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.
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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