EXTRASOLARE PLANETEN
"Super-Erde" um mu Arae?
von Stefan Deiters
astronews.com
26. August 2004

Europäische Astronomen haben den bislang masseärmsten Planeten aufgespürt, der einen anderen Stern umrundet: Die ferne Welt umkreist den Stern mu Arae und hat etwa die 14-fache Masse der Erde. Damit liegt der Planet im Grenzbereich zwischen Gasplaneten und erdähnlichen Welten.

Der Kuppelbau des 3,6 Meter Teleskops in La Silla (oben links), das eigentliche Teleskop (oben rechts) und das Instrument HARPS im Testlabor (unten). Foto: ESO

Seit Entdeckung des ersten extrasolaren Planeten im Jahr 1995 haben Astronomen über 120 andere Welten um ferne Sonnen aufgespürt. Unser Sonnensystem ist also alles andere als einzigartig. Doch bislang gelang es nicht, eine zweite Erde aufzuspüren: Alle fernen Planeten ähnelten mehr dem Gasriesen Jupiter, was sich auch aus der verwendeten Methode erklärt, die die Teams verwendeten, um diese Planeten aufzuspüren.

Die meisten fernen Welten wurden nämlich durch die so genannten Radialgeschwindigkeits-Methode entdeckt, bei der man nach einem leichten "Wackeln" des Zentralsterns sucht, das der Planet beim Umlaufen verursacht. Dieses Wackeln ist umso deutlicher, je größer der Planet ist und je dichter er seine jeweilige Sonne umrundet. Planeten von der Größe der Erde können beispielsweise so überhaupt nicht aufgespürt werden: Ihr Einfluss auf das Zentralgestirn ist zu gering, um es von der Erde aus zu beobachten.

Die Methoden, um dieses "Wackeln" zu entdecken, werden aber immer ausgefeilter: Mit Hilfe des Instrumentes HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher), das am 3,6 Meter Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) in La Silla montiert ist, werden sehr genaue Messungen der Radialgeschwindigkeit (also des "Wackelns") eines Sterns möglich. Und das neue Instrument machte sich nun bezahlt.

In rund 50 Lichtjahren Entfernung liegt der sonnenähnliche Stern mu Arae, der im südlichen Sternbild Altar zu finden ist. Es ist ein Stern fünfter Größenklasse und somit auch noch mit bloßem Auge zu erkennen. Um mu Arae fanden Astronomen bereits einen Planeten von etwa Jupitergröße, der den Stern alle 650 Tage einmal umrundet. Allerdings deuteten gewisse Störungen in den Beobachtungen darauf hin, dass es noch einen weiteren Planeten oder auch einen Stern geben muss.

Die neuen Beobachtungen mit dem HARPS-Instrument, kombiniert mit anderen Daten, bestätigten nun diese Vermutung: "Die Beobachtungen haben nicht nur all das bestätigt, was wir über den Stern wissen, sie haben auch gezeigt, dass es einen weiteren Planeten in einem sehr nahen Orbit gibt. Und dieser neue Planet scheint der kleinste Planet zu sein, der bislang um einen anderen Stern entdeckt wurde. Das macht das mu Arae-System sehr faszinierend", so Francois Bouchy, der an den Beobachtungen beteiligt war.

Die Wissenschaftler hatten während acht Nächten im Juni 2004 mu Arae wiederholt untersucht und die Radialgeschwindigkeit des Sterns gemessen. Hauptziel der Beobachtungen war allerdings nicht das Auffinden eines neuen Planeten, sondern die Forscher waren vielmehr an dem Nachweis von akustischen Wellen interessiert, die die Oberfläche des Sterns pulsieren lassen und aus denen man wertvolle Rückschlüsse auf das Innere eines Sterns ziehen kann. Dieses Astero-Seismologie genannte Verfahren ähnelt der Methode, die auch Seismologen verwenden, um durch Schallwellen mehr über das Erdinnere zu erfahren.

Bei diesen Messungen entdeckten die Astronomen eine 9,5-tägige Periode, die den akustischen Signalen überlagert war - ein weiterer Planet. Doch dies war nicht die einzige Überraschung: Als die Forscher die Masse des Planeten bestimmten, kamen sie auf die 14-fache Masse unserer Erde, was einem neuen Rekord entspricht - noch nie wurde ein Planet um einen anderen Stern entdeckt, der so massearm war. Der neue Fund liegt mit dieser Masse nämlich in etwa an der Grenze zwischen den Gasriesen und erdähnlichen Planeten. Nach aktuellen Theorien über die Planetenentstehung könnte es sich um eine Art "Super-Erde" handeln, einen Planeten also, der aus einem Gesteinskern besteht und von einer Gashülle umgeben ist, die etwa ein Zehntel der Gesamtmasse ausmacht.