Auf der Suche nach Planeten um andere Sterne

Abbildung des jupiter-ähnlichen Exoplaneten GJ 504b (oben rechts). Das Licht des Sterns wurde mechanisch und durch Bildbearbeitung unterdrückt; die buntgescheckten Bildareale zeigen Reste dieses Lichts. Bild vergrößern
Abbildung des jupiter-ähnlichen Exoplaneten GJ 504b (oben rechts). Das Licht des Sterns wurde mechanisch und durch Bildbearbeitung unterdrückt; die buntgescheckten Bildareale zeigen Reste dieses Lichts.

Die Entdeckung und Erforschung von Exoplaneten – also Planeten, die andere Sterne umkreisen als die Sonne – ist eines der spannendsten Forschungsgebiete der heutigen Astronomie. Forscher des MPIA waren verschiedenen spannenden Neuentdeckungen beteiligt, etwa bei der Entdeckung des 13 Milliarden Jahren alten Planetenpaars HIP 11952b und c, oder von HIP 13044b, einem Planeten, der offenbar aus einer anderen Galaxie stammt.

Die meisten Exoplaneten lassen sich nur indirekt nachweisen. Ein besonderer Schwerpunkt des MPIA liegt darin, einige Exoplaneten tatsächlich im Bild nachzuweisen - eine beachtliche Herausforderung, werden diese Planeten doch üblicherweise von ihren Sternen überstrahlt. Exoplaneten abzubilden ist vergleichbar mit der Aufgabe, aus großer Entfernung ein Glühwürmchen zu fotografieren, das direkt neben einem hellen Stadionscheinwerfer schwebt. Solche Abbildungen gelingen nur, wenn das Bildchen des Sterne mechanisch ausgeblendet wird (Koronografie) und die Bilddaten anschließend aufwändig ausgewertet werden. 

Auf diese Weise gelang beispielsweise die Aufnahme von GJ 504b, dem kältesten und wahrscheinlich auch leichtesten Planeten, von dem bislang eine Abbildung gewonnen werden konnte (Bild oben rechts), sowie das Bild des "Super-Jupiter" κ And b.

Erste Oberflächenkarte eines Braunen Zwergs Bild vergrößern
Erste Oberflächenkarte eines Braunen Zwergs

MPIA-Forscher sind auch beim indirekten Nachweis von Exoplaneten beteiligt. Dazu weisen sie entweder die winzigen, sich ständig wiederholenden Bewegungen nach, die sich ergeben, wenn die Schwerkraft eines Planeten an seinem Stern zieht (Radialgeschwindigkeitsmethode bzw. astronometrische Methode), oder sie beobachten wie die Helligkeit eines Sterns zwischenzeitlich etwas nachlässt, wenn der Planet zwischen Stern und Beobachter vorbeizieht (Transitmethode).

Ein Teil unserer Forschung betrifft Objekte, die eine Art Zwischenstellung zwischen Planeten und Sternen einnehmen: Braune Zwerge, die zuviel Masse besitzen um Planeten zu sein, aber zuwenig, um zu hell strahlenden Sternen zu werden. Die Methoden zur Beobachtung von Braunen Zwergen sind die gleichen wie für Exoplaneten. Und die erste globale Oberflächenkarte eines Braunen Zwergs, die MPIA-Forscher Ende 2013 veröffentlicht haben (siehe Bild links), ist nicht nur für sich genommen ein interessantes Ergebnis, sondern weist außerdem die Richtung, wie sich zukünftig auch Oberflächenkarten von jupiter- oder saturnähnlichen Exoplaneten erstellen lassen könnten.

Ein weiteres aktives Forschungsgebiet am MPIA sind spektroskopische Messungen an Exoplaneten, durch die sich die chemische Zusammensetzung und thermischen Eigenschaften der Atmosphären solcher Planeten erkunden lässt. Indem wir Modelle für solche Atmosphären aufstellen, bereiten wir uns auf eine der faszinierendsten zukünftigen Aufgaben der Astronomie vor: der Suche nach einem Exoplaneten, auf dem Leben existiert.

 
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