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VLT
Erstes direktes Spektrum eines Exoplaneten
von Stefan Deiters
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13. Januar 2010

Mit Hilfe des Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO ist es Astronomen nun gelungen, zum ersten Mal direkt das Spektrum eines extrasolaren Planeten aufzunehmen. Von diesem chemischen Fingerabdruck der fernen Welt erhoffen sich die Forscher neue Informationen über die Zusammensetzung des Planeten und seine Entstehungsgeschichte.

HR 8799

Der Stern HR 8799, um den man 2008 drei Gasriesen entdeckt hat. Von einem (Kreis) konnten Astrononen nun ein Spektrum aufnehmen. Bild: ESO / M. Janson

"Das Spektrum eines Planeten ist wie ein Fingerabdruck", vergleicht Markus Janson von der University of Toronto, der auch Erstautor eines Fachartikels über die Beobachtung in den Astrophysical Journal Letters ist. "Wir erhalten dadurch wichtige Informationen über die Atmosphäre des Planeten. Damit können wir dann besser verstehen, wie der Planet einmal entstanden ist und werden vielleicht in Zukunft auch Spuren von Leben finden können."

Die Astronomen hatten das Planetensystem um den hellen und sehr jungen Stern HR 8799 anvisiert, der rund 130 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Der Stern hat etwa die 1,5-fache Masse der Sonne. 2008 hatte man um ihn drei Gasriesen mit einer 7- bis 10-fachen Masse des Jupiter entdeckt. Sie umkreisen HR 8799 im 20- bis 70-fachen Abstand der Erde von der Sonne. Man fand in dem System außerdem zwei Gürtel, die mit unserem Asteroiden- und Kuiper-Gürtel vergleichbar sein könnten. So gesehen, besteht durchaus eine gewisse Ähnlichkeit des fernen Systems mit dem Sonnensystem.

"Unser Ziel war der mittlere der drei Planeten, der in etwa die zehnfache Masse des Jupiter und eine Temperatur von rund 800 Grad Celsius hat", erläutert Teammitglied Carolina Bergfors vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. "Nach mehr als fünf Stunden Belichtungszeit konnten wir das Spektrum des Planeten aus dem viel helleren Licht des Zentralsterns extrahieren."

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Damit gelang es erstmals, das Spektrum eines extrasolaren Planeten um einen fast sonnenähnlichen Stern direkt zu messen. Vergleichbare Messungen waren zuvor nur möglich gewesen, wenn mit Weltraumteleskopen beobachtet werden konnte, wie ein Planet hinter seinem Stern verschwindet. Dadurch konnte man den Anteil des Planetenlichts durch Vergleich bestimmen. Für die jetzigen Beobachtungen war diese spezielle Konfiguration nicht nötig. Sie wurden von der Erde aus mit dem Very Large Telescope der ESO gemacht.

Dass den Astronomen es überhaupt gelungen ist, das Spektrum aus dem viele Tausend mal helleren Licht von HR 8799 zu extrahieren, ist eine bemerkenswerte Leistung: "Es ist vergleichbar mit dem Versuch, die Flamme einer Kerze zu analysieren, die in zwei Kilometern Entfernung neben einer 300 Watt Lampe steht", so Janson. Die Beobachtung gelang mit dem Infrarot-Instrument NACO, das über eine leistungsfähige adaptive Optik verfügt, mit der die Luftunruhe der Atmosphäre aus den Bildern herausgefiltert werden kann.

Die neuen Daten zeigen nach Ansicht des Teams, dass man über Atmosphären von extrasolaren Planeten bislang noch sehr wenig weiß: "Was wir im Spektrum sehen, lässt sich nicht mit den bislang verfügbaren Modellen in Überstimmung bringen", urteilt Teammitglied Wolfgang Brandner, ebenfalls vom Max-Planck-Institut für Astronomie. "Entweder benötigen wir eine bessere Beschreibung atmosphärischer Staubwolken oder aber wir müssen akzeptieren, dass sich die Zusammensetzung der Atmosphäre deutlich von dem unterscheidet, was wir bislang angenommen haben."

Das Team hofft nun, bald auch Spektren der anderen zwei Planeten des Systems gewinnen zu können. Dann wäre es möglich, erstmals Daten von drei extrasolaren Planeten eines Systems zu vergleichen. "Das wird sicherlich ein ganz neues Licht auf die Prozesse werfen, die zur Entstehung von Planetensystemen wie dem unsrigen führten", so Janson.

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siehe auch
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Ferne Welten - auf der Suche nach extrasolaren Planeten und der zweiten Erde
Links im WWW
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