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Autor: Roman van Genabith / 26. August 2015, 12:16 Uhr

GPI entdeckt heißen, jungen Jupiterverwandten

51 Eri b heißt der erste Planet, der vom Gemini Planet Imager (GPI) entdeckt wurde. Es handelt sich allem Anschein nach um eine relativ junge, jupiterähnliche Welt.

Quelle: GPI, SETI Institute
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Gemini Observatory

Bild vergrößernTeleskope der Gemini-Teleskopanordnung - Montage
(Bild: Gemini Observatory)
Der Anfang des Jahres auf dem fast 2.700 Meter hohen Cerro Pachón in Chile in Betrieb genommene Planetenjäger ist Teil der Gemini-Teleskopanordnung und ermöglicht, anders als viele Teleskope, mit denen bisher Exoplaneten detektiert wurden, direkte Beobachtungen.

Das System 51 Eridani ist etwa 100 Lichtjahre entfernt und gehört zum Sternbild Eridanus. Der Zentralstern ist etwas leuchtstärker als die irdische Sonne und scheint wenigstens einen Trabanten zu besitzen, der ihn in einer Entfernung von etwa 13 Astronomischen Einheiten umläuft. Das entspricht auf solare Verhältnisse übertragen etwa einem Orbit zwischen Saturn und Neptun.

Bei dem Planeten, der die Bezeichnung 51 Eri b erhielt, handelt es sich allem Anschein nach um einen Hot Jupiter mit etwa der zweifachen Masse unseres Jupiter, wie Bruce Macintosh, Physikprofessor in Stanford und führender Projektwissenschaftler am Gemini Planet Imager, ausführt.

Der entdeckte Planet umkreist, anders als viele Vertreter seiner Kategorie, seinen Stern nicht besonders nah, sondern in einer relativ großen Entfernung. Mit einem geschätzten Alter von rund 20 Millionen Jahren ist der Planet noch vergleichsweise jung. Zum Vergleich: Unser Sonnensystem entstand vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Astronomen könnten durch die Beobachtung von Planeten wie 51 Eri b Rückschlüsse auf die Frühzeit von Jupiter und anderer Gasriesen ziehen.

DanielleFutselaarFranckMarchisSETIInstituteGPI

Bild vergrößern51 Eri b - Illustration
(Bild: Danielle Futselaar/Franck Marchis/SETI Institute/GPI)
Besonders interessant an der jüngsten Entdeckung ist, dass der Gemini Planet Imager den Planeten im Eridani-System direkt beobachten konnte. Anders als viele Teleskope, wie etwa dem außerordentlich erfolgreichen Planetenentdecker und Weltraumteleskop Kepler, ist das Instrument am Gemini-Teleskop genau für direkte Planetenbeobachtung ausgelegt. Tatsächlich ist die Suche nach jungen, lichtschwachen Planeten mit weiten Orbits eine Kernkompetenz des Instruments.

Während etwa das Weltraumteleskop Kepler aus dem zeitweiligen Verlust an Leuchtkraft eines Sterns auf Planeten schließt (Transitmethode), wird ein Stern vom Gemini Planet Imager zunächst in Gänze aufgenommen. Anschließend wird das gesamte direkt vom Zentralstern emittierte Licht entfernt.

Gemini / GPI

Bild vergrößernGrößenvergleich System 51 Eridani und unser Sonnensystem
(Bild: Gemini / GPI)
Das verbliebene Licht wird dann auf Besonderheiten hin untersucht. Die hellsten Regionen sind potenzielle Planetenkandidaten. Dabei ist deren Licht im Vergleich zur Lichtstärke des umkreisten Sterns sehr schwach, im Falle von 51 Eri b etwa ein Millionstel der Leuchtkraft seines Zentralsterns, doch nach dessen Herausfilterung für GPI gut erkennbar. Das System 51 Eridani wurde bereits zuvor von anderen Teleskopen ins Visier genommen, diese entdeckten den Planeten jedoch nicht.

„Wir haben bereits rund 100 Sterne betrachtet“, sagte James Graham, GPI-Projektwissenschaftler. „Das ist exakt die Art von Planet, die wir entdecken wollten, als wir GPI entwickelt haben.“

Anders als indirekte Beobachtungen, die häufig lediglich Position, Größe und Masse eines Planeten verraten, erlauben direkte Beobachtungen in begrenztem Umfang auch Rückschlüsse auf die Atmosphäre eines Planeten, etwa deren chemische Zusammensetzung.

Im vorliegenden Fall fanden die Wissenschaftler bei der Analyse der Gemini-Bilder Hinweise auf Wasserdampf und große Mengen Methan in der Atmosphäre von 51 Eri b, eine Parallele zu Jupiter. Im Gegensatz zu letzterem ist der junge Planet bedeutend heißer. Gleich wohl, 51 Eri b ist auf dem besten Weg, ein Cousin unseres größten Gasriesen zu werden, denkt Mark Marley, Astrophysiker am NASA Ames Research Center.

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