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Wissenschaftsmeldung 5/2015 (Pressemitteilung)

Direkte Abbildung eines ganzen Planetensystems

20. April 2015

Ein internationales Astronomenteam, zu dem auch sechs Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astronomie gehören, hat das Exoplanetensystem um den Stern HR8799 direkt abgebildet. Das Team nutzte dabei das Large Binocular Telescope auf dem Mount Graham in Arizona, USA.
Abb. 1: Direkte Abbildung des Planetensystems um HR8799. Links der Planet HR8799b, auf der rechten Seite, von oben nach unten, die Planeten c, e und d. Der Stern ist mithilfe einer Maske weitgehend ausgeblendet; Reste seines Lichts führen zu den Spuren in der Bildmitte. Bild vergrößern
Abb. 1: Direkte Abbildung des Planetensystems um HR8799. Links der Planet HR8799b, auf der rechten Seite, von oben nach unten, die Planeten c, e und d. Der Stern ist mithilfe einer Maske weitgehend ausgeblendet; Reste seines Lichts führen zu den Spuren in der Bildmitte. [weniger]

Astronomen kennen mittlerweile fast 2000 Exoplaneten, also Planeten, die um andere Sterne kreisen als die Sonne. Bis auf eine Handvoll konnten diese Planeten allerdings nur indirekt nachgewiesen werden. Direkte Aufnahmen von Exoplaneten sind eine große Herausforderung, da ein Exoplanet von seinem Stern bei weitem überstrahlt wird - ähnlich als wollte man das schwache Leuchten eines Glühwürmchens nachweisen, dass in einigen Kilometern Entfernung direkt neben einem hellen Stadionscheinwerfer sitzt.

Jetzt ist einem Team von Astronomen, zu dem auch sechs Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astronomie gehören, eine neue Aufnahme gleich eines ganzen Exoplanetensystems gelungen. Die Astronomen nutzten dabei das Large Binocular Telescope auf dem Mount Graham in Arizona, und sie beobachteten in einem ganz bestimmten Wellenlängenbereich von Infrarotlicht. In diesem Bereich sind die betreffenden Planeten, junge und heiße Gasriesen ähnlich aufgeheizten Versionen des Planeten Jupiter in unserem Sonnensystem, relativ zum Stern vergleichsweise hell.

Die vier Exoplaneten des Systems um den Stern HR8799, rund 130 Lichtjahre von der Erde entfernt, waren 2007 bzw. 2010 durch direkte Aufnahmen entdeckt worden; 2010 war es sogar gelungen, für einen davon ein Spektrum, also einen chemischen Fingerabdruck aufzunehmen. Die neuen Aufnahmen mit dem Large Binocular Telescope liefern die aktuellen Positionen der vier Planeten. Der innerste Planet konnte somit immerhin über einen Zeitraum von 4 Jahren verfolgt werden, die drei äußeren Planeten sogar über 15 Jahre hinweg: Sie liessen sich nachträglich in Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops aus dem Jahre 1998 nachweisen.

Die neue Aufnahme, die auch besonders nahe am Stern Bilddaten liefert, bestätigt sogenannte Resonanzen in den Umlaufzeiten der Planeten, also einfache Zahlenverhältnisse zwischen den Umlaufzeiten. Während eines Umlaufs des äußersten Planeten vollenden die Planeten mit kleineren Abständen zum Stern jeweils 2, 4 bzw. 8 Umläufe. Einen aufgrund theoretischer Überlegungen vorhergesagten inneren Gasplaneten, welcher den Stern 16 oder 24 mal so häufig umläuft wie der äußerste Planet, konnten die Astronomen dagegen nicht bestätigen.

Das Large Binocular Telescope besteht aus zwei 8,4-Meter-Spiegeln auf einer gemeinsamen Montierung und ist damit das größte Einzelteleskop der Welt. Die deutsche Beteiligung an diesem Teleskop wird vom Max-Planck-Institut für Astronomie koordiniert.

Die Ergebnisse werden heute in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Online-Version des Fachartikels von Maire et al. 2015

Pressemitteilung des Large Binocular Telescope Observatories (englisch)

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