Gestern hat Ludmila ja schon darüber berichtet: Astronomen haben das erste Mal direkt einen Planeten um einen anderen Stern beobachtet. Die Pressemeldung dazu spricht auch vom “First Picture of Likely Planet around Sun-like Star”.

Richtigerweise hat Ludmila ein “?” hinter ihre Überschrift gesetzt – denn es ist noch lange nicht klar, ob da wirklich ein Planet entdeckt wurde. Und es ist auch nicht wirklich das erste Bild das gemacht wurde. Genaugenommen ist es die sechste direkte Aufnahme eines Planetenkandidaten.


Direct Imaging

Extrasolare Planeten direkt zu beobachten (“direct imaging“) ist extrem schwer. Astronomen haben zwar mittlerweile schon über 300 Exoplaneten entdeckt – aber dabei immer indirekte Methoden verwendet (Beispielsweise bringt die gravitative Kraft, die ein Planet auf einen Stern ausübt den Stern zum “Wackeln” – und das lässt sich nachweisen).

Direkte Aufnahmen sind da viel schwerer. Im Vergleich zu einem Stern ist ein Planet winzig. Außerdem strahlt ein Planet selbst kein Licht ab sondern reflektiert nur das Licht des Sterns. Der Stern ist dabei enorm viel heller als der Planet und überstrahlt diesen meist völlig. Man braucht daher große Teleskope, viel ausgeklügelte Filtertechnik und etwas Glück. Und selbst dann lassen sich nur große Planeten finden die sehr weit von ihrem Stern entfernt sind. “Groß” bedeutet hier deutlich größer als Jupiter (der größte Planet in unserem Sonnensystem) und “weit entfernt” bedeutet viel weiter vom Stern entfernt als die Planeten in unserem Sonnensystem von der Sonne entfernt sind.

Und selbst wenn man dann Glück hat und ein kleines Objekt in der Nähe eines Sterns findet ist es schwer, herauszufinden, ob es wirklich ein Planet ist. Es könnte sich dabei auch z.B. um einen Stern oder eine Galaxie im Hintergrund handeln. Man muss also den Stern und den möglichen Planeten über Jahre hinweg beobachten. Denn Sterne bewegen sich ja am Himmel – und wenn sich das unbekannte Objekt mit dem Stern mit bewegt, dann kann man ein Hintergrundobjekt ausschließen. Um wirklich sicher zu sein, dass es sich um einen Planeten handelt, muss man allerdings noch seine Masse kennen. Denn es könnte ja immer noch ein kleiner Stern oder ein brauner Zwerg (ein “Mittelding” zwischen Planet und Stern in dessen Inneren für eine kurze Zeit Fusionsprozesse stattfinden können) sein.

Mit den indirekten Methoden kann man (innerhalb gewisser Grenzen) die Masse relativ einfach bestimmen. Bei der direkten Beobachtung ist das viel schwerer. Man muss sich hier entweder auf theoretische Modelle verlassen aus denen sich die Masse oft nur sehr ungenau bestimmen lässt. Oder man beobachtet den Kandidaten über Jahre hinweg um so seine Bahn zu bestimmen. Daraus lässt sich dann auch die Masse berechnen.

Trotz all dieser Schwierigkeiten ist die direkte Beobachtung von Exoplaneten sehr wichtig! Denn im Gegensatz zu den indirekten Methoden erhalten wir hier direkt das Licht (bzw. die Strahlung) die vom Planeten ausgesandt wird. Und dieses Licht kann man dann analysieren – dass ist bei indirekten Beobachtungen nicht möglich. Aus der Analyse dieses Lichts lassen sich dann Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des Planeten und seiner Atmosphäre ziehen! Und diese Informationen sind unbedingt nötig wenn man die extrasolaren Planeten komplett verstehen will.

Ich möchte nun die bisher direkt beobachteten Planeten vorstellen. Wenn ich im folgenden vom “Bild eines Planeten” spreche, dann meine ich allerdings fast immer Aufnahmen im Infrarot-Bereich. Es sind also eigentlich Wärmebilder der Planeten (Infrarotstrahlung lässt sich in diesem Fall viel besser beobachten als sichtbares Licht).

2M1207

2004 wurde ein Planet direkt beobachtet der 2M1207 umkreist. Das ist allerdings kein Stern: 2M1207 ist ein brauner Zwerg. Ein brauner Zwerg kann zwar in seinem Inneren auch für eine gewisse Zeit Energie und Strahlung durch Kernfusion erzeugen – allerdings kann er im Gegensatz zu echten Sternen keinen Wasserstoff fusionieren.

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Kommentare (6)

  1. #1 Metatron
    19. September 2008

    Trotz der gigantischen Entfernungen (bis zu 440 astronomische Einheiten) sieht es so aus als wären sich die Objekte ganz nah. Blöde Frage – warum eigentlich?

  2. #2 florian
    19. September 2008

    @Metatron: Das liegt an der großen Entfernung des Systems von der Erde. CT CHa und sein möglicher Planet sind 165 Parsec von der Erde entfernt. Das sind fast 540 Lichtjahre. CT Cha ist damit 130mal so weit von der Sonne entfernt als der sonnennächste Stern (Proxima Centauri). Du kannst dir jetzt leicht ein Dreieck aufmalen mit Sonne, CT Cha und seinem Planet. 2 Seiten dieses Dreiecks kennst du ja (165 Parsec zwischen Sonne und CT Cha und 440 AU zwischen CT Cha und seinem Planeten). Dann kannst du dir den Winkel ausrechnen, unter dem der Abstand zwischen Stern und Planet (440 AU) von der Erde aus erscheint. Je näher CT Cha an der Sonne wäre, desto größer ist der Winkel – je weiter entfernt, desto kleiner – und desto näher erscheint uns der Planet dann am Stern zu liegen.

  3. #3 Metatron
    19. September 2008

    Danke für die Erklärung.

  4. #4 Fischer
    19. September 2008

    Klasse!
    Hast du nicht mal Lust, drüber zu schreiben, was man alles anstellen muss, um solche Bilder zu bekommen? Das fände ich sehr spannend. Mit Fernrohr ausrichten und Auslöser drücken ist es ja nicht getan…

  5. #5 florian
    20. September 2008

    @Fischer: Ist zwar nicht ganz mein Spezialgebiet – aber das kann ich mal machen. Ein bisschen was dazu findest du auch schon in dem Interview das ich mit Tobias Schmidt (Entdecker von CT Cha b) geführt habe.

  6. #6 Ozzy
    28. November 2010

    Sind die Bilder mit Copyright geschützt?