Astronomen haben gleich 50 neue Exoplaneten entdeckt. Darunter sind 16 so genannte Supererden einschließlich eines Planeten, dessen Umlaufbahn am Rande der habitablen Zone seines Muttersterns liegt. Aufgespürt wurden die Himmelkörpoer mit Hilfe des HARPS-Instruments der Europäischen Südsternwarte ESO. Die Auswertung aller bisher von HARPS entdeckten Planeten ergab zudem, dass wahrscheinlich rund 40 Prozent aller sonnenähnlichen Sterne mindestens einen Planeten vo weniger als der Saturnmasse besitzen könnten.
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Der HARPS-Spektrograf am 3,6-Meter-Teleskop des La Silla Observatoriums der ESO in Chile misst für seine Suche nach Planeten die so genannte Radialgeschwindigkeit eines Sterns. Er registriert dafür das winzige Taumeln des Sterns auf uns zu oder von uns weg mit außergewöhnlicher Genauigkeit. Wird der Stern von einem Planeten umkreist, so bewirkt dies, dass er sich regelmäßig ein wenig auf irdische Beobachter zu und von ihnen weg bewegt. Durch den so genannten Dopplereffekt führt diese Geschwindigkeitsänderung zu einer Verschiebung des Sternspektrums – hin zu längeren Wellenlängen, wenn sich der Stern von uns fort bewegt und hin zu kürzeren Wellenlängen, wenn er sich auf uns zu bewegt. Diese winzigen Wellenlängenverschiebungen kann HARPS messen und so indirekt die Anwesenheit eines Planeten nachweisen.
50 auf einen Streich
Gestern hat das HARPS-Team, das von Michel Mayor von der Universität Genf geleitet wird, die Entdeckung von 50 neuen Exoplaneten bekanntgegeben. Darunter befinden sich auch 16 so genannte Supererden. Dies ist die größte Anzahl neu entdeckter Planeten, die jemals auf einen Schlag bekanntgegeben wurde. Die neuen Ergebnisse wurden auf einer Konferenz zu außergewöhnlichen Sonnensystemen vorgestellt, zu der sich 350 Exoplaneten-Experten im US-Bundesstaat Wyoming zusammengefunden haben.
“Diese reiche Ernte an HARPS-Entdeckungen hat alle unsere Erwartungen übertroffen. Sie schließt eine außergewöhnlich große Zahl an Supererden und Neptun-ähnlichen Planeten ein, die um Sterne kreisen, die unserer Sonne sehr ähnlich sind. Und es kommt noch besser: Die neuen Ergebnisse zeigen, dass sich das Tempo unserer Entdeckungen beschleunigt”, so Mayor.
Fünf besonders vielversprechende Supererden
Im Laufe von zwei Jahren Arbeit hat das Astronomenteam auf diese Weise fünf Planeten entdecken können, deren Masse weniger als das Fünffache der Erdmasse beträgt. “Diese Planeten gehören zu den besten Kandidaten für die Beobachtung durch zukünftige Weltraumteleskope, die in den Atmosphären von Exoplaneten nach Anzeichen für Leben suchen werden – etwa nach chemischen Fingerabdrücken, die auf das Vorhandensein von Sauerstoff hinweisen“, erklärt Francesco Pepe vom Schweizer Observatoire de Genève, der Erstautor eines der jüngst erschienenen Fachartikel zu den HARPS-Entdeckungen.
Planet am Rand der habitablen Zone
Einer der Planeten, dessen Entdeckung jüngst bekannt gegeben wurde, trägt die Identifikationsnummer HD 85512 b. Die Forscher schätzen, dass dieser Planet nur rund 3,6 mal soviel Masse besitzt wie die Erde und sich am Rand der so genannten habitablen Zone befindet – jener schmalen Region in der Umgebung des Sterns, in dem unter geeigneten Bedingungen Wasser in flüssiger Form existieren kann.
“Von allen sicher nachgewiesenen Planeten, die mit Hilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt wurden und potenziell in der habitablen Zone ihres Muttersterns liegen, ist HD 85512 b derjenige mit der geringsten Masse. Und er ist der zweite Planet mit geringer Masse, den HARPS in der habitablen Zone eines Sterns entdeckt hat“ fügt Lisa Kaltenegger vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Boston, USA hinzu, eine Expertin für die Charakterisierung von Exoplaneten.
Die zunehmende Genauigkeit der neuen HARPS-Durchmusterung erlaubt jetzt sogar den Nachweis von Planeten, die weniger als doppelt soviel Masse besitzen wie die Erde. HARPS ist im jetzigen Zustand so empfindlich, dass das Instrument Veränderungen der Radialgeschwindigkeit um weniger als 4 Kilometer pro Stunde nachweisen kann – weniger als die normale Schrittgeschwindigkeit eines Menschen. “Mit dem Nachweis von HD 85512 b ist HARPS noch lange nicht an seine Grenzen gestoßen. Die Entdeckung zeigt, dass wir nun in der Lage sind, Supererden in den habitablen Zonen sonnenähnlicher Sterne nachzuweisen“, fügt Mayor hinzu.
Planeten um fast die Hälfte aller sonnenähnlichen Sterne
Aus den HARPS-Beobachtungen von 376 sonnenähnlichen Sternen konnten die Astronomen zudem mit deutlich größerer Zuverlässigkeit als bisher abschätzen, wie wahrscheinlich es ist, dass ein solcher Stern einen oder mehrere Planeten mit vergleichsweise geringer Masse (im Gegensatz zu Gasriesen) besitzt. Das Ergebnis: Rund 40 Prozent der sonnenähnlichen Sterne sollten mindestens einen Planeten besitzen, dessen Masse geringer ist als die des Saturn. Die meisten der Exoplaneten mit einer Neptunmasse oder einer noch geringeren Masse sind Teil von Systemen mit mehr als einem Planeten.
Suche nach erdähnlichen Gesteinsplaneten geht weiter
Angesichts dieser Ergebnisse sind die Astronomen zuversichtlich, bald andere kleine, potenziell bewohnbare Gesteinsplaneten sonnenähnlicher Sterne nachweisen zu können. Dabei sollen neue astronomische Instrumente helfen – beispielsweise eine Kopie von HARPS, die am Telescopio Nazionale Galileo auf den Kanaren installiert werden und den nördlichen Sternenhimmel durchmustern soll, und ein neues, noch leistungsfähigeres Instrument namens ESPRESSO, das 2016 am Very Large Telescope der ESO die Arbeit aufnehmen wird]. In fernerer Zukunft soll schließlich das CODEX-Instrument am European Extremely Large Telescope (E-ELT) zum Einsatz kommen – mit der gleichen Nachweismethode, aber auf deutlich höherem technischen Niveau.
“In den nächsten zehn bis zwanzig Jahren sollten wir eine Liste potenziell bewohnbarer Planeten in der Nachbarschaft unserer Sonne vorlegen können. Diese Liste ist ein unverzichtbarer Ausgangspunkt für zukünftige Beobachtungen, die nach spektroskopischen Spuren von Leben in den Atmosphären von Exoplaneten suchen“ schließt Michel Mayor, der 1995 den ersten Exoplaneten überhaupt entdeckt hatte, der einen normalen Sterns umkreist.
(ESO, 13.09.2011 – NPO)
