRoT-Observatorium nachgewiesen hatte.  Auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist beteiligt.

Mit einer Umlaufzeit von nur 23 Tage ist der Planet eine extreme Welt, die seinen Stern 23 mal dichter passiert als der innerste Planet unseres Sonnensystems, Merkur: In einem Abstand von nur 2,5 Millionen Kilometern. Seine Rotationsebene verläuft zufällig genau zwischen uns und dem Stern, so dass es alle 22 Stunden zu einer minimalen Verdunkelung kommt. CoRoT versteht sich im besonders exakten Vermessen von Helligkeitsschwankungen. Jedoch können die auch durch Sonnenflecken ausgelöst werden, abhängig von der aktuellen solaren Aktivität. Daher galt eine unabhängige Verifizierung des Planeten als notwendig, auch weil es sich um einen der kleinsten bisher gefundenen Exoplaneten handelt.

„Obwohl unser Instrument bei der Entdeckung kleiner Exoplaneten bisher ungeschlagen ist, mussten wir ganze 70 Beobachtungsstunden zusammenbringen, um Corot-7b genau zu vermessen“, sagte François Bouchy, Coautor der neusten Studie.

Die Messungen des 3,6-Meter-Teleskop der ESO konnte zeigen, dass Corot-Exo-7c eine etwas höhere Masse von rund fünf Erdmassen besetzt – bisher war man von 1-2 Erdmassen ausgegangen.

Der auf Exoplanetensuche spezialisierte High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS), ein zusätzlicher Spektrograph in La Silla, entdeckte zudem den Schwesterplaneten Corot-Exo-7c mit rund acht Erdmassen, der den Stern in  nur drei Tagen und 17 Stunden umkreist. Damit ist der Stern Corot-7 der erste Stern mit zwei kurzperiodischen Supererden. Leben existiert auf ihnen wohl nicht: Dafür ist es auf der sternzugewandten Seite zu heiß – und auf der -abgewandten  zu kalt. Denn in diesem Abstand rotiert jeder Körper in gebundener Rotation, weist der Sonne also immer die gleiche Hemisphäre entgegen.

Die Atmosphären anderer Erden

März 26th, 2009

Alpha-Centauri ist ein Doppelsternsystem, hier mit einem Pfeil markiert

Alpha-Centauri ist ein Doppelsternsystem, hier mit einem Pfeil markiert

Die Suche nach anderen Erden

Die Erforschung von Exoplaneten führt bis heute an den Rand des technisch Machbaren. Das Grundproblem ist der große Masseunterschied zwischen Planeten und ihren Sternen – und die Leuchtkraft. Eine Reihe von Entdeckungsmethoden ist im Einsatz, um ferne Planetensysteme aufzuspüren. Alle setzen jedoch darauf, dass in jenem System planetare Extrembedingungen vorherrschen, was für uns die Entdeckung vereinfacht. Ist ein Kandidat besonders massereich oder umkreist er seinen Zentralstern in besonders kleinem Abstand? Solche Kandidaten stellen bis heute das Gros der 344 entdeckten Exoplaneten. Die Suche nach kleinen massearmen erdähnlichen Planeten, die in der habitablen Zone um ihren Stern kreisen, begünstigt diese ungewollte Auswahl leider nicht.

Doch die Planetenjäger wollen diesen Zustand ändern. Nach dem Start des NASA-Teleskops Kepler sollte in wenigen Jahren eine Reihe erdähnlicher Planeten bekannt sein. Doch Kepler ist nicht in der Lage, seine Funde genauer, beispielsweise auf Biomarker wie Ozon oder Methan hin, zu untersuchen. Neuartige hochauflösende Teleskope wie das 2013 zu startende James Webb Space Telescope (JWST) stehen in naher Zukunft zur Verfügung. Werden sie in der Lage sein, uns Antworten über die fernen Erden zu geben?

Es wird ausgesprochen schwierig

Die US-amerikanischen Forscher Lisa Kaltenegger vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics sowie Wesley Traub vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) haben nun untersucht, zu welchen Antworten das JWST kommen kann und wo es auf eigene technische Grenzen stößt. Ihre Ergebnisse, die auch im Web abrufbar sind, veröffentlichten sie kürzlich in The Astrophysical Journal.

Die Wissenschaftler untersuchten die Möglichkeit, während eines Transits mehr über die chemischen Bestandteile in der Planetenatmosphäre zu erfahren. Ein Transit passiert bei allen Systemen, deren planetare Ebene von der Erde aus gesehen den Zentralstern bedeckt. Allein dieser Fakt ist nicht sonderlich wahrscheinlich, doch gingen sie davon aus, dass wir in naher Zukunft eine Zahl solcher Welten gefunden hätten und mit einem dem JWST ähnlichen Teleskop einen Blick darauf werfen könnten. Geht man von einem sonnenähnlichen Stern und einem Planeten wie der Erde aus, klingt ihr Ergebnis ernüchternd:

„Wenn wir es wirklich schaffen, die Atmosphäre eines Planeten zu entschlüsseln, um daraus zu schließen, dass es sich um einen erdähnlichen Planeten handelt, müssten wir schon sehr viel Glück haben“, sagte Kaltenegger. „Denn dafür müssten wir eine sehr große Zahl von Transits beobachten, vielleicht mehrere hundert, selbst für Sterne in einem Abstand von nur 20 Lichtjahren. Das Vorhaben, weiter entfernte Atmosphären zu untersuchen, wird ausgesprochen schwierig, ist aber auch ungemein spannend.“

Ein eineiiger Zwilling unseres Planetensystems lässt sich nur in unmittelbarer Nachbarschaft untersuchen. Der einzige Stern, der wie unsere Sonne ein Typ-G-Stern ist, wäre Alpha Centauri A, bei dem bisher gar keine planetaren Begleiter gefunden wurden.

Nun erweiterten die Forscher ihr Auswahlkriterien. Während sonnenartige gelbe Typ-G-Sterne in der Milchstraße nur eine Randrolle spielen, stellen die leuchtschwächeren roten Typ-M-Sterne die Mehrheit der Population. Die habitable Zone, der Bereich also, in dem Wasser flüssig ist, rückt dabei deutlich an den Stern heran. Hier vorkommende erdähnliche Exoplaneten müssten nicht nur in geringerem Abstand um ihren Stern kreisen, sondern auch mit einer kleineren Periode. Typ-G-Sterne sind demnach der perfekte Hort für erdähnliche Planeten, über die wir mehr erfahren wollen: Sie treten in der Milchstraße besonders häufig auf und erzeugen potentiell deutlich mehr der für die Untersuchung essentiellen Transits.

Zuletzt stellen die Forscher fest, dass neue Teleskope irgendwann auch in der Lage sein werden, Exoplaneten direkt abzubilden, ohne auf Transits angewiesen zu sein. „Die direkte Erfassung von Photonen vom Planeten selbst könnte sich zur ultimativen Untersuchungsmethode ferner Atmosphären entwickeln“, so Kaltenegger. Mit den Teleskopen Hubble und Spitzer ist es bereits gelungen, die Zusammensetzung extrem heißer und massereicher Exoplaneten direkt zu untersuchen. Das nächste Ziel ist die Charakterisierung eines „kleinen blauen Punktes“, entweder durch hunderte Transits vor seinem Zentralstern oder die direkte Beobachtung.