Exoplaneten ganz in der Nähe entdeckt

Exoplaneten um Teegardens Stern
Künstlerische Darstellung von Teegardens Stern mit den beiden neu entdeckten Planeten. Im Hintergrund die relative Lage des Sonnensystems (University of Göttingen, Institut für Astrophysik).

Mit dem Calar-Alto-Observatorium in Spanien wurden zwei besonders erdähnliche Exoplaneten um Teegardens Stern entdeckt. Sie haben eine besondere Lage.

Eine Gruppe internationaler WissenschaftlerInnen hat zwei Exoplaneten entdeckt. Diese kreisen um Teegardens Stern, welcher mit 12,5 Lichtjahren Entfernung zwar vergleichsweise nah, trotzdem aber mit dem bloßen Auge nicht zu sehen ist. Der Stern selbst wurde sogar erst im Jahre 2003 in älteren Daten aus der Asteroidenüberwachung (NEAT) entdeckt und seitdem genauer untersucht. Am deutsch-spanischen Calar-Alto-Observatorium in der Provinz Almería wurde 2005 ein Instrument zur Analyse von Sternspektren eingerichtet (“CARMENES”) und bei der Auswertung der Farbzusammensetzung von Teegardens Stern zeigten sich die Spuren der zwei Planeten. Da der Stern ungefähr in der Ebene liegt, in welcher die Erde um die Sonne kreist, würden Beobachter von Teegardens Stern die Erde in einem sogenannten Transit beobachten können: eine von der Erde verursachte Verdunklung der Sonne. Nach Berechnungen der AutorInnen aber erst ab dem Jahr 2044 und dann nur für 450 Jahre.

Die Beobachtung von Transits erlaubt Planeten ferner Sternensysteme zu entdecken und unter anderem den Planetendurchmesser zu bestimmen. Allerdings muss dazu eben der Planet aus Beobachtersicht genau vor dem Stern vorbei wandern und die Wahrscheinlichkeit das ein Sternsystem aus Erdsicht genauso liegt, ist klein. Trotzdem ist diese Methode die bisher erfolgreichste bei der Suche nach Exoplaneten. Die beiden Planeten Teegarden b und c wurden allerdings über Schwankungen in der Bewegung des Sternes entdeckt.

Sterne Taumeln durch Planeten im Schwerefeld

Pluto und sein Mond Charon umkreisen ihren gemeinsamen Schwerpunkt
Pluto und sein Mond Charon umkreisen ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Aufgenommen von der Sonde Horizons (NASA/JHU-APL/SWRI)

Teegardens Stern entfernt sich in jeder Sekunde etwa 70 Kilometer von uns, dies ist seine “Radialgeschwindigkeit”. Sie führt zu einer leichten Farbänderung, dem Doppler-Effekt. Es ist der gleiche Effekt, der das Motorengeräusch eines schnellen Autos beim Entfernen tiefer und beim Annähern höher klingen lässt. Ein Planet beeinflusst aber die Bewegung des Sterns beim Umrunden und beeinflusst somit auch die Farbänderung.

Umkreisen sich zwei Körper, etwa die Erde und die Sonne oder der Mond und die Erde, dann ruht keiner der beiden wirklich im Zentrum. Stattdessen kreisen sie um den gemeinsamen Schwerpunkt; um den Punkt, an dem eine Wippe aufliegen müsste, um beide Körper im Gleichgewicht zu halten. Je kleiner der Massenunterschied ist, desto weiter in der Mitte liegt der Schwerpunkt. Deshalb ist der Effekt bei Pluto und seinem Mond Charon einfacher zu sehen. Die hohe Geschwindigkeit von Teegardens Stern wird während eines Planetenumlaufs mal etwas schneller und mal etwas langsamer. Um gerade einmal zwei Meter in der Sekunde ändert sich die Radialgeschwindigkeit durch die Planeten.

Der Einfluss der Erde auf die Sonne ist mit zehn Zentimetern pro Sekunde noch viel kleiner. Auch der schwerste Planet unseres Sonnensystems, der Jupiter, beschleunigt und bremst die Sonne nur um etwa zehn Meter pro Sekunde. Die hervorgerufenen Farbänderungen sind so klein, dass sehr präzise Instrumente notwendig sind, um auf diese Art Exoplaneten aufzuspüren. Die Idee dazu formulierte 1952 Otto Struve. Es dauerte aber bis in die Achtziger und Neunziger Jahre, bis entsprechende Geräte zur Verfügung standen. Heute verzeichnet die “Enzyklopädie Extrasolarer Planeten” 851 Planeten auf dem Konto dieser Methode.

Die “Bewohnbare Zone”

Die beiden neuen Exoplaneten haben relativ kurze Umlaufzeiten: nur fünf und elf Tage brauchen sie jeweils für einen Umlauf. Dementsprechend klein muss auch der Abstand zum Stern sein, allerdings hängt der tatsächliche Wert von den beteiligten Massen ab. Teegardens Stern ist ein sehr leichter und sehr alter Roter Zwerg. Da Rote Zwerge allgemein relativ schwach leuchten – kein einziger ist mit bloßem Auge sichtbar – befinden sich die Planeten trotz ihrer kleinen Entfernung in der sogenannten “Habitablen” oder “Bewohnbaren Zone”: dort, wo flüssiges Wasser vorkommen könnte.

Die Größe und Lage dieser Zone hängt natürlich von vielen Faktoren ab: der Nähe zum Stern, seiner Leuchtkraft, dem Vorhandensein einer Atmosphäre. Ein weiteres Problem bereitet eine “Gebundene Rotation”, bei der ein Partner dem anderen das immer gleiche Gesicht zuwendet, so wie unser Mond der Erde immer die gleiche Seite zeigt. Ein solcher Zustand entsteht nach sehr langen Zeiten und da Teegardens Stern fast doppelt so alt wie die Sonne ist, gehen zwei ForscherInnen in einem anderen Artikel davon aus, dass die beiden Planeten “gebunden” sind. Wie sehr sich die andauernde Hitzeeinstrahlung auf der Tagseite über die Nachtseite verteilen kann, ist von der Atmosphäre bestimmt. Eine sehr dichte Atmosphäre kann die Hitze gut verteilen und sorgt so für eine gleichmäßige Temperatur. Nach Ansicht der beiden AutorInnen ist die Wahrscheinlichkeit für flüssiges Wasser aber dennoch hoch, unter anderem da die Planeten etwas schwerer als die Erde zu sein scheinen und daher eine dichtere Atmosphäre beherbergen würden.

©Niko Komin (Follow @kokemikal)

Wie hat Dir der Artikel gefallen?

3 0

Hierzu passender Artikel: Planetenentstehung im Fallturm vom 6.12.2018

Unseren Newsletter bestellen:


Kommentar hinterlassen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.