Die Suche nach extrasolaren Planeten hat in den letzten Monaten dramatische Fortschritte gemacht: das Weltraumteleskop CoRoT fand den ersten terrestrischen Exoplaneten (also einen Planeten mit fester Oberfläche; so wie die Erde); Michel Mayor und seine Kollegen fanden den bisher kleinsten Exoplaneten, der nur knapp doppelt so schwer wie die Erde ist; vor einigen Tagen konnte das “Wackeln” eines Sterns, das durch die Anwesenheit eines Planeten verursacht wird, direkt beobachtet werden.

Und nun hat man vielleicht sogar einen Planeten entdeckt, der sich nicht in unserer Galaxie befindet, sondern in der 2.5 Millionen Lichtjahre entfernten Andromedagalaxie!


So unglaublich das auch klingt – aber das ist es, was Gabriele Ingrosso von der Universität Salento und ihre Kollegen heute in ihrem Artikel Pixel-lensing as a way to detect extrasolar planets in M31 behauptet haben.

Um Exoplaneten zu entdecken gibt es verschiedene Methoden. Man kann z.B. das “Wackeln” ausnutzen, dass entsteht, wenn ein Planet einen Stern umkreist und diesen gravitativ beeinflusst. Das kann man dann entweder indirekt nachweisen (über die entstehende Verschiebung der Spektrallinien – den “Doppler-Effekt”) oder seit neuestem auch direkt, in dem man die Position des Sterns extrem genau misst. Oder man beobachtet, wie der Planet vor der Scheibe des Sterns vorüber zieht und sein Licht kurzfristig verdunkelt.

Bei all diesen Methoden gilt: je näher der Stern der Erde ist, desto leichter lassen sich Planeten finden. Ist der Stern zu weit weg, dann können wir nichts mehr messen. Und mit diesen Methoden nach Planeten zu suche, die nicht nur fremde Sterne umkreisen, sondern fremde Sterne in anderen Galaxien, ist illusorisch.

Es existiert allerdings eine Methode, mit der das theoretisch möglich wäre. Durch den sg. Gravitationslinseneffekt lassen sich auch Planeten finden, wenn der Stern sehr weit entfernt ist. Dabei wird ein Phänomen der allgemeinen Relativitätstheorie ausgenutzt: große Massen können Licht ablenken.

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Die Gravitationslinse im Vordergrund vervielfacht das Bild des dahinterliegenden Objekts also. Von der Erde aus erkennt man charakteristische Verdoppelungen bzw. werden die Bilder weit entfernter Galaxien zu Ringen “verschmiert”. Wenn Linse und Hintergrundobjekt nicht so weit voneinander entfernt sind, dann erkennen wir diese Vervielfachung des Objekts nicht mehr; die Bilder liegen zu nah nebeneinander. Aber wir beobachten, dass uns auf einmal vom Hintergrundobjekt mehr Licht erreicht! Dieser “Mikrolinseneffekt” kann auch zur Entdeckung von Planeten benutzt werden. Hat der Stern, der die Gravitationslinse darstellt, einen Planeten, dann hat die Lichtkurve des Hintergrundobjekts eine ganz charakteristische Form.

Der “Mikrolinseneffekt” funktioniert auch bei weit entfernten Sternen – da funktioniert er sogar besonders gut. Der Nachteil ist, dass es sich hier immer um ein einmaliges Ereignis handelt: man muss Glück haben, und den Himmel genau dann beobachten, wenn die Gravitationslinse und der Stern gerade in einer Linie stehen. Dieses Ereignis wiederholt sich auch nicht – die Sterne bewegen sich ja und man muß genau dann hinsehen, wenn die Linse vor dem Hintergrundstern vorüberzieht. Dann muss man schnell genügend Daten sammeln, um den Fund gut abzusichern. Nachträgliche Messungen zur Bestätigung sind nicht möglich.

Gabriele Ingrosso und ihre Kollegen haben nun untersucht, ob man mit dieser Methode auch Planeten finden kann, die Sterne in der Andromedagalaxie umkreisen. Ihr Fazit: Ja, es ist möglich. Benutzt man große Teleskope, dann reichen unter Umständen schon ein paar Aufnahmen pro Nacht, um ein entsprechendes Gravitationslinsenereignis dingfest zu machen. Auch hier entdeckt man eher größere Planeten: Exoplaneten mit etwa doppelter Jupitermasse sind am einfachsten zu finden – aber auch kleinere Objekte könnten gefunden werden.

Besonders neugierig macht allerdings dieser Satz:

“Before closing this section we note that an extrasolar planet in M31 might have been already detected since an anomaly in a pixel-lensing light curve has been reported.”

Und zwar schon 2004, in der Arbeit “The Anomaly in the Candidate Microlensing Event PA-99-N2” von Jin An und Kollegen. Das Modell von Ingrosso et al. kommt hier zu dem Schluß, dass der Stern, der hier die Rolle der Gravitationslinse gespielt hat, etwa halb so schwer wie die Sonne ist und von einem Planeten umkreist wird, der wta sechsmal so schwer ist, wie Jupiter. Das ist ziemlich groß und angesichts der Unsicherheiten könnte es auch ein brauner Zwerg sein (also ein Mittelding zwischen Planet und Stern).

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Kommentare (35)

  1. #1 David Marjanović
    9. Juni 2009

    Nachträgliche Messungen zur Bestätigung sind möglich.

    Eben nicht, oder?

  2. #2 Florian Freistetter
    9. Juni 2009

    @David: Ups – ja, da hab ich ein Wort vergessen. Danke!

  3. #3 Florian Freistetter
    9. Juni 2009

    Hallo?! Könnt ihr bitte ein bisschen beeindruckter sein? 😉 Das könnte eine enorm wichtige Entdeckung sein. Ein Planet in einer anderen Galaxie! Das ist doch was…

  4. #4 rolak
    9. Juni 2009

    Laß den Leuten doch etwas Zeit, den Mund wieder zuzuklappen 😉
    Aber ein spontaner Kommentar von mir wäre ~ ‘schade, daß so eine [oder andere] Gravlinse nicht gezielt einsetzbar ist’

  5. #5 sil
    9. Juni 2009

    Ich habe es gelesen, ich freue mich auch und bei solchen guten Beiträgen gibt es nicht viel zu kommentieren. Du schreibst schließlich keinen Blödsinn.

  6. #6 Florian Freistetter
    9. Juni 2009

    @rolak: Ja, das wäre eine schöne Story für einen Sci-Fi-Roman: Astronomen in der fernen Zukunft, die Sterne durch die Gegend schieben, um den Gravitationslinseneffekt auszunutzen. Obwohl: wenn man das kann, dann hat man vermutlich auch schon bessere Methoden zur Himmelsbeobachtung entwickelt 😉

  7. #7 Florian Freistetter
    9. Juni 2009

    @sil: Hmm – ich kann ja in Zukunft immer mindestens einen Fehler einbauen 😉

    Naja – ich fand diese Sache eben wirklich enorm beeindruckend und hab mich nur gewundert, das so wenig drüber geredet wird. Es gibt ja auch sonst fast niemanden, der diese Nachricht aufgegriffen hat. Zumindest im deutschprachigen Raum. Liegt das daran, dass die Sache nicht absolut bestätigt ist? Glaube kaum – das stört die Medien ja sonst auch nicht 😉 Oder ists ein mangelnder Sinn für die gewaltige Entfernung? Oder haben die Leute schon genug von Nachrichten über Exoplaneten? Oder bin ich nur zu hektisch und erwarte zu schnell zu viel? 😉

  8. #8 rolak
    9. Juni 2009

    *räusper* Den Stern kann man doch nicht verschieben, da es keine passenden Schutzhandschuhe gibt!

    Was mir da eher vorschwebte, ist eine wie auch immer geartete Beobachtungsplattform, die bzgl einer als Linse geeigneten Gravitationssenke positioniert werden kann. Immer noch ein Projekt der Zukunft, aber imho deutlich näher und machbarer.
    Ansonsten schließe ich mich sils post an – gültig für viele Artikel auf SB (als Beispiel die Topologie-Reihe auf mathlog). Da sind eher länger andauernde geistige Verdauungsgeräusche zu hören als spontane Kommentare 🙂

  9. #9 rolak
    9. Juni 2009

    (wollte erst mal Vorschau klicken)
    Zusätzlich unternehme ich – um mich mal zu outen – bei mir neuen Themen / Aspekten, ganz speziell bei kombiniert schwierig & interessant, erst einmal eine kleine Rundreise durch die Gefilde des www, bei der ich durchaus auch mal derart vom Hölzchen aufs Stöckchen kommen kann, daß der Anstoß für diese Erforschung erst einmal aus dem Gedächtnis herausgefallen ist. Und dann fehlt wieder ein Kommentar – vielleicht sollte bei Wiedereinfallen wenigstens so etwas wie *thumbs up* kommen…

  10. #10 Sim
    9. Juni 2009

    Was für aufregende Zeiten in denen wir leben!

  11. #11 Christian W
    9. Juni 2009

    Da steckt man einmal bis über beide Ohren in Arbeit und schon wird mein enthusiastisches Staunen und meine Science-Fiction-induzierte Neugierde für’s Astronomische vermisst… 😉
    Ganz groß! Ich hätte nie gedacht, dass Beobachtungen von einzelnen Objekten fremder Galaxien überhaupt schon heute möglich sind. Bitte haltet uns auf dem Laufenden. Wann kommt dazu etwas von Ludmila?

    Grüße
    Christian W

  12. #12 Bundesratte
    9. Juni 2009

    Florian:
    >Hallo?! Könnt ihr bitte ein bisschen beeindruckter sein? 😉

    Sorry, heut Mittag kam’s halt einfach von allen Seiten: Fast zeitgleich mit Deinem Blogartikel trudelte hier ein Fax von M31 ein… 😉 Wir ALLE waren beeindruckt.

    Danke für den Artikel!
    Ratz

  13. #13 Florian Freistetter
    9. Juni 2009

    @Christian W.: Also Sterne konnte man schon seit langem auflösen (nicht alle natürlich). Aber sonst hätte ja Hubble in den 1920ern keine Cepheiden in anderen Galaxien beobachten können und hätte die Expansion des Universums nicht entdeckt. Aber ich hätte mir nie gedacht, das wir heute schon Planeten in anderen Galaxien detektieren können…

  14. #14 Roland
    9. Juni 2009

    Wahnsinn! Ich denk gerade darüber nach meine so ca. 150 Bücher zu dem Thema wegzuschmeißen;-)

  15. #15 Christian W
    9. Juni 2009

    @Florian
    Wuff, ich meinte natürlich nicht-lumineszente Objekte…mist, wie komme ich jetzt aus der Unwissenheitsnummer wieder ‘raus? Achja, du schreibst ja nie über fremde Galaxien, woher soll ich das auch wissen? 😉

  16. #16 Patrick
    9. Juni 2009

    Ich halte es mal klischeehaft mit Spock:
    “Faszinierend!” 😉

  17. #17 H.M.Voynich
    9. Juni 2009

    Einen winzigen Fehler habe ich auch noch anzubieten:
    “wenn die Gravitationslinse und der Stern gerade in einer Linie stehen”
    Denn das tun sie natürlich immer. Wichtig ist, daß diese Linie auch das Auge des Betrachters kreuzt.
    Aber ansonsten: *thumbs up*

  18. #18 Florian Freistetter
    9. Juni 2009

    Ok… ja – 2 Punkte kann man immer mit ner Linie verbinden 😉 Ich meinte natürlich, dass sie von der Erde aus gesehen in einer Linie stehen müssen…

  19. #19 Fischer
    9. Juni 2009

    Ich muss mal ganz ketzerisch einwerfen, dass im Artikel der Konjunktiv steht. Möglicherweise handelt es sich um einen extragalaktischen Exoplaneten. Vielleicht aber auch nicht, vielleicht ist auch einfach ein brauner Zwerg zufällig in der Sichtlinie vorbeigezogen. Besonders unschön daran ist ja, dass diese Entdeckung niemals verifiziert werden wird, und dass sich auch nachfolgende vergleichbare Ereignisse höchstwahrscheinlich nicht verifizieren lassen.

    Hinzu kommt, dass es sich um ein absolut erwartbares Ergebnis handelt, nachdem wir ja in unserer eigenen Galaxis schon reichlich Exoplaneten aufgestöbert haben. M31 ist unserer Milchstraße halt sehr ähnlich.

    Insofern ist das ganz hübsch, aber gerade im Vergleich zu den anderen Exoplaneten, wo wir praktisch im Wochentakt neue aufregende Details erfahren, nicht so der Brüller…

  20. #20 Florian Freistetter
    9. Juni 2009

    @Fischer: Ketzer!! 😉 Mit der Unsicherheit hast du ja recht – aber das diese Entdeckung nicht aufregend ist – da kann ich dir nicht zustimmen.

    Ich glaube, das man hier die Entfernungen doch oft unterschätzt. Bis jetzt kennen wir hauptsächlich Planeten, die gerade Mal einige 100 Lichtjahre entfernt sind. Bei der Andromeda sinds ein paar Millionen! Und wenn das auch bei anderen Galaxien funktioniert, dann vielleicht noch mehr. Und man darf nicht vergessen, dass Entfernung immer gleich Vergangenheit ist. Wir können vielleicht irgendwann die ganze Planetenpopulation einer Galaxie beobachten, die viel jünger ist als unsere. Wir können vielleicht sehen, wie sich die Plantenpopulationen in elliptischen Galaxien (mit ihrer speziellen Entstehungsgeschichte) von denen in Spiralgalaxien unterscheiden und damit dann nicht nur Rücksclüsse auf die Entwicklung und Entstehung von Planeten ziehen. So wie wir heute wissen, dass es nicht nur verschiedene Sterne sondern verschiedene Sternpopulationen gibt, können wir vielleicht irgendwann die unterschiedlichen Planetenpopulationen erforschen. Vielleicht interpretiere ich ja hier zuviel rein und lasse die Euphorie mit mir durchgehen – aber ich denke, die Entdeckung des ersten extragalaktischen Planeten (falls sie es denn war) könnte ganz neue Teilgebiete der Astronomie inspirieren. Hubbles erste Entdeckung von Cepheiden in M31 war vielleicht auch “vorhersehbar” – wenn andere Galaxien genauso aus Sternen bestehen wie unsere, dann sollten da auch Cepheiden sein. Aber seine Bestätigung und seine Messungen waren quasi der Grundstein, ohne den die moderne Kosmologie nicht entstehen hätte können…

  21. #21 Ronny
    10. Juni 2009

    Zitat Florian: Hallo?! Könnt ihr bitte ein bisschen beeindruckter sein? 😉

    Ok, … (Trommelwirbel) …… waaauuuuuuuuu !

    Aber mal ernst. Die Wahrscheinlichkeit, dass es in anderen Galaxien auch Planeten gibt war doch schon ziemlich hoch. Die wirkliche Leistung hier liegt ja in der Messtechnik. Auch muss ich mich SIl anschließen: Was sollen wir zu deinen guten Beiträgen noch sagen.:)

    Aber ich denke ich versteh dich. Als wir vor einigen Jahren unserem Kunden nach 2 Jahren Entwicklung den neuen 3D-Bildrechner für einen CT vorstellten und ihm mit unseren tollen Eckdaten fütterten war seine erste Antwort: Warum blinkt die LED hier so seltsam ? Da kommt man schnell von der Euphorie in die Realität 🙂

  22. #22 Fischer
    10. Juni 2009

    @Florian
    Natürlich wäre ein solcher Exoplanet sehr aufregend, aber es bleiben nach wie vor sehr viele Fragezeichen. Ich habe mir die beiden Papers mal durchgelesen, und meines Erachtens sind erhebliche Zweifel an der Exoplaneten-Hypothese angebracht.

    Zumal schon An et al. feststellten, dass beträchliche Anteile der Lichtkurven-Anomalie mit dem Seeing und anderen Effekten erklärbar sind. Außerdem geht es bei der aktuellen Analyse ja eben nicht um die zuverlässige Eingrenzung der planetaren Parameter, sondern um ein “proof of concept”, bei der die Leistungsfähigkeit der im Paper vorgestellten Methode demonstriert wird.

    Ich würde also davor warnen, die vom Modell ausgespuckte Masse voreilig für bare Münze zu nehmen.

  23. #23 Florian Freistetter
    10. Juni 2009

    @Fischer: Also für “bare Münze” nehme ich das eh nicht. Aber die mögliche Entdeckung eines substellaren Begleiters (egal ob Planet oder brauner Zwerg) in einer anderen Galaxie halte ich immer noch für gewaltig! Wenn hier weitergearbeitet wird, dann sehe ich da einiges auf uns zukommen…

    Man muss die Sache jetzt nicht besser darstellen, als sie ist – aber auch nicht unbedingt schlechter. Ingrosso et al haben gezeigt, dass es technisch möglich ist, Planeten/braune Zwerge in anderen Galaxien zu entdecken und haben auch gleich noch ein Beispiel dafür gebracht.

  24. #24 Ludmila Carone
    10. Juni 2009

    Tja, was soll ich dazu noch sagen 😉 Ist das geil? Jepp, das ist es! Und davon haben selbst die meisten Kollegen auf dem Meeting. vom dem ich gerade zurückkomme noch nichts gehört.

    @Christian W.: Mit Florian ist es so eine Sache. Wenn der über ein Thema geschrieben hat, dann bleibt für mich meist irgendwie nicht mehr viel übrig. Bedeutet dann aber auch weniger Arbeit für mich ;-P

  25. #25 Marcus Anhäuser
    10. Juni 2009

    mal unter uns: ich glaube, die meisten, also jemand wie ich, haben gar nicht mitbekommen, dass die bisherigen Exoplaneten “nur” in unserer Galaxie gesichtet wurden. Deswegen, weiß das auch niemand zu würdigen, wenn was dran ist.

  26. #26 Christian W
    10. Juni 2009

    Och, könntest du nicht trotzdem noch etwas dazu schreiben? Muss ja nicht Erklärbär-Stoff wie von Florian sein, kann ja auch eine damit zusammenhängende Anekdote sein. 🙂

  27. #27 Florian Freistetter
    10. Juni 2009

    @Ludmila: “Mit Florian ist es so eine Sache. Wenn der über ein Thema geschrieben hat, dann bleibt für mich meist irgendwie nicht mehr viel übrig.”

    Hmm – naja, vielleicht kannst du noch was zur aktuellen Leistungen in der Photometrie sagen. Wie gut ist man den momentan hier bei extragalaktischen Sterne? Von variable Sterne (Cepheiden et al) kann man ja dort schon Lichtkurven kriegen. Aber ich nehme mal, die Genauigkeit reicht noch nicht für Transitmessungen? Könnte Kepler das vielleicht? Wenn man das mal hinkriegen würde, hätte man vielleicht ne Möglichkeit, die Mikrolensing-Ereignise zu bestätigen…

  28. #28 Fischer
    11. Juni 2009

    @Ludmila
    Also wenn du schon mal dabei bist, nimm dir doch mal die Methode von Ingrosso und Co. vor, besonders was es mit den caustics auf sich hat. Das ist mir jedenfalls im Detail noch nicht so ganz klar. Da hab ic mich bei meinem Post auch n bisschen vor gedrückt, aber im Grunde ist ja eigentlich die Methode die wirklich spannende Neuerung.

  29. #29 sil
    11. Juni 2009

    Das ist für mich übrigens der “Gänsehautartikel” der Woche:
    Der 34-jährige Spanier Pablo Pineda ist Europas erster Akademiker mit Downsyndrom. Sein Traumberuf Lehrer ist nur noch vier Prüfungen entfernt. So ungewöhnlich ist das nicht: In Spanien gehen 85 Prozent der Kinder mit Downsyndrom in eine reguläre Schule. WELT ONLINE sprach mit Pineda über Lernen, Behinderung und überbehütete Kinder.

    http://www.welt.de/wissenschaft/article3901173/Der-kuenftige-Lehrer-mit-Downsyndrom.html

  30. #30 Anhaltiner
    12. Juni 2009

    hab den Artikel eben erst entdeckt, da wäre mir beinahe eine Sensation entgangen. Auch wenn ich Marcus rechtgeben muss – erst nach lesen der Kommentare schlug meine Kinnlade auf die Tastatur – aua 😉
    Schwebt euch (insb. @Florian und @Ludmila) bei der genaueren Suche ein Kepler-Nachfolge-Mission vor? (natürlich mit 180MP Kamera) oder geht das auch erdgebunden – USA, Europa, Australien: alle suchen im Wechsel nach Stern-Transits (oder wie nennt man das?)

  31. #31 Ludmila Carone
    13. Juni 2009

    @Florian, Anhaltiner, Fischer: Uff, bei Kepler muss ich mal schauen. Ich weiß zumindest, dass deren Genauigkeit wohl besser ist als CoRoT, dafür haben die aber auch nur einen Messpunkt pro halbe Stunde. Wir haben einen pro 8 Minute. Dadurch sind wir im Endeffekt wohl gleich gut. Bei PLATO muss ich mal schauen, was deren Auflösung ist. Wenn ich mal Zeit habe (Buaha guter Witz)… Ne im Ernst, derzeit bin ich echt dicht, und das zu recherchieren wäre schon mit einem gewissen Aufwand verbunden.

    Ich kann allerdings so ein bisschen abschätzen:

    Das “Problem” ist wohl, dass wir erst mal begonnen haben, mit der Transitmethode unsere Galaxien abzugrasen und es macht irgendwie wenig Sinn da eine neue Baustelle aufzumachen, wenn man auf der ersten gerade am Anfang steht. Man muss halt Schwankungen im Prozent- bzw. Promillebereich auflösen können. Stellt Euch Fliege vor dem Flutlicht vor. So genau.

    Variable Sterne zeigen dagegen riesige Schwankungen.

    Ein weiteres “Problem”, das wir bei CoRoT haben, kann ich aber vielleicht demnächst vorstellen. Das bereitet uns nämlich im Team echt Kopfzerbrechen und inzwischen sind wir soweit zu sagen, dass es wohl nicht am Instrument liegt, sondern dass da irgendwas bei der Planetenentstehung abläuft, was wir noch nicht so recht verstehen.

    Und die Sache mit den Caustics. Arrgh. Mit ART kenn ich mich so gar nicht aus. Ich hab da mal im Studium reingehört, aber ob das reicht, um das Paper zu verstehen? Auch hier gilt. Aufwand? Zeit? Hilfe!

  32. #32 Florian Freistetter
    28. Juni 2009

    Jetzt kommen langsam auch die anderen Medien drauf, dass diese Nachricht berichtenswert ist… Der Standard und der ORF berichten heute darüber (dort liest wohl wirklich niemand arXiv)

  33. #33 Zigo
    29. Juni 2009

    Ganz Interessant,

    Das ist doch die Idee, Platen Errechnen zu können die in einen Perfekten abstand zu ihren Stern stehen (so wie Erde und Sonne) oder?? Wo dann womöglich Leben entstehen könnte.

    Aber wenn wir von der Erde aus, nicht mal genau sagen können ob beim Planeten 51 Pegasi b der den Stern 51 Pegasi (0,46 Jupitermassen) umkreis (der ca 40 Lichtjahre von der Erde entfernt ist), noch weitere kleinere Planeten sind die den Stern 51Pegasi umkreisen und wo möglich in perfekter Lage zum Stern stehen, wie wollen wir dann Planten errechnen die 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt sind?!?
    Auch wenn man das genau errechen kann dann kann man doch nur Planten finden die noch größer sind als Jupiter oder??

    Es ist ein wenig ein rechnen und Rate spiel.
    z.B das Ergebnis ist …+…+18(Planet)+…+…+…=50(Stern); 50=Der Stern; 18= ist ein großer Planet der leichte Veränderungen des Sternes bewirkt, um so großer die Zahle desto größer der Planet (desto gravierender ist auch der Einfluss auf den Stern).
    Aber es könnten auch mehrere Planeten vorhanden sein. Und man verrechnet sich dann leicht
    6+12+15+8+9= 50 auch 5+17+11+9+4+4= 50 (doofer Beispiel ich weiß:P)

    Wenn man aus einer Entfernung von 2,5 Millionenlichtjahren auf unseren Sonnensystem schauen würde, könnte man vielleicht gar nicht mal unseren Jupiter errechnen.
    Schon gar nicht dann unsere Erde, die in perfekten abstand zur Sonne steht, so das dann Leben entstehen kann.

  34. #34 Zigo
    29. Juni 2009

    kleiner tipp fehler, nicht der Stern 51 Pegasi hat 0,46 Jupitermassen sondern der Planet 51 Pegasi b hat eine Jupitermasse von 0,46

  35. #35 Florian Freistetter
    30. Juni 2009

    @zigo: “Aber es könnten auch mehrere Planeten vorhanden sein. Und man verrechnet sich dann leicht”