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Erstes direktes Spektrum eines Exoplaneten
von Stefan Deiters
astronews.com
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.
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."
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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