Gestern abend wurde die Entdeckung von drei neuen extrasolaren Planeten verkündet. Alle bewegen sich um den selben Stern und alle sind vermutlich sehr klein – nur ein bisschen größer als unsere Erde. Diese Entdeckung ist nicht nur für sich alleine gesehen sehr interessant. Auch die restlichen (vorläufigen) Ergebnisse der zugrundeliegenden Beobachtungskampagne sind sehr aufschlußreich: fast jeder dritte Stern könnte Planeten haben!


Drei neue Super-Erden

In Nantes in Frankreich findet zur Zeit eine Konferenz zum Thema “Extra Solar Super-Earths” statt. Und dort wurde gestern die Entdeckung von drei Planeten um den Stern HD 40307 statt. Das besondere an dieser Entdeckung ist nicht die Tatsache, dass man gleich mehrere Planeten gefunden hat (Sterne mit drei und mehr Planeten sind schon einige bekannt) sondern die geringe Masse der drei Planeten. Der kleinste dieser drei Planeten – HD 40307b mit etwa der vierfachen Masse der Erde- ist nur wenig schwerer als der bisher kleinste bekannte Exoplanet. Die anderen beiden Planeten (mit etwa der sieben- und zehnfachen Masse der Erde) belegen Platz 6 und 9 in der “Rangliste” der kleinsten Planeten (hier sind die Pulsarplaneten ausgenommen, die sich allerdings auch nicht um einen “normalen” Stern bewegen sondern um einen Neutronenstern).

Gleich drei Planeten mit so geringer Masse in einem System zu entdecken ist außergewöhnlich. Die bisher entdeckten extrasolaren Planetensysteme sind ja meistens unserem eigenen Sonnensystem sehr unähnlich. Die meisten der bekannten Exoplaneten sind sehr groß (größer als Jupiter, der größte Planet in unserem Sonnensystem) und befinden sich sehr nahe an ihrem Stern (näher als Merkur, der sonnennächste Stern in unserem Sonnensystem). Wissenschaftler sind schon lange auf der Suche nach Planeten und Systemen die unserem Planetensystem ähnlicher sind. Die Entdeckung der Planeten um HD 40307 stellt hier einen wichtigen Schritt dar: nun hat man erstmals ein System entdeckt, in dem sich viele kleine Planeten befinden: so wie in unserem Sonnensystem!

Kleine Planeten sind schwer zu finden

Warum haben wir bis jetzt hauptsächlich große Planeten entdeckt? Das liegt erstmal an den verwendeten Methoden. Die meisten Exoplaneten wurden mit der sogenannten Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt. Das funktioniert folgendermassen: nicht nur der Planet wird gravitativ vom Stern beeinflusst sondern auch ein klein wenig der Stern vom

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Planet. Der Planet bewegt sich also um den seinen Stern – und der “wackelt” gleichzeitig ein kleines bisschen hin und her (siehe Bild rechts). Von der Erde aus gesehen bewegt sich der Stern also mal ein wenig auf uns zu, dann wieder von uns weg. Das führt dazu, dass sich auch die Frequenz des vom Stern ausgesandten Lichts in periodischen Abständen größer bzw. kleiner wird. Und das kann man messen! Und mit viel Rechnerei lässt sich aus dieser periodischen Frequenzverschiebung dann ableiten, ob und welche Planeten dort existieren. Natürlich ist das “Wackeln” umso größer, je schwerer der Planet ist und je näher er sich beim Stern befindet. Diese Planeten sind also viel leichter zu entdecken – es ist also nicht verwunderlich, wenn wir vorerst hauptsächlich solche Planeten entdecken.

Auch die zweite wichtige Methode zur Planetenentdeckung bevorzugt große Planeten. Bei der Transitmethode beobachtet man das Licht, das ein Stern ausstrahlt. Wenn von der Erde aus gesehen nun zufällig gerade ein Planet vor dem Stern vorüberzieht, dann erreicht uns kurzfristig ein klein wenig Licht als vorher – in etwa so wie bei einer Sonnenfinsternis auf der Erde: hier bedeckt der Mond unsere Sonne und wir sehen weniger Licht. Auch bei dieser Methode lassen sich größere Planeten leichter entdecken als kleinere.

Natürlich arbeiten die Astronomen ständig daran, ihre Instrumente und Methoden zu verbessern. Deswegen werden in letzter Zeit auch immer kleinere Planeten entdeckt. Eines dieser hochgenauen Instrumente ist der High Accuracy Radial velocity
Planet Searcher
(HARPS). Mit diesem von der ESO (Europäische Südsternwarte) Instrument des Genfer Observatoriums das bei der ESO in Chile betriebenen wird konnten auch die Planeten um HD 40307 entdeckt werden.

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Kommentare (7)

  1. #1 Andylee
    17. Juni 2008

    Wow!

    Toller Artikel!
    Damit rückt Star Trek ja mehrere Lichtjahre näher *zwinker*

    Achja: vor wenigen Tagen war im TV eine Doku über Stargate und Wissenschaft, also die wissenschaftliche Grundlage der in Stargate verwendeten Sci-Fi-Elemente.

    Leider habe ich hier jetzt ein Dilemma:

    Ich habe auch eine Doku über Star Trek und Wissenschaft.

    In der SG-Doku sind Reisen durch ein Wurmloch theoretisch möglich (auch wenn man dabei zerfetzt wird, aber das ist eh nicht bezweifelt worden) während das die Star Trek Doku ablehnt und sagt, Reisen durch Wurmlöcher seien generell unmöglich, von wegen des Zeithorizonts.

    Was ist jetzt richtig?

  2. #2 florian
    17. Juni 2008

    @Andylee: Also da muss ich mich erst näher informieren. Kommt ja auch ausserdem drauf an, wie du ne Zeitreise definierst 😉 In die Zukunft geht sicher (sagt ja die Relativitätstheorie) – allerdings ohne Wurmloch.
    Wurmlöcher sind ja sowieso eine total hypothetische Angelegenheit – da konkrete Aussagen zu machen ist knifflig.

    Ich persönlich halte Zeitreisen (in die Vergangenheit) sowieso für unmöglich – das verursacht einfach zuviele Paradoxien und ist von vorn bis hinten unlogisch 😉

  3. #3 Christian
    18. Juni 2008

    Auch die Viele-Welten-Hypothese halte ich für nicht sehr glaubhaft (damit wird u.a. versucht, Vergangenheitsreisen theoretisch, unter Umgehung der von Florian erwähnten Paradoxien, zu umgehen). Mag sein, dass sie sich aus der Quantenphysik ableiten läßt, aber das ist nur ein Teilaspekt davon, das man m.E. nicht so einzelnd betrachten darf.

  4. #4 L. Carone
    23. Juni 2008

    Äh Florian…HARPS ist ein Instrument des Genfer Observatoriums, wird von denen betrieben und ist lediglich an ein ESO-Teleskop angeschlossen. Die Genfer sind da zu Recht sehr stolz drauf und wären nicht so begeistert, wenn Du deren Instrument mal eben der ESO zuschreibst.

    http://obswww.unige.ch/Instruments/harps/Welcome.html

    Nicht böse sein, aber da muss ich eine Lanze für die Kollegen aus Genf brechen 😉

  5. #5 Florian Freistetter
    23. Juni 2008

    @Ludmila: Oh… Danke für den Hinweis! Werde ich gleich ändern.

    Hier steht allerdings: “HARPS is the ESO facility for the measurement of radial velocities with the highest accuracy currently available.”. Das hat mich ein bisschen verwirrt 😉

  6. @Florian: Ok, das mit HARPS ist ein bisschen komplex und offensichtlich wird im PR-Geschäft…sagen wir mal “unsauber” formuliert. Kein Mensch möchte hören: An dem Gerät war der, die, das und 10 andere Institute beteiligt. Natürlich war die ESO auch maßgeblich beteiligt. Ohne die ESO wäre es nicht gebaut worden. Aber Michel Mayor vom Genfer Observatorium ist der PI des Instrumentes und damit letztendlich verantwortlich und außerdem war das Observatorium auch während des Baus eigentlich federführend und das sehe ich als ausschlaggebend.

    Die Zeiten sind halt vorbei, in denen immer nur eine Firma, eine Institution, ein Staat alleine für ein wissenschaftliches Großprojekt verantwortlich zeichnen und deswegen kann jeder Partner mit einer gewissen Berechtigung behaupten: Das ist meins.

    Ich find das zwar nicht gut, aber es ist in der PR wohl leider so.

  7. #7 Yadgar
    Qal'a-ye Nil, Bergisch-Afghanistan (linksrheinische Exklave)
    4. August 2019

    Bei der Definition der realen Masse bei der Doppler-Methode ist dir ein Fehler unterlaufen: es muss heißen Untergrenze_Masse mal *Kehrbruch* des Sinus des Sichtwinkels!