Erster Exoplanet durch Astrometrie entdeckt

Die Idee Planeten in anderen Sternsystemen durch die genaue Beobachtung ihrer Position zu entdecken, ist bereits mehr als hundert Jahre alt. Die enormen Anforderungen an Genauigkeit und Beobachtungstechnik verhinderten allerdings eine erfolgreiche Entdeckung auf diese Weise – bis jetzt. Astronomen vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA ist es gelungen, einen Exoplaneten mit Hilfe astronometrischer Methoden zu entdecken.

Ein Beitrag von Timo Lange. Quelle: NASA.

Der Exoplanet, bezeichnet als VB 10b, ist in vielerlei Hinsicht ungewöhnlich. Er umkreist einen der kleinsten bekannten Sterne in unserer Galaxie und ist dabei wahrscheinlich fast genau so groß wie der Stern selbst, was den Durchmesser betrifft. Der Stern der Spektralklasse M besitzt weniger als ein Hundertstel der Leuchtktraft unserer Sonne und liegt 20 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Adler (Aquila). Er ist rund 14 mal schwerer als der jupiterähnliche Exoplanet, der ihn umkreist. VB 10b selbst ist 6,4 Jupitermassen schwer und umläuft den kleinen Stern in rund 271 Tagen. Die große Halbachse des Planetenorbits beträgt 0,36 Astronomische Einheiten (AU). Diese Enfernung entspricht ungefähr dem Abstand zwischen Sonne und Merkur in unserem Sonnensystem. Aufgrund der geringen Leuchtkraft des Sterns dürfte VB 10b allerdings ähnlich kalt sein wie unser Jupiter. VB 10b gehört daher in die bisher wenig erkundete Klasse von Exoplaneten der Cold-Jupiters, also der kalten, jupiterähnlichen Planeten.

NASA
Vergleich zwischen den Umlaufbahnen des neu entdeckte Exoplaneten und Merkurs im gleichen Maßstab.
(Bild: NASA)

Die Entdeckung des Exoplaneten zeigt erneut, dass es auch um kleinere Sterne durchaus Planetensysteme geben kann – auch wenn es schon etwas erstaunlich ist, dass sich um einen der kleinsten Sterne eine protoplanetare Scheibe mit ausreichend Masse gebildet hat um einen massiven Gasplaneten hervorzubringen. Dennoch ist es nicht völlig ausgeschlossen, dass sich innerhalb der Umlaufbahn von VB 10b kleinere, möglicherweise terrestrische Exoplaneten befinden.

Da circa zwei Drittel aller Sterne in unserer Milchstraße kleine Zwergsterne sind, wird es durch diese neue Beobachtung wahrscheinlicher, dass es um viele dieser Roten Zwerge Planeten gibt. Ebenso wurde mit dieser Entdeckung demonstriert, dass mittels Astrometrie tatsächlich Exoplaneten entdeckt werden können, was weiteren geplanten Projekten in dieser Richtung Auftrieb gibt. Dazu gehört z. B. die Weltraumteleskop-Mission SIM Lite der NASA, die bisher stark unter Finanzierungsmangel leidet.

Erfolg der Astrometrie
Aber auch von terrestrischen Teleskopen kann noch einiges erwartet werden. So wurde VB 10b mit dem 5-Meter-Teleskop des Mount-Palomar-Observatoriums nahe San Diego entdeckt. Den Astronomen Steven Pravdo und Stuart Shaklan gelang es mit ihrem Instrument, die enormen Schwierigkeiten der Astrometrie zu überwinden. Die Methode basiert auf der Annahme, dass ein Planet während seines Umlaufes um einen Stern durch seine Gravitation an dem Stern zerrt und ihn so leicht hin und her schiebt. Stern und Planet umkreisen ein gemeinsames Schwerezentrum, wobei die Bewegung des viel schwereren Sterns nur sehr gering ausfällt.

Wird bei der verwandten, erfolgreichen Methode der Exoplanetensuche, der Messung der Radialgeschwindigkeit, die Bewegung des Sterns auf der Sichtlinie von uns weg und auf uns zu unter Ausnutzung des Doppler-Effekts gemessen, beobachtet man bei der Astrometrie die Bewegung des Sterns senkrecht zur Sichtlinie, praktisch direkt am Firmament.

Da die Positionsänderung des Sterns nur sehr gering ist, verschiebt sich der Stern periodisch nur um eine im astronomischen Maßstab winzige Entfernung. Würden Beobachter aus dem VB-10-System unserere Sonne betrachten und mit astrometrischen Mitteln nach Planeten suchen, wäre der Winkel, um den sich die Position der Sonne verändert, kleiner als eine Millibogensekunde. Zum Vergleich: Die Auflösung des Hubble-Teleskops ist um den Faktor Hundert schlechter.

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