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Neue Optik für bessere Bilder von Exoplaneten
Redaktion
/ Pressemitteilung der ETH Zürich
astronews.com
6. Juli 2010
Das Very Large Telescope (VLT) der europäischen Südsternwarte ESO
in Chile liefert schon jetzt zuweilen erstaunliche Daten und Bilder von
extrasolaren Planeten. Mithilfe einer neuen Optik könnten in Zukunft noch
bessere Aufnahmen der fernen Welten gelingen. Erste Tests des Apodizing
Phase Plate (APP) genannten Systems verliefen vielversprechend.
Bild eines einzelnen Sterns aufgenommen mit
der neuen APP Optik. Auf der rechten Seite des
Sterns sind Beugungsringe zu erkennen, welche
durch Lichtbrechung am Teleskop entstehen. Diese
sind normalerweise unvermeidbar und umgeben den
ganzen Stern, was die Entdeckung einer schwachen
Lichtquelle in seiner Nähe praktisch
verunmöglicht Die APP Optik unterdrückt das
Ringmuster jedoch auf der linken Seite des
Sterns, was zu einem deutlicheren Bild und
wesentlich höherer Empfindlichkeit führt. Die
Pixel stammen von der Teleskop-Kamera. Um beide
Seiten eines Sterns zu untersuchen, kann die
Kamera gedreht werden.
Bild: Sascha Quanz / ETH Zürich |
Das Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO)
auf dem Gipfel des Paranal in Chile hat in der Vergangenheit immer
wieder spektakuläre Resultate über extrasolare Planeten geliefert.
Bisher ist es jedoch nur bei einer Handvoll von Exoplaneten gelungen,
direkte Bilder von ihnen aufzunehmen. Nun soll eine neue Optik, die von
einer internationalen Forschergruppe unter der Leitung des Instituts für
Astronomie der ETH Zürich und der Sterrewacht Leiden (NL) entwickelt
wurde, die Suche nach und das direkte Fotografieren von Exoplaneten
erleichtern. Erste Aufnahmen eines bekannten Exoplaneten sind bereits
gelungen, die Resultate werden in Kürze in Fachzeitschriften publiziert.
Koronografen werden eingesetzt, um die helle Lichtscheibe eines Sterns
abzudecken, so dass die sogenannte Korona, der feine Strahlenkranz um
einen Stern oder lichtschwächere Objekte in unmittelbarer Nähe des
Sterns besser beobachtet werden können. Dabei muss das Licht im
richtigen Maße abgedämpft werden, wie man das zum Beispiel von
Sonnenfinsternissen her kennt. Die meisten Koronografen verwenden zwei
optische Komponenten, die exakt aufeinander abgestimmt sein müssen, um
das Licht des angepeilten Sterns zu unterdrücken.
Die neu entwickelte Optik namens Apodizing Phase Plate (APP)
verwendet nur eine, welche gezielt die Streuung des Sternenlichts
minimiert. Das APP nutzt dafür die Eigenschaften des Lichts, um die
störenden Beugungsmuster auf einer Seite des Sterns aufzuheben. Die
Oberfläche der neuen Optik, durch die das Licht des Teleskops geschickt
wird, lässt sogenannte Phasenvariationen entstehen, welche die
Lichtwellen verändern.
"Wenn man im Ozean taucht und gen Himmel blickt, sieht man einen
annähernd vergleichbaren Effekt. Das Sonnenlicht wird an den Wellen der
Wasseroberfläche gebeugt und lässt den Himmel und die Wolken ganz anders
erscheinen. Unsere Optik funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip",
erklärt Sascha Quanz vom Institut für Astronomie der ETH Zürich und
Hauptautor der Studie.
Was die neue APP Technik leistet, konnte das Team der ETH Zürich und des
Observatoriums Leiden nun an einem Beispiel unter Beweis stellen. Erst
Anfang Juni meldete die ESO, dass es Dr. Anne-Marie Lagrange vom
Laboratoire d'Astrophysique in Grenoble am VLT gelungen ist, die
Bewegung eines Exoplaneten, der den hellen Stern Beta Pictoris umkreist,
direkt zu beobachten (astronews.com berichtete). Das Team konnte nun mit
Hilfe der neuen Optik diese Entdeckung rund um Beta Pic b – wie der
Exoplanet offiziell heißt – bestätigen.
Zudem konnten sie Daten liefern, die den Planeten Beta Pic b an einem
weiteren Punkt seiner Umlaufbahn zeigen. Eine Umlaufbahn, die bis vor
kurzem Rätsel aufgeben hat. Da die APP in einem leicht anderen
Wellenlängenbereich arbeitet als der Filter, der von Lagrange verwendet
wurde, konnte das Team zusätzlich Informationen über die Temperatur und
die Atmosphäre des Exoplaneten sammeln.
Sascha Quanz fasst die Resultate wie folgt zusammen: "Zwar war dieser
Exoplanet schon vorher bekannt, doch die Resultate zeigen klar die
Kapazitäten der neuen Technologie. Sie ist einfach anzuwenden, weil sie
keine spezielle Ausrichtung auf den Zielstern erfordert. Nun sollte es
uns möglich sein, weitere Exoplaneten nah an ihrem Mutterstern zu
finden, wo die meisten Planeten auch vermutet werden."
Doch auch andere Forschungsgebiete können von der neuen APP-Technologie
profitieren. "Wir sind gespannt, wie die Astronomen des VLTs die neuen
Kapazitäten für ihre Forschung zukünftig einsetzen. Sie kann ja nicht
nur für extrasolare Planeten verwendet werden, sondern auch für andere
lichtschwache Strukturen um junge Sterne oder Quasare", freut sich Prof.
Michael R. Meyer, Co-Autor und Projektleiter des APPs. In Zukunft
könnten Daten des Teleskops dabei helfen, neue Exoplaneten zu entdecken
und die Temperatur und gegebenenfalls die Masse besser zu bestimmen.
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