Astronomen ist ein Durchbruch bei der Suche nach extrasolaren Planeten gelungen: Sie entdeckten gleich drei Super-Erden – Planeten mit weniger als der zehnfachen Erdmasse – in der Umlaufbahn um den sonnenähnlichen Stern HD 40307. Nach Ansicht der Wissenschaftler deutet alles darauf hin, dass sogar einer von drei sonnenähnlichen Sternen Planeten besitzen könnte.
Seit der Entdeckung des ersten Planeten um einen fremden Stern im Jahr 1995 haben Astronomen mehr als 270 Exoplaneten ausfindig gemacht. Die meisten von ihnen umkreisen sonnenähnliche Sterne, sind jedoch Gasriesen wie Jupiter oder Saturn. Nach jetziger Statistik wird rund einer von 14 Sternen von solchen Planeten umkreist. So genannte Super-Erden, Planeten mit Massen geringer als Uranus und Neptun, die rund 15fache Erdmasse besitzen, sind dagegen bisher eher selten gefunden worden. Ihr Nachweis scheiterte bisher an den noch unzureichenden technischen Möglichkeiten.
„Beherbergt vielleicht sogar jeder Stern Planeten? Und wenn ja, wie viele?“, fragt Planetenjäger Michel Mayor vom Genfer Observatorium. „Noch kennen wir die Antworten nicht, aber wir machen große Fortschritte.“ Denn inzwischen können Astronomen mit neuen Instrumenten immer weiter und präziser ins All hinaus blicken. „Mit Entwicklungen wie dem HARPS Spektrograph am 3,6 Meter Teleskop der europäischen Südsternwarte in La Silla können wir nun auch kleinere Planeten der Größenordnung zwischen der zwei- und zehnfachen Erdmasse entdeckten“, erklärt sein Kollege Stéphane Udry.
Drei Planeten auf einen Streich
Mithilfe von HARPS entdeckten die Astronomen ein System von gleich drei Super-Erden um einen normalen, sonnenähnlichen Stern. HD 40307 hat eine etwas geringere Masse als unsere Sonne und liegt 42 Lichtjahre entfernt zwischen den am Südhimmel sichtbaren Konstellationen Doradus und Pictor. „Wir haben sehr präzise Messungen der Geschwindigkeit des Sterns über die letzten fünf Jahre hinweg durchgeführt“, so Mayor. „Sie enthüllen klar die Präsenz von drei Planeten.“
Die Schwankungen, die die Planeten durch ihre Schwerkraft in der Geschwindigkeit des Zentralsterns verursachen, sind winzig, gerade einmal ein paar Meter pro Sekunde. Kein Wunder, ist ihre Masse doch rund hunderttausendmal kleiner als die ihres Sterns. Nur dank der extremen Sensitivität des HARPS-Instruments konnte diese Veränderungen überhaupt nachgewiesen werden.
Aus den Werten können die Astronomen sogar auf die Größen und Umlaufgeschwindigkeiten der drei Planeten schließen. Der innerste hat 4,2 Erdmassen und umkreist den Zentralstern in nur 4,3 Tagen, der zweite wiegt 6,67 Erdmassen und braucht 9,6 Tage für einen Umlauf und der dritte, äußerste, besitzt die 9,4 fache Erdmasse und hat eine Umlaufzeit von 20,4 Tagen.
Spitze des Eisbergs
„Es scheint klar, dass diese Planeten nur die Spitze eines Eisbergs sind”, so Mayor. „Die Analyse aller Sterne, die wir bisher mit HARPS untersucht haben, zeigt, dass rund ein Drittel aller sonnenähnlichen Sterne entweder Super-Erden oder Neptun-ähnliche Planeten mit Orbitalperioden kürzer als 50 Tage besitzen.“ Da Planeten in einer engen, kurzen Umlaufbahn leichter zu entdecken sind als solche auf weiten, äußeren Orbits, ist es vor allem dieser Typ, der bisher die Entdeckungen dominiert. Doch die Forscher sind sic h sicher, dass im Weltraum noch jede Menge weiterer, auch noch erdähnlicherer Planeten auf ihre Entdeckung wartet.
2Es ist höchst wahrscheinlich, dass es noch viele andere Planeten gibt: Nicht nur Super-Erden und Neptun-ähnliche mit längeren Perioden, sondern auch erdähnliche die wir bisher noch nicht entdecken können“, so Udry. „Wenn man dann die bereits bekannten Jupiter-ähnlichen Planeten dazu zählt, dann kommt man sehr schnell zu dem Schluss, dass Planeten ziemlich verbreitet sind.“
(ESO, 17.06.2008 – NPO)
