13.11.2008
Erste Photos von Exo-Planeten
Wissenschaftler präsentieren ein Infrarot-Bild von gleich drei Planeten um einen 130 Lichtjahre entfernten Stern.
- Familienporträt ferner Welten
Über 300 Planeten bei anderen Sternen haben die Astronomen bislang aufgespürt. Direkte Beobachtungen dieser fernen Welten sind allerdings noch die Ausnahme - die weitaus meisten der Exoplaneten konnten die Forscher nur mit indirekten Methoden nachweisen. Doch jetzt präsentiert ein internationales Team in "Science" ein Infrarot-Bild von gleich drei Planeten um einen 130 Lichtjahre entfernten Stern. Und eine zweite Gruppe von Astronomen meldet ebenfalls in "Science" die erste optische Aufnahme eines Exoplaneten.
"Wenn wir bislang neue Planeten bei einem Stern aufgespürt haben, so konnten wir nur eine Schlangenlinie in einem Diagramm sehen, dass entweder die Geschwindigkeit des Sterns oder seine Helligkeit darstellt", erklärt Bruce Macintosh vom Lawrence Livermore National Laboratory in den USA. "Doch nun haben wir ein echtes Bild, das die Planeten selbst zeigt, und das macht die ganze Sache natürlich schlagartig noch viel interessanter." Denn nun könne man die Bahnbewegung der Planeten direkt verfolgen und aus ihrem Licht künftig sogar Informationen über ihre chemische Zusammensetzung und ihre Atmosphäre gewinnen.
Macintosh und seine Kollegen hatten den Stern HR 8799 zunächst im Oktober 2007 mit dem Gemini-Nord-Teleskop im nahen Infrarot-Bereich beobachtet und dabei zwei unscheinbare Pünktchen neben dem Stern entdeckt. Weitere Beobachtungen in diesem Sommer mit einem der Keck-Teleskope zeigten nicht nur zwei, sondern sogar drei kleine Punkte neben dem Stern - und diese Punkte bewegten sich auf Bahnen um den Stern herum. Es handelt sich also tatsächlich um drei Planeten, die HR 8799 umkreisen. Die Himmelskörper ziehen ihre Bahnen im 25-, 40- und 70-fachen Abstand Erde-Sonne um ihren Stern, ihre Massen liegen zwischen dem sieben- und dem zehnfachen der Masse des Planeten Jupiter in unserem Sonnensystem.
HR 8799 ist mit einem Alter von 60 Millionen Jahren ein noch junger Stern. Zum Vergleich: Unsere Sonne ist 4,5 Milliarden Jahre alt. Die Planeten des Sterns sind deshalb ebenfalls jung und glühen noch - und verraten sich deshalb leichter durch ihre Infrarot-Strahlung als ältere Planeten. Die Beobachtungen von HR 8799 gehören zu einem Projekt, bei dem die Astronomen 80 junge Sterne in der näheren Nachbarschaft unserer Sonne auf Planeten untersuchen wollen. Macintosh und seine Kollegen betonen, dass sie die drei Planeten bereits nach der Beobachtung einiger weniger Sterne gefunden hätten - es sei also sehr wahrscheinlich, dass es bei vielen dieser Sterne ähnliche Systeme mit Riesenplaneten gäbe.
Das optische Foto eines jupitergroßen Riesenplaneten gelang Paul Kalas von der University of California in Berkeley und seinem Team mit dem Hubble Space Telescope. Der Planet umkreist den 25 Lichtjahre entfernten Stern Fomalhaut im 119-fachen Abstand Erde-Sonne.
"Dass diese Entdeckung im Bereich des sichtbaren Lichts möglich war, ist eine große Überraschung", sagt Kalas. Denn bei dem großen Abstand von Fomalhaut reflektiere ein Planet von der Größe Jupiters eigentlich viel zu wenig Licht, um noch sichtbar zu sein. "Eine mögliche Erklärung wäre, dass der Planet von einem gewaltigen Ringsystem umgeben ist, viel größer als das Ringsystem des Saturn."
Sowohl bei HR 8799 als auch bei Fomalhaut lassen die Orbits der Riesenplaneten ausreichend Platz für erdähnliche Planeten auf stabilen Umlaufbahnen näher an den Sternen. Noch liegen solche Planeten weit jenseits der Nachweismöglichkeiten der Astronomen. Doch die Bilder der Riesenplaneten machen Hoffnung, dass schon mit der nächsten Fernrohr-Generation, wie etwa dem als Nachfolger für Hubble geplanten James Webb Space Telescope, eine direkte Beobachtung erdähnlicher Planeten bei anderen Sternen möglich ist.
Rainer Kayser
Weitere Infos:
Weitere Literatur:
Über 300 Planeten bei anderen Sternen haben die Astronomen bislang aufgespürt. Direkte Beobachtungen dieser fernen Welten sind allerdings noch die Ausnahme - die weitaus meisten der Exoplaneten konnten die Forscher nur mit indirekten Methoden nachweisen. Doch jetzt präsentiert ein internationales Team in "Science" ein Infrarot-Bild von gleich drei Planeten um einen 130 Lichtjahre entfernten Stern. Und eine zweite Gruppe von Astronomen meldet ebenfalls in "Science" die erste optische Aufnahme eines Exoplaneten.
Abb.: Entdeckungsbild: Die Aufnahme des Gemini-Teleskops von HR 8799. Der Stern selbst ist durch eine Blende abgedeckt. Die beiden Planeten b und c sind mit Kreisen markiert. (Quelle: Gemini Observatory)
"Wenn wir bislang neue Planeten bei einem Stern aufgespürt haben, so konnten wir nur eine Schlangenlinie in einem Diagramm sehen, dass entweder die Geschwindigkeit des Sterns oder seine Helligkeit darstellt", erklärt Bruce Macintosh vom Lawrence Livermore National Laboratory in den USA. "Doch nun haben wir ein echtes Bild, das die Planeten selbst zeigt, und das macht die ganze Sache natürlich schlagartig noch viel interessanter." Denn nun könne man die Bahnbewegung der Planeten direkt verfolgen und aus ihrem Licht künftig sogar Informationen über ihre chemische Zusammensetzung und ihre Atmosphäre gewinnen.
Macintosh und seine Kollegen hatten den Stern HR 8799 zunächst im Oktober 2007 mit dem Gemini-Nord-Teleskop im nahen Infrarot-Bereich beobachtet und dabei zwei unscheinbare Pünktchen neben dem Stern entdeckt. Weitere Beobachtungen in diesem Sommer mit einem der Keck-Teleskope zeigten nicht nur zwei, sondern sogar drei kleine Punkte neben dem Stern - und diese Punkte bewegten sich auf Bahnen um den Stern herum. Es handelt sich also tatsächlich um drei Planeten, die HR 8799 umkreisen. Die Himmelskörper ziehen ihre Bahnen im 25-, 40- und 70-fachen Abstand Erde-Sonne um ihren Stern, ihre Massen liegen zwischen dem sieben- und dem zehnfachen der Masse des Planeten Jupiter in unserem Sonnensystem.
HR 8799 ist mit einem Alter von 60 Millionen Jahren ein noch junger Stern. Zum Vergleich: Unsere Sonne ist 4,5 Milliarden Jahre alt. Die Planeten des Sterns sind deshalb ebenfalls jung und glühen noch - und verraten sich deshalb leichter durch ihre Infrarot-Strahlung als ältere Planeten. Die Beobachtungen von HR 8799 gehören zu einem Projekt, bei dem die Astronomen 80 junge Sterne in der näheren Nachbarschaft unserer Sonne auf Planeten untersuchen wollen. Macintosh und seine Kollegen betonen, dass sie die drei Planeten bereits nach der Beobachtung einiger weniger Sterne gefunden hätten - es sei also sehr wahrscheinlich, dass es bei vielen dieser Sterne ähnliche Systeme mit Riesenplaneten gäbe.
Das optische Foto eines jupitergroßen Riesenplaneten gelang Paul Kalas von der University of California in Berkeley und seinem Team mit dem Hubble Space Telescope. Der Planet umkreist den 25 Lichtjahre entfernten Stern Fomalhaut im 119-fachen Abstand Erde-Sonne.
"Dass diese Entdeckung im Bereich des sichtbaren Lichts möglich war, ist eine große Überraschung", sagt Kalas. Denn bei dem großen Abstand von Fomalhaut reflektiere ein Planet von der Größe Jupiters eigentlich viel zu wenig Licht, um noch sichtbar zu sein. "Eine mögliche Erklärung wäre, dass der Planet von einem gewaltigen Ringsystem umgeben ist, viel größer als das Ringsystem des Saturn."
Sowohl bei HR 8799 als auch bei Fomalhaut lassen die Orbits der Riesenplaneten ausreichend Platz für erdähnliche Planeten auf stabilen Umlaufbahnen näher an den Sternen. Noch liegen solche Planeten weit jenseits der Nachweismöglichkeiten der Astronomen. Doch die Bilder der Riesenplaneten machen Hoffnung, dass schon mit der nächsten Fernrohr-Generation, wie etwa dem als Nachfolger für Hubble geplanten James Webb Space Telescope, eine direkte Beobachtung erdähnlicher Planeten bei anderen Sternen möglich ist.
Rainer Kayser
Weitere Infos:
- Originalarbeiten:
C. Marois et al. , "Direct Imaging of Multiple Planets Orbiting the Star HR 8799", Science Express
http://dx.doi.org/10.1126/science.1166585 - P. Kalas et al., "Optical Images of an Exosolar Planet 25 Light-Years from Earth", Science Express
http://dx.doi.org/10.1126/science.1166609 - Lawrence Livermore National Laboratory:
http://www.llnl.gov/ - University of California, Berkeley:
http://berkeley.edu/ - Gemini Observatory:
http://www.gemini.edu/ - Keck Observatory:
http://www.keckobservatory.org/ - Hubble Space Telescope:
http://www.stsci.edu/
Weitere Literatur:
- P. Kalas, J. R. Graham und M. Clampin, "A planetary system as the origin of structure in Fomalhaut's dust belt", Nature 435, 1067 (2005).
- A. Quillen, "Predictions for a planet just inside Fomalhaut's eccentric ring", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 372, L14 (2006)
GWF
