Gestern habe ich über das “direct imaging” -. also die direkte Beobachtung – von extrasolaren Planeten berichtet. Und da ich ja an der Sternwarte Jena direkt an der Quelle bin* (mit Markus Mugrauer, Ralph Neuhäuser und Tobias Schmidt sitzen die (Mit)Entdecker der potentiellen Planeten von GQ Lupi und CT Cha quasi gleich am Schreibtisch nebenan) habe ich die Chance genutzt, sie mal zu diesem Thema zu befragen.
Mit Markus Mugrauer habe ich über die Chancen und die Probleme des direct imaging gesprochen; Tobias Schmidt hat mir dann genaueres über die kürzlich entdeckten potentiellen Planeten der Sterne 1RXS J160929.1-210524 und CT Cha erzählt.
Direct Imaging
Hallo Markus! Fast alle der über 300 bekannten Planeten wurde ja mit Radialgeschwindigkeitsmessungen bzw. Helligkeitsmessungen (Transitmethode) der Sterne entdeckt. Wird direct imaging irgendwann so erfolgreich bei der Planetensuche werden wie die indirekten Methoden?
Die direkte Detektion eines Planeten, also dessen Abbildung neben seinem Mutterstern stellt eine viel grössere Herausforderung dar als die heute bereits erfolgreichen indirekten Planeten-Detektionsverfahren. Bei der direkten Planetendetektion muss eine sehr hohe
räumliche Auflösung und zudem ein extrem hoher Kontrast erreicht werden. Dies ist heute mit Teleskopen der 10m-Klasse in Kombination mit einer Adaptiven Optik bereits möglich. Planeten mit mehreren Jupitermassen in Orbits mit einigen dutzend Astronomischen Einheiten Radius um sehr junge Sterne können bereits detektiert werden. Da Planeten recht schnell auskühlen und dunkler werden ist ihre Detektion um alte Sterne dagegen heute noch nicht möglich.Der Bau grösserer Teleskope wie z.B. das Extremely Large Telescope (ELT) mit verbesserter adaptiver Optik kann dann aber Planeten auch eng am Stern detektieren; sicher jedenfalls um junge Sterne. Weltraummissionen wie DARWIN (geplant für 2015) können Planeten auch um alte Sterne herum finden. Wie man sieht wird das aber noch eine ganze Weile dauern. Dann ist aber sicher direct imaging genauso erfogreich wie die indirekten Methoden – wenn man animmt dass enge heisse jupiterähnliche Planeten genauso häufig sind wie normale jupiterähnliche Planeten.
Kann man eine Prognose abgeben, wann nun wirklich der erste echte Planet um einen sonnenähnlichen Stern direkt gesehen wird?
Das ist vielleicht schon passiert. Es gibt heute bereits eine Hand voll guter Kandidaten. Das Problem ist hier jedoch die Bestimmung der Parameter dieser Objekte. Hauptproblem ist, dass Alter und Entfernung des Sterns meist nicht sehr präzise bekannt sind. Die Masse wird zudem aus Modellen bestimmt, bei denen nicht getestet werden kann ob sie die Eigenschaften der Objekte wirklich genau beschreiben. So sind die abgeleiteten Masseangaben noch nicht sehr exakt und hängen zudem vom verwendeten Modell und dem Alter der Sterne ab.
Könnten außerirdische Astronomen mittels direct imaging auch die Planeten in unserem Sonnensystem sehen?
Ja. Wie bereits oben erläutert: wenn sie entsprechende Satellitenmissionen durchführen bzw. Grossteleskope mit sehr guter adaptiver Optik bauen können sollten sie auch die Planeten der Sonne sehen können (jedenfalls die Gasriesen)
Wieso haben eigentlich andere Sterne Planeten, die so weit von ihrer Sonne entfernt sind und unsere Sonne nicht?
Nun, wir kennen ja nur genau ein Sonnensystem das so aufgebaut ist wie unser eigenes aber bereits mehr als 250 in denen Planeten ganz weit innen vorkommen (“heiße Jupiter”). Dies ist der Fall da die indirekten Nachweismethonde besonders empfindlich auf diese Art von Planeten reagiert. Umgekehrt ist direct imaging besonders sensitiv bei Planeten die weit von ihrem Stern entfernt sind da diese einfacher direkt zu beobachten sind als die nahen Planeten. Man kann deine Frage also sogar erweitern und fragen warum die anderen Sterne Planeten haben die so extrem nahe bzw. so weit entfernt sind und unsere Sonne aber nicht.
Um aber auf die gestellte Frage zu antworten – da gibt es zwei Theorien:Erstens: die Planeten sind auf sehr exzentrischen Orbits die sie weit weg vom
Stern führen, wo sie sich relativ lange aufhalten und dann von uns beobachtet werden können. Alle Planetenkandidaten die bisher gefunden wurden kreisen um junge Sterne die sich noch in Sternentstehungsregionen befinden. Da kommt es häufig zu engen Begegnungen zwischen Sternen und dabei können die Planetenbahnen stark gestört werden. Das führt zu exzentrische Umlaufbahnen. So könnte auch unsere Sonne einmal einen so weit entfernten Planeten gehabt haben der dann später aus dem Sonnensystem heraus geschleudert wurde.
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