Heute hat die NASA ihre angekündigte “große Entdeckung” veröffentlicht. Es ist gelungen, einen extrasolaren Planeten direkt zu fotografieren!
Aber hatten wir das nicht schon mal? Richtig – Mitte September ging schonmal das “erste Bild” eines Exoplaneten durch die Medien (Ludmila berichtete). Und auch davor gab es schon einige “erste” Bilder – in meinem Beitrag “Bilder von Exoplaneten” habe ich damals schon über diese Problematik geschrieben.
Aber wo genau liegt den nun das Problem mit der Abbildung von Exoplaneten?
Nur ein heller Fleck
Bis jetzt fand man die meisten Exoplaneten indirekt – also ohne sie wirklich zu sehen. Man benutzte dazu z.B. die Tatsache, dass ein Stern mit einem Planeten ein kleines bisschen “wackelt”, weil der Stern vom Planet gravitativ beeinflusst wird. Dieses Wackeln kann man messen und man weiß sofort, dass dieser Stern einen Begleiter haben muss und kann auch die Masse einigermassen gut abschätzen. Ist der Begleiter klein genug, hat man einen Planeten entdeckt.
Bei der direkten Beobachtung ist das anders. Hier sieht man erstmal nur 2 Lichtpunkte die nahe bei einander stehen. Das kann in diesem Stadium noch alles mögliche sein. Um herauszufinden, ob es sich um einen Planeten handelt, muss man zuerst sicherstellen, dass der Stern und der potentielle Begleiter sich auch gemeinsam am Himmel bewegen. Denn bei dem “Planeten” könnte es sich ja auch um einen schwach leuchtenden Hintergrundstern handelt. Deswegen misst man die Eigenbewegung der beiden Objekte (was oft einige Jahre dauern kann) und hofft, dass sich beide auf die gleiche Art und Weise bewegen. Ist das der Fall, weiß man aber immer noch nicht, ob es sich um einen Planeten handelt oder beispielsweise einen braunen Zwerg. Dazu muss man die Masse des Objekts bestimmen. Nach der momentan gültigen Konvention unter den Astronomen darf ein Planet nicht mehr als dreizehnmal so schwer sein wie Jupiter.
Hat man allerdings nur die Informationen aus der direkten Fotografie, ist es sehr schwer, die Masse zu bestimmen. Man muss dazu die Bestandteile des Lichts analysieren, die der vermutete Planet aussendet. Dieses Spektrum kann dann mit Modellen verglichen werden aus denen sich die Masse bestimmen läßt (die meistens mit sehr großen Fehlern behaftet ist).
Hinzu kommt, dass man Planeten meistens am besten im Infrarot-Licht sieht. Es ist also einfacher, ihre Wärmeabstrahlung zu beobachten als den Planeten selbst, im optischen Licht. Auch deswegen sollte man bei vielen “direkten Beobachtungen” eher von “Thermalbildern” oder “Wärmebildern” sprechen, als einfach nur von “Bildern”.
Aber wie sieht das nun mit der “großen Entdeckung” der NASA aus?
Ein Planet bei Fomalhaut
Wie in der morgigen Ausgabe von Science zu lesen sein wird, hat ein Team um den amerikanischen Astronom Paul Kalas, einen Planeten beim Stern Fomalhaut direkt beobachtet.
Dort hatte man schon lange einen Planeten vermutet. Dieser Stern (der knapp 25 Lichtjahre entfernt ist) ist von einer großen Scheibe bzw. einem Ring aus Staub und Trümmern (Asteroiden) umgeben, wie man auf dieser Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops sehen kann (das Licht des Sterns wurde hier künstlich abgeschwächt um den Ring sichtbar zu machen):
Verschiedene Anomalien in dieser Staubscheibe legten die Vermutungen nahe, dass sich dort ein Planet befinden könnte (Ludmila hat heute schon mehr zum Thema Planeten und Staubscheiben geschrieben). Und dieser Planet wurde nun scheinbar wirklich entdeckt!
Auf dieser Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops kann man ihn sehen:
Dieser Planet leuchtet etwa eine Milliarde mal schwächer als der Stern – man kann sich also vorstellen, wie schwer es war, ihn zu finden. Deswegen dauerte es lange, bis man sich sicher war, das es sich um einen Planeten handelte. Aus Aufnahmen, die 2004 und 2006 gemacht wurden, konnte Paul Kalas feststellen, dass sich Stern und der vermutete Planet wirklich gemeinsam bewegen (siehe den Ausschnitt rechts unten):
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