Ein verbotenes Paar

Eigentlich dürfte es so etwas gar nicht geben. Nach den bestehenden Theorien über die Planeten­entstehung sollte sich um einen Zwergstern kein Riesenplanet bilden, sondern nur kleinere Gesteins­planeten. Die jüngste Entdeckung der Teleskop­anlage Next-Generation Transit Survey (NGTS) hat diese Auffassung infrage gestellt. NGTS-1b ist ein Planet von der Größe des Jupiters, der um einen Stern kreist, der nur halb so groß ist wie unsere Sonne. Es ist der erste Exoplanet, der mit der NGTS-Teleskop­anordnung in Chile entdeckt wurde. Die Anlage, bei der acht der zwölf Kameras vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) finanziert wurden, ist seit 2015 in Betrieb. „Dieser erste Erfolg des NGTS ist eine große Überraschung für die Entdecker und eine Herausforderung für die Theoretiker", sagt Heike Rauer, Leiterin der Abteilung Extra­solare Planeten und Atmosphären des DLR-Instituts für Planeten­forschung.

Der Stern NGTS-1 mit dem neu entdeckten Planeten NGTS-1b liegt rund 600 Lichtjahre von uns entfernt am Südhimmel im Sternbild Taube. Gängige Theorien besagen, dass bei der Entstehung eines Sterns nur ein gewisser Prozent­satz an Masse für die dazugehörigen Planeten zur Verfügung steht. In unserem Sonnen­system sind beispielsweise mehr als 99 Prozent aller Masse in der Sonne vereint und nicht einmal ein Prozent in den acht Planeten, den Kometen und Asteroiden. Da Zwergsterne nicht genug Material ansammeln können, um so große Planeten hervorzubringen, gerät die Theorie der Planeten­entstehung bei NGTS-1 und NGTS-1b an ihre Grenzen.

Das Next-Generation Transit Survey wird von Wissenschaftlern des DLR-Instituts für Planeten­forschung zusammen mit einem internationalen Team am Paranal-Observatorium der Europäischen Südstern­warte (European Southern Observatory, ESO) in etwa 2600 Meter Höhe in der Atacama­wüste im Norden Chiles betrieben. Die Luft ist dort extrem trocken und ermöglicht an mehr als 350 Tagen im Jahr mit die besten Beobachtungs­bedingungen auf der ganzen Erde. Die Anlage ist auf großflächige Beobachtungen angelegt und besteht aus zwölf vergleichsweise kleinen Einzel­teleskopen, von denen jedes einen Durchmesser von 20 Zentimetern hat. Die Suche nach extra­solaren Planeten in den Tiefen des Alls erfolgt mit der Transitmethode.

Dabei wird das Licht der Sterne mit hoch­empfindlichen digitalen Sensoren aufgenommen und mit aufwändigen Analyse­methoden nach winzigen sogenannten Dips durchforstet. Dips sind Abschwächungen in der Helligkeit eines Sterns von einem Zehntel bis zu einem Hundertstel Prozent, die durch einen vorbei­ziehenden Planeten hervorgerufen werden. NGTS sucht diese Transits der Exoplaneten vollkommen automatisch. Dabei wird kontinuierlich die Helligkeit von mehreren Hunderttausend vergleichsweise hellen Sternen mit einer Genauigkeit von einer tausendstel Magnitude am Südhimmel vermessen. „Eine solche Präzision ist uns mit boden­gebundenen Instrumenten für großflächige Himmels­durch­musterungen zuvor nie gelungen", ergänzt DLR-Wissenschaftlerin Rauer.

Das NGTS wurde von einem Konsortium britischer, schweizerischer und deutscher Institutionen errichtet. Das DLR war am Aufbau der Teleskop­anlage, den Beobachtungen sowie den Auswertungen der Mess­daten maßgeblich beteiligt. Die gewonnen Daten werden im ESO-Archiv gespeichert und sind von dort für Astronomen auf der ganzen Welt zugänglich. Im NGTS-Konsortium arbeiten Experten aus der University of Warwick, der Queen’s University of Belfast, der University of Leicester, der University of Cambridge (alle Großbritannien), der Universität Genf (Schweiz) und dem DLR in Berlin zusammen.

DLR / DE