EXTRASOLARE PLANETEN
Kleines Teleskop hilft bei Exoplanetenforschung
Redaktion / Pressemitteilung der Universität Stuttgart 
astronews.com
4. Februar 2010

Informationen über die Atmosphären extrasolarer Planeten hat man bislang meist nur mit Hilfe von Weltraumteleskopen gewinnen können. Jetzt hat ein internationales Astronomenteam gezeigt, dass sich auch mit einem alten und relativ kleinen Teleskop einiges erreichen lässt. Sie wiesen mit der Infrared Telescope Facility der NASA auf Hawaii Methan in der Atmosphäre eines Exoplaneten nach.

Künstlerische Darstellung von HD 189733 mit dem vorüberziehenden Planeten. Bild: ESA, NASA und Frederic Pont (Geneva University Observatory)

Amerikanische, britische und deutsche Astronomen haben bewiesen, dass man auch mit einem "David" unter den erdgebundenen Teleskopen Erkenntnisse bei der Erforschung fremder - möglicherweise erdähnlicher - Planeten gewinnen kann, die den Leistungen eines Goliath entsprechen. Die Forscher berichten über ihre Suche nach organischen Molekülen in der Atmosphäre von extrasolaren Planeten in der heutigen Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Nature.

Mit dem 30 Jahre alten Infrarotteleskop der NASA auf dem Vulkan Mauna Kea in Hawaii, dessen Hauptspiegel einen Durchmesser von "nur" drei Metern hat, haben die Wissenschaftler organische Moleküle in der Atmosphäre des 63 Lichtjahre entfernten jupitergroßen Gasplaneten HD 189733b identifiziert. Für ein erdgebundenes Teleskop ist das ein bislang beispielloser Erfolg.

"Die Tatsache, dass wir ein vergleichsweise kleines Teleskop benutzt haben, macht Hoffnung, dass wir mit großen erdgebundenen Teleskopen und deren exzellenten Instrumenten von der Erde aus organische Moleküle in den Atmosphären erdähnlicher fremder Planeten charakterisieren können", so Mark Swain vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA. Bislang waren solche Untersuchungen nur mit satellitengestützten Weltraumteleskopen möglich.

Der Schlüssel zum Erfolg ist eine neue Auswertetechnik von Pieter Deroo vom JPL, an deren Entwicklung unter anderen auch Daniel Angerhausen vom Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart mitgewirkt hat. Mit Hilfe dieser neuen Technik ist es möglich, das extrem schwache Signal des eigentlichen Exoplaneten von dem dominanten Hintergrund der Erdatmosphäre optimal zu trennen.

Zurzeit sind rund 400 Exoplaneten bekannt, die meisten davon sind jupiterähnliche Gasriesen; einige davon könnten aber auch sogenannte "Supererden" sein: riesige Gesteinsplaneten mit einer – wie auch immer gearteten - Atmosphäre. Auch HD 189733b ist ein jupiterähnlicher Gasriese, der seinen sonnenähnlichen Zentralstern in der Konstellation Füchschen alle 2,2 Tage umkreist.

Verschiedene Weltraumteleskope hatten bereits die Signatur von Wasser, Methan und Kohlendioxid in seiner Atmosphäre entdeckt (astronews.com berichtete). HD 189733b weist nämlich eine Besonderheit auf: Er ist der uns am nächsten gelegene Transit-Planet. Er schiebt sich also - von der Erde aus gesehen - regelmäßig vor seine Sonne und verschwindet auch hinter hier. Dies ermöglicht es Astronomen, aus dem hellen Licht des Sterns den Anteil des reflektierten Lichts vom Planeten herauszufiltern, in dem sich dann spektrale Informationen über dessen Atmosphäre finden sollten.

Das Team um Mark Swain hat HD 189733b am 11. August 2007 unter anderem in einem bis dahin nicht abgedeckten infraroten Wellenlängenbereich beobachtet und dort eine starke Methanemission entdeckt, die auf eine starke Aktivität in der Planetenatmosphäre hinweist. Die genauen Ursachen hierfür sollen mit weiteren Beobachtungen geklärt werden. "Das ist nur ein Vorgeschmack auf die Überraschungen, die wir bei der Erforschung von Exoplaneten noch erleben werden", prognostiziert Swain.

Auch Daniel Angerhausen vom IRS wird weiter in diesem Bereich forschen. Zusammen mit seinen amerikanischen Kollegen will er zunächst die neue Analysemethode weiter optimieren und dann auf eigene Beobachtungsdaten anwenden. "Endlich haben wir ein Werkzeug an der Hand, mit dem wir die Stecknadeln im Heuhaufen unserer Datensätze finden können", freut sich der Stuttgarter Physiker und Astronom.