Einem internationalen Astronomenteam ist es gelungen, im Umfeld des Sterns GU Pisces einen Exoplaneten direkt abzubilden. Der neu entdeckte Gasriese benötigt rund 80.000 Jahre, um seinen Zentralstern einmal zu umkreisen.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Gemini-Observatorium, Keck-Observatorium.
(Bild: CFHT, Gemini-South-Obersatory)
Seit der Entdeckung des ersten Exoplaneten im Jahr 1995 konnten Astronomen bis zum heutigen Tag 1.792 Planeten nachweisen, welche ihre Zentralsterne außerhalb unseres Sonnensystems umkreisen. Während der letzten Jahre sorgte dabei speziell das auf die Exoplanetensuche spezialisierte Weltraumteleskop Kepler für Schlagzeilen.
Nach seinem Start am 7. März 2009 hat Kepler über einen Zeitraum von vier Jahren im Bereich der Sternbilder Schwan und Leier systematisch mehr als 150.000 Sterne anvisiert und nach Anzeichen für dort befindliche Planeten Ausschau gehalten. Bis zum heutigen Tag konnten die an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler definitiv 962 Exoplaneten nachweisen. Mehrere Hundert weitere ‘Planeten-Kandidaten’ warten noch auf eine Bestätigung durch nachfolgende Beobachtungen, welche von anderen Weltraumteleskopen oder von Observatorien auf der Erde durchgeführt werden müssen.
Aber nicht nur die Kepler-Wissenschaftler, sondern auch andere Astronomen waren in den letzten Monaten und Jahren im Bereich der Exoplaneten-Suche aktiv. So hat zum Beispiel ein von Marie-Ève Naud von der Universität Montreal in Kanada geleitetes internationales Team von Astronomen neben weiteren Großteleskopen das in den chilenischen Anden befindliche Acht-Meter-Teleskop des Gemini South-Observatoriums dazu eingesetzt, um gezielt junge und zugleich massearme Sterne in der näheren Umgebung unseres heimatlichen Sonnensystems zu untersuchen und dabei nach Anzeichen für dort befindliche Exoplaneten zu suchen.
Bei einem der dabei anvisierten Beobachtungsziele handelte es sich um den im Sternbild Fische (lat. Name “Pisces”) gelegenen Roten Zwergstern GU Pisces. Dieser Stern verfügt in etwa über 33 Prozent der Masse unserer Sonne, gehört zu der Spektralklasse M3 und befindet sich in einer Entfernung von rund 155 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem.
GU Pisces ist einer von etwa 30 Sternen, die dem AB-Doradus-Bewegungshaufen angehören. Hierbei handelt es sich um eine Ansammlung von Sternen, welche in etwa über das gleiche Alter verfügen und deren Mitglieder sich mit ähnlichen Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen durch unsere Heimatgalaxie bewegen. Das aus spektroskopischen Untersuchungen abgeleiteten Alter dieser Sterne liegt bei geschätzten 50 bis 119 Millionen Jahren.
Bei der im sichtbaren und im infraroten Spektralbereich erfolgten Beobachtung von GU Pisces suchten die Astronomen gezielt nach einem möglichen planetaren Begleiter des Sterns, da dieser wegen seines ‘jugendlichen Alters’ noch relativ heiß sein dürfte und somit vergleichsweise viel Wärme in das umgebende Weltall abstrahlen sollte. Somit leuchten derartig ‘junge’ Planeten im infraroten Spektralbereich verhältnismäßig hell, lassen sich dadurch bedingt leichter entdecken und gegebenenfalls sogar direkt abbilden. Und tatsächlich wurden die Wissenschaftler fündig.
Auf den im Rahmen der Untersuchungen erstellten Aufnahmen wurde ein Exoplanet entdeckt, der seinen Zentralstern in einer Entfernung von etwa 2.000 Astronomischen Einheiten (eine Astronomische Einheit – kurz AE – beschreibt den mittleren Abstand zwischen der Erde und der Sonne und beträgt rund 150 Millionen Kilometer) umkreist. Für einen kompletten Umlauf um seinen Stern benötigt der Exoplanet GU Psc b – so die offizielle Bezeichnung des Planeten – somit eine Zeitdauer von rund 80.000 Jahren. Dank dieses großen Abstandes zwischen Zentralstern und Planet, welcher rund 42 Bogensekunden beträgt, war es nicht nur möglich den Planeten direkt abzubilden. Vielmehr konnten die beteiligten Astronomen auch verschiedene Eigenschaften von GU Psc b entschlüsseln.
Ausgehend von spektroskopischen Untersuchungen leiten die Wissenschaftler ab, dass es sich bei dem Exoplaneten um einen Gasriesen handelt, welcher über die neun bis maximal dreizehnfache Masse des Planeten Jupiter verfügt. Aufgrund dieses Massewertes kann ausgeschlossen werden, dass GU Psc b zur Klasse der Braunen Zwerge gehört – einer Kategorie von Himmelskörpern, welche eine Sonderstellung zwischen einem Planeten und einem Stern einnimmt. Auf der ‘Oberfläche’ des Gasplaneten dürften Temperaturen von rund 800 Grad Celsius herrschen.
Die Astronomen beabsichtigen, den Exoplaneten in Zukunft noch weiteren und eingehenderen Untersuchungen zu unterziehen. Aufgrund des großen Abstandes zu seinem verhältnismäßig leuchtschwachen Zentralgestirn lassen sich relativ einfach hochaufgelöste Daten gewinnen, welche weitere Aufschlüsse über die Zusammensetzung und die physikalischen und chemischen Eigenschaften von GU Psc b liefern werden. In den kommenden Jahren, so die Erwartungen der Astronomen, werden dann aufgrund neuer Beobachtungsinstrumente noch weitere Exoplaneten in die Kategorie der “direkt abzubildenden Exoplaneten” aufsteigen.
Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden kürzlich von Marie-Ève Naud et al. unter dem Titel “DISCOVERY OF A WIDE PLANETARY-MASS COMPANION TO THE YOUNG M3 STAR GU PSC” in der Fachzeitschrift ‘The Astrophysical Journal’ publiziert.
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Fachartikel von Marie-Ève Naud et al.:
- DISCOVERY OF A WIDE PLANETARY-MASS COMPANION TO THE YOUNG M3 STAR GU PSC (Abstract, engl.)