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EXTRASOLARE PLANETEN
Entfernte Gasriesen scheinen selten 
von Stefan Deiters
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13. Juli 2007

Die meisten Jupiter-ähnlichen Planeten, die man um ferne Sonnen entdeckt hat, umkreisen ihren Stern in extremer Nähe. In einem dreijährigen Projekt wollten Astronomen nun herausfinden, ob Riesen-Jupiters auch in größerer Entfernung vom jeweiligen Zentralstern ihre Bahnen ziehen. Sie nahmen dazu 54 erfolgsversprechende Systeme ins Visier - und entdeckten nichts.

Sonnensystem

Unser Sonnensystem (Montage): Alles andere als Standard? Bild: NASA / Glenn Research Center

Mit Hilfe von leistungsfähigen Teleskopen in Arizona und Chile haben Astronomen versucht, Gasriesen um ferne Sonnen aufzuspüren, die mehr als fünf Astronomische Einheiten - also die fünffache Entfernung der Erde von der Sonne - von ihrem Zentralstern entfernt sind. Drei Jahre lang bemühte sich das Wissenschaftlerteam mit einer speziell entwickelten Methode, solche Riesenplaneten direkt zu beobachten und nahm dazu 54 junge und nahgelegene Sterne ins Visier, die als besonders vielversprechende Kandidaten für das Vorhandensein solcher Jupiter-ähnlichen Gasriesen in den Außenbereichen des Systems galten. Gefunden haben die Forscher keinen einzigen.

Seit 1995 wurden von Astronomen mehr als 230 sogenannte "Heiße Jupiter" aufgespürt, also Gasriesen, die meist größer sind also der Jupiter und ihre Sonne in extremer Nähe umrunden. Die Funde gelangen meist mit Hilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode, die im Prinzip nach einem Wackeln des Sterns sucht, das durch einen umlaufenden Planeten verursacht wird. Diese Methode funktioniert besonders gut, wenn massereiche Planeten auf sehr engen Bahnen einen Stern umrunden. Kleine Planeten oder Gasriesen in den äußeren Bereichen eines Systems lassen sich so nur sehr schlecht oder gar nicht aufspüren.

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Interessiert man sich also für die Region eines fernen Planetensystems, in der sich in unserem Sonnensystem die Gasriesen befinden, muss man andere Methoden verwenden. Denn nur mit der Radialgeschwindigkeitsmethode allein, wird man kaum erfahren wie ein durchschnittliches Planetensystem wirklich aussieht. Und dieses könnte in der Tat anders aussehen als man denkt: Die Astronomen fanden nämlich bei ihrer Suche keinen einzigen Gasriesen in den äußeren Regionen.

"Wir hätten mit Gewissheit die Möglichkeit gehabt, Super-Jupiter in einem Abstand von zehn Astronomischen Einheiten und mehr um junge, sonnenähnliche Sterne zu entdecken", ist sich Laird Close, Professor für Astronomie an der University of Arizona sicher. Close hat zusammen mit seinem Kollegen Don McCarthy und Rainer Lenzen vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg mit dem Spectral Differential Imager eine einzigartige Kamera entwickelt, die speziell für die Entdeckung solcher Riesenplaneten ausgelegt ist.

"Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Planeten mir der vier bis fünffachen Jupitermasse in Entfernungen von 20 Astronomischen Einheiten oder mehr um die untersuchten Sterne existieren", fasst Beth Biller, eine Doktorandin am Steward Observatory der University of Arizona das Ergebnis zusammen.  Biller ist auch Hauptautorin einer Veröffentlichung über die Ergebnisse, die im Fachmagazin The Astrophysical Journal erschienen ist. "Es gibt keine Oasen für Planeten zwischen 20 und 100 Astronomischen Einheiten", unterstreicht auch Mit-Doktorand Eric Nielsen. "Wir haben einen so großen Kontrast erreicht, dass wir diese Superplaneten hätten finden müssen, aber haben nichts entdeckt." In 20 Astronomischen Einheiten Entfernung befindet sich in unserem Sonnensystem Uranus.

Astronomen waren anfangs sehr überrascht, als sie um ferne Sonne zahlreiche Gasriesen entdeckten, die massereicher waren als Jupiter und trotzdem näher an ihrem Zentralstern lagen als Merkur an unserer Sonne. Diese "heißen Jupiter" umrunden ihre Sonne in nur wenigen Tagen. "Jetzt, wo wir wissen, dass es in den äußeren Bereichen um andere Sterne keine große Zahl von unentdeckten Gasriesen gibt, haben wir ein kompletteres Bild und können Modelle über die Entstehung von Planeten besser verifizieren", so Biller.

Der für die Aufnahmen verwendete Spectral Differential Imager (SDI) ermöglicht die bislang kontrastreichsten Aufnahmen von Methan-reichen Begleitern von fernen Sonnen. Das Gerät kam sowohl am Multi-Mirror Telescope in Arizona als auch am Very Large Telescope der ESO in Chile zum Einsatz. Mit Hilfe des SDI war im vergangenen Jahr bereits ein extrem kühler Brauner Zwerg aufgespürt und 2004 der Saturnmond Titan beobachtet worden (astronews.com berichtete).

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siehe auch
VLT: Exotischer Nachbar der Sonne entdeckt - 23. März 2006
Saturnmond Titan: Drachenkopf und liegendes H - 16. April 2004
Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
ESO
Multi Mirror Telescope (MMT)
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