Jungen Planeten beim Wachstum zuschauen

Astrophysiker der Universität Jena fotografieren einen neuen Planetenkandidaten


Jena - Über die Entstehung der Erde können die Astronomen bisher nur mutmaßen. "Die Planeten in unserem Sonnensystem sind einige Milliarden Jahre alt, da sind Rückschlüsse auf die Entstehung schwierig", erläutert Prof. Dr. Ralph Neuhäuser von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Um trotzdem Licht ins Dunkel zu bringen, suchen er und seine Mitarbeiter vom Astrophysikalischen Institut und der Universitäts-Sternwarte den nahen Weltraum nach jungen Sternen ab. "Genau genommen suchen wir nach ihren Begleitern", sagt Neuhäuser. "Wenn wir so einen finden und es ein Planet ist, können wir mehr über deren Entstehung erfahren."

Wichtige Erkenntnisse erhoffen sich die Jenaer Wissenschaftler jetzt von ihrer neuesten Entdeckung: "Es ist uns gelungen, den Begleiter eines Sterns zu fotografieren, der von seiner Masse her durchaus ein Planet sein könnte", berichtet Mitarbeiter Tobias Schmidt. Die Ergebnisse des internationalen Teams werden jetzt in der renommierten Fachzeitschrift "Astronomy & Astrophysics" veröffentlicht. Mit mehreren Aufnahmen konnten die Wissenschaftler bestätigen, dass sich die beiden Objekte gemeinsam am Himmel bewegen und damit zusammengehören. "Der Mutterstern CT Cha im Sternbild Chamäleon ist mit ein paar Millionen Jahren noch sehr jung", erklärt der Jenaer Physiker. Mit dem bloßen Auge ist der von der Erde etwa 550 Lichtjahre entfernte Stern jedoch nicht sichtbar.

Die Bilder des Sterns hat Schmidt am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in der Atacamawüste im Norden Chiles aufgenommen. "Exoplaneten, also Planeten, die außerhalb unseres Sonnensystems liegen, sind leuchtschwache Objekte und werden meist von ihrem Stern überstrahlt", sagt Prof. Neuhäuser. Deshalb sei eine direkte Beobachtung bisher sehr schwierig gewesen. Die seit einigen Jahren verfügbare neue Technik der sogenannten Adaptiven Optik an einem der riesigen Spiegelteleskope des VLT, deren vier Hauptspiegel einen Durchmesser von über acht Metern haben, ermögliche mittlerweile jedoch ausreichend scharfe Bilder. Genauso wichtig ist aber auch die Auswahl der zu beobachtenden Sterne; Neuhäuser beschäftigt sich damit seit 1993.

Abb.: Der helle Mutterstern "CT Cha" mit seinem leuchtschwachen Begleiter (rechts oben), der von seiner Masse her ein Planet sein könnte. Das Farbbild ist zusammengesetzt aus mehreren Infrarotbildern, die in den Jahren 2006, 2007 und 2008 am Very Large Telescope der ESO in Chile gemacht wurden.  (Bild: Tobias Schmidt)

 

Neben dem Begleiter von CT Cha wurden bis jetzt nur zwei ähnliche Objekte direkt aufgenommen, bei denen es sich um Planeten handeln könnte, die um Sterne kreisen. 2005 entdeckte der Neuhäuser auch den ersten Kandidaten GQ Lupi b. Damals wie heute ist noch nicht genau geklärt, ob es sich tatsächlich um einen Planeten oder etwa um einen Braunen Zwerg, ein sternähnliches Objekt, handelt. "Ein Problem ist, dass es bisher keinen Konsens über das obere Massenlimit eines Planeten gibt", erläutert Neuhäuser. Die Vorschläge schwanken zwischen 13 und 30 Jupitermassen, eine Jupitermasse entspricht etwa der 318fachen Masse der Erde. "Unter 13 Jupitermassen findet keine Kernfusion statt, was für Planeten sprechen würde. Jedoch wurden im Bereich bis 30 Jupitermassen kaum Braune Zwerge gefunden, was bedeuten könnte, dass Objekte unterhalb dieser Massegrenze planetar entstehen", so Neuhäuser.

Für den neu entdeckten Begleiter haben die Wissenschaftler eine Masse zwischen 11 und 23 Jupitermassen errechnet. Die Jenaer Astrophysiker halten es für durchaus möglich, dass es sich um einen Planeten handelt. Deshalb hat man ihm die Bezeichnung CT Cha b gegeben, in der das kleine b den Status als Planetenkandidat anzeigt.

Das elektromagnetische Spektrum von CT Cha b haben die Wissenschaftler bereits bestimmt. Damit wollen sie unter anderem herausfinden, wie sich die umgebende Atmosphäre chemisch zusammensetzt und welche Temperatur dort herrscht. "Wir wissen, dass ständig neues Material auf CT Cha b auftrifft - es also noch wächst", so Neuhäuser. Wenn sich bestätigt, dass es sich dabei um einen Planeten handelt, könnten die Jenaer Wissenschaftler nachverfolgen, wie sich ein Planet entwickelt. So könnten sie vielleicht irgendwann klären, wie einst unser Sonnensystem entstanden ist.

Friedrich-Schiller-Universität Jena, Astrophysikalisches Institut und Universitätssternwarte der Universität Jena

 
Weitere Infos:

• Originalarbeit: Schmidt et al., Direct evidence of a sub-stellar companion around CT Cha, Astron. & Astrophys., September 14, 2008
  http://www.astro.uni-jena.de/Users/tobi/CTCha/CTCha.pdf

• Univerität Jena: http://www.uni-jena.de

GWF