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EXTRASOLARE PLANETEN
Erster Planetenfund durch Astrometrie
von Stefan Deiters
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29. Mai 2009

Lange hatten Astronomen vermutet, dass es möglich sein müsste, mit Hilfe der Astrometrie, also durch die genaue Bestimmung der Position von Sternen am Himmel, extrasolare Planeten nachzuweisen. Viele Jahre versuchten sie es ohne Erfolg. Zwei Astronomen haben trotzdem nicht aufgegeben und nach zwölf Jahren Arbeit wurde ihre Mühe nun belohnt: Sie konnten um einen M-Zwerg in 20 Lichtjahren Entfernung einen extrasolaren Planeten nachweisen.

VV 10

So stellt sich ein Künstler das jetzt entdeckte System vor. Bild: NASA / JPL-Caltech

Mit Hilfe der Astrometrie wurde schon vor einem halben Jahrhundert versucht, Planeten um andere Sonne nachzuweisen. Die Idee dabei ist, dass man das durch umlaufende Planeten verursachte Wackeln eines Sterns durch eine wiederholte und äußerst genaue Bestimmung der Position des Sterns am Himmel erkennen können müsste. Aber genau diese notwendigen exakten Messungen über einen langen Zeitraum waren das Problem: Es gelang über viele Jahre nicht, auch nur einen extrasolaren Planeten mit dieser Methode nachzuweisen.

Jetzt allerdings waren zwei Astronomen vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA erfolgreich: Zwölf Jahre lang beobachteten sie immer wieder mit einem speziellen Instrument am Palomar Observatory in der Nähe von San Diego 30 Sterne und haben nun um einen dieser fernen Sonnen einen Planeten nachgewiesen. Es ist damit der erste Planet, der mit Hilfe der Astrometrie entdeckt wurde.

"Diese Methode ist ideal dafür geeignet, Sonnensysteme zu finde, die wie unser Sonnensystem aussehen und daher auch erdähnliche Planeten beherbergen könnten", erklärt Steven Pravdo vom JPL, der auch Hauptautor eines Fachbeitrags über die Resultate in der Zeitschrift The Astrophysical Journal ist. "Wir haben einen Jupiter-ähnlichen Planeten in einer Entfernung von seiner Sonne gefunden, der sich im Verhältnis an der gleichen Stelle befindet wie der Jupiter in unserem Sonnensystem, nur dass er einen deutlich kleineren Stern umrundet. Es ist aber möglich, dass auch um diese Sonne Gesteinsplaneten kreisen. Und da etwa sieben von zehn Sternen so klein sind wie diese Sonne, könnte das darauf hindeuten, dass Planeten sehr viel häufiger sind als gedacht."

Der neue Planet trägt den Namen VB 10b und liegt in rund 20 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Adler. Es handelt sich um einen Gasriesen mit etwa der sechsfachen Masse unseres Jupiters. Auf ihm sollten auch ähnliche Bedingungen wie auf Jupiter herrschen. Der Zentralstern VB 10 hingegen ist im Vergleich zu unserer Sonne winzig: Er hat nur etwa ein Zwölftel ihrer Masse und wird von den Astronomen als M-Zwerg klassifiziert. VB 10 galt lange Zeit als kleinster bekannter Stern überhaupt - ab sofort kann er nun den Titel "Kleinster Stern mit einem Planeten" tragen. Obwohl VB 10 massereicher als der jetzt entdeckte Planet ist, dürfte der Zentralstern keinen wesentlich größeren Umfang als sein Planet haben.

Sollte es noch mehr Planeten um VB 10 geben, würde das dortige Sonnensystem einer Miniaturausgabe unseres Sonnensystems gleichen: So umrundet VB 10b seine Sonne in einem Abstand von 50 Millionen Kilometern alle neun Monate. Dieser Abstand entspricht in etwa der Entfernung des Merkur von unserer Sonne. Wegen der sehr geringen Leuchtkraft von VB 10 handelt es sich bei dem Planeten trotzdem nicht um einen "heißen" Jupiter, wie man sie schon um so viele andere Sonnen entdeckt hat. Ein potentieller erdähnlicher Planet würde vermutlich noch dichter an VB 10 liegen.

"Einige andere Exoplaneten um größere M-Zwerge ähneln auch unserem Jupiter, was diese Sterne zu einem dankbaren Ziel für die Suche nach erdähnlichen Planeten macht", ist Pravdos Kollege Stuart Shaklan überzeugt. "Die Astrometrie ist geeignet diese kalten Jupiter um alle Sorten von Sternen zu finden und damit Planetensysteme, die in etwa unserem Sonnensystem ähneln."

Für ihre Entdeckung haben Pravdo und Shaklan ihr Stellar Planet Survey-Instrument zwei bis sechs Mal pro Jahr an das fünf Meter Hale-Telescope des Palomar Observatory montiert. Das Instrument verfügt über ein 16 Megapixel-CCD und ist in der Lage winzige Positionsänderungen eines Sterns zu registrieren. VN10b etwa hat sich durch eine Bewegung seines Sterns von nur einem Bruchteil eines Grades verraten. Die Entdeckung dieses "Wackeln" vergleichen die Astromomen mit der Messung der Breite eines menschlichen Haares aus einer Entfernung von drei Kilometern.

Auch bei der Radialgeschwindigkeits-Methode, dem bislang erfolgreichsten Verfahren zur Entdeckung von extrasolaren Planeten, sucht man nach einem Wackeln des Sterns, konzentriert sich dazu allerdings auf die Dopplerverschiebung im Spektrum, die durch die Bewegung der fernen Sonne zu Stande kommt. Mit dem jetzigen Fund haben die Astronomen gezeigt, dass auch mit astrometrische Beobachtungen Exoplaneten entdeckt werden können. Dieses Verfahren wird von der NASA gerade für eine weltraumgestützte Mission zur Planetensuche erwogen.

"Dies ist eine faszinierende Entdeckung", meint auch Wesley Traub, der bei der NASA für das Exoplanet Exploration Program am JPL verantwortlich ist. "Es beweist, dass es auch um sehr massearme Sterne Planeten geben kann. Das könnte darauf hindeuten, dass die Natur ganz gerne Planeten entstehen lässt - auch um Sterne, die unserer Sonne so gar nicht ähnlich sind."

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siehe auch
Extrasolare Planeten: Miniaturversion des Sonnensystems entdeckt? - 18. Februar 2008
Braune Zwerge: Miniaturausgabe unseres Sonnensystems? - 30. November 2005
Ferne Welten - auf der Suche nach extrasolaren Planeten und der zweiten Erde
Links im WWW
Jet Propulsion Laboratory
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