Bislang leichtester abgebildeter Exoplanet
Planet mit vier bis fünf Jupitermassen wäre der masseärmste direkt beobachtete außerhalb unseres Sonnensystems.
Obwohl mittlerweile fast eintausend extrasolare Planeten indirekt nachgewiesen wurden, haben Astronomen bislang nur ein Dutzend Exoplaneten direkt beobachtet. Neun Jahre nachdem mit dem Very Large Telescope der ESO die erste Aufnahme eines Exoplaneten überhaupt gelungen ist, hat dasselbe Wissenschaftlerteam nun das vermutlich bislang leichteste dieser Objekte mit der Kamera eingefangen.
Abb.: Der neuentdeckte Planet umläuft den jungen Stern HD 95086 (ausgeblendet; Symbol) in einer Entfernung, die in etwa dem 56-fachen Abstand zwischen Erde und Sonne entspricht, bzw. dem doppelten Abstand zwischen Sonne und Neptun (blaue Linie). Das System ist etwa 300 Lichtjahre von uns entfernt. (Bild: ESO / J. Rameau)
„Die direkte Abbildung von extrasolaren Planeten ist eine besonders anspruchsvolle Methode, die die allerbesten Instrumente erfordert, entweder bodengebunden oder im Weltall”, erklärt Julien Rameau vom Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble. „Nur einige wenige Planeten wurden bislang direkt beobachtet, was jede einzelne Entdeckung zu einem wichtigen Meilenstein auf dem Weg zum Verständnis von Gasplaneten und ihrer Entstehung macht.”
In den neuen Beobachtungen taucht der Planetenkandidat als lichtschwacher, aber deutlich sichtbarer Punkt nahe dem Stern HD 95086 auf. Anschließende Beobachtungen haben dann gezeigt, dass er sich zusammen mit dem Stern langsam über den Himmel bewegt. Das wiederum legt die Vermutung nahe, HD 95086b befinde sich auf einer Umlaufbahn um den Stern. Anhand seiner Helligkeit lässt sich seine Masse auf einen Wert von vier bis fünf Jupitermassen eingrenzen.
Das Astronomenteam hat seine Beobachtungen mit NACO durchgeführt, einer Kamera mit adaptiver Optik, die an einem der 8,2-Meter Hauptteleskope des Very Large Telescope (VLT) der ESO montiert ist und die zu großen Teilen in Deutschland entwickelt und gebaut wurde. Dieses Instrument ermöglicht es, die durch Turbulenzen in der Erdatmosphäre verursachte Unschärfe der Bilder zu beseitigen. Die Beobachtungen wurden im Infrarotbereich unter Verwendung differentieller Abbildung durchgeführt, wobei sich der Kontrast zwischen dem Planeten und dem blendend hellen Stern nochmal verbessert.
Das junge Alter des Sterns von nur etwa 10 bis 17 Millionen Jahren brachte die Astronomen zu der Erkenntnis, der neuentdeckte Planet sei innerhalb der Gas- und Staubscheibe, die den Stern umgibt, entstanden. „Seine derzeitige Position wirft Fragen über seine Entstehung auf. Entweder ist er auf seine derzeitige Größe gewachsen, indem er zuerst das Gestein angesammelt hat, das seinen festen Kern bildet, und anschließend langsam das Gas aus der Umgebung angezogen hat, das seine dichte Atmosphäre bildet, oder aber er ist aus einem Gasklumpen entstanden, der sich durch Gravitationsinstabilitäten in der Scheibe ausgebildet hat”, erläutert Teammitglied Anne-Marie Lagrange. „Wechselwirkungen zwischen dem Planeten und der Scheibe selbst oder mit einem anderen Planeten könnten ebenfalls dafür gesorgt haben, dass sich der Planet von seinem Geburtsort wegbewegt hat.” Die Modellierung dieser Entstehungszenarien des Planeten war die Aufgabe der Heidelberger Wissenschaftler Christoph Mordasini und Hubertus Klahr.
Gaël Chauvin, ein weiteres Mitglied der Gruppe, folgert: „Die Helligkeit des Sterns verleiht HD 95086b eine geschätzte Temperatur von etwa 700 Grad Celsius. Das ist kühl genug für die Existenz von Wasserdampf oder vielleicht sogar Methan in der Atmosphäre. Er wird ein großartiges Objekt für Untersuchungen mit dem in Kürze bereitstehenden SPHERE-Instrument am VLT sein. Vielleicht kann man damit sogar weitere Planeten im Inneren des Systems sichtbar machen – wenn es sie denn gibt.”
ESON / OD
