Start für neuen Planetenjäger

„Exoplanets in Transits and their Atmo­spheres“ - kurz ExTrA: die jüngste Erweiterung des La-Silla-Obser­vatoriums der ESO im Norden Chiles, hat erfolgreich seine ersten Beobach­tungen durch­geführt. ExTrA wurde entwickelt, um nach Planeten um nahe­gelegene rote Zwergsterne zu suchen und deren Eigen­schaften zu untersuchen. ExTrA ist ein fran­zösisches Projekt, das vom Euro­päischen Forschungsrat und der französischen Agence National de la Recherche finanziert wird. Die Teleskope werden von Grenoble in Frankreich aus ferngesteuert.

Um Exo­planeten aufzuspüren und zu studieren, verwendet ExTrA drei 0,6-Meter-Tele­skope. Sie überwachen regel­mäßig die Licht­menge, die von vielen roten Zwerg­sternen empfangen wird, und suchen nach einem leichten Helligkeits­abfall, der dadurch verur­sacht werden könnte, dass ein Planet vor einem Stern vorbei­zieht und dabei einen Teil seines Lichts abdeckt. „La Silla wurde aufgrund der hervor­ragenden atmo­sphärischen Bedingungen als Standort für die Teleskope ausgewählt“, erklärt Xavier Bonfils, der leitende Wissen­schaftler des Projekts. „Die Art von Licht, die wir beobachten – nahes Infrarot – wird sehr leicht von der Erd­atmosphäre absorbiert, so dass wir möglichst trockene und dunkle Bedingungen benötigen. La Silla passt perfekt zu unseren Spezi­fikationen.“

Bei der Transit­methode wird die Hellig­keit des untersuchten Sterns mit anderen Referenz­sternen verglichen, um winzige Verän­derungen zu erkennen. Vom Boden aus ist es jedoch schwierig, auf diese Weise ausreichend genaue Messungen durchzu­führen, um kleine, erdgroße Planeten zu detek­tieren. Durch die Verwendung eines neuar­tigen Ansatzes, der auch Infor­mationen über die Helligkeit der Sterne in vielen verschie­denen Farben enthält, überwindet ExTrA jedoch einige dieser Ein­schränkungen.

Die drei ExTra-Teleskope sammeln das Licht des Zielsterns und zusätz­lich auch das von vier Vergleichs­sternen und leiten es durch Lichtwellen­leiter in einen Multiobjekt-Spektro­grafen. Dieser innovative Ansatz, spektro­skopische Informationen zur herkömm­lichen Photo­metrie hinzu­zufügen, trägt dazu bei, die störende Wirkung der Erdat­mosphäre sowie die durch Instrumente und Detektoren hervor­gerufenen Effekte abzu­schwächen und die erreich­bare Präzision zu erhöhen.

Da ein vorge­gebener Planet bei einem solchen Transit im Falle eines kleineren Sterns einen größeren Anteil des Lichts eines blockieren wird, konzen­triert sich ExTrA auf nahege­legene Beispiele einer bestimmten Art von kleinen, hellen Sternen, die man als M-Zwerge bezeichnet und die in der Milch­straße relativ häufig vorkommen. Von solchen Sternen wird erwartet, dass sie viele erdgroße Planeten beher­bergen, was sie zu den Haupt­zielen von Astro­nomen macht, die ferne Welten entdecken und erforschen wollen, die für Leben zugänglich sein könnten. Der der Sonne am nächsten gele­gene Stern, Proxima Centauri, ist ein solcher M-Zwerg und hat einen ihn umkrei­senden Planeten im Bereich einer Erdmasse.

Diese bisher nicht nachweis­baren erdähn­lichen Welten zu finden, ist nur eines von zwei Haupt­zielen von ExTrA. Das Teleskop wird die Planeten näher untersuchen. die es entdeckt, indem es ihre Eigen­schaften bewertet und ihre chemische Zusammen­setzung ermittelt, um festzu­stellen, wie ähnlich sie der Erde sein könnten. „Mit ExTrA können wir einige der grund­legenden Fragen über Planeten in unserer Galaxie beantworten. Wir hoffen, die Gemeinsam­keiten dieser Planeten, das Verhalten von Mehrfach­planeten­systemen und die verschie­denen Umge­bungen, die zu ihrer Entstehung führen, erfor­schen zu können“, fügt Jose-Manuel Almenara hinzu.

Bonfils blickt gespannt in die Zukunft: „Mit der nächsten Gene­ration von Tele­skopen, wie dem Ex­tremely Large Telescope der ESO, können wir vielleicht die Atmo­sphären der Exo­planeten untersuchen, die ExTra gefunden hat, um die Lebens­fähigkeit dieser Welten zu beurteilen, um das Leben, wie wir es kennen, zu unter­stützen. Die Erforschung der Exopla­neten bringt das, was einst Science Fiction war, in die Welt der wissen­schaftlichen Tatsachen.“

ESO / JOL