CHEOPS und der Transit der Sternenbegleiter
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Autor: Axel Orth / 03. Mai 2007, 22:54 Uhr

Corot findet seinen ersten Exoplaneten

Der auf Exoplaneten spezialisierte europäische Satellit lieferte Daten von überraschender Genauigkeit über einen fernen Riesenplaneten und seinen Stern.

ESA
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Das unerwartet hohe Niveau der Rohdaten ist vielversprechend und bestätigt die Hoffnungen, dass die Wissenschaft mit Corot nun endlich ein Instrument hat, mit dem man auch felsige Exoplaneten aufspüren kann. Mit den bisherigen nicht-spezialisierten Teleskopen wie etwa Hubble war dies sehr unwahrscheinlich, da felsige Planeten für sie normalerweise zu klein sind. Folglich wurden praktisch nur Gasriesen á la Jupiter und Saturn entdeckt. Gerade vor einigen Tagen meldete allerdings die ESO-Südsternwarte die Entdeckung eines Felsplaneten in einer Entfernung von nur etwa 20 Lichtjahren mit dem erdgebundenen Teleskop in La Silla - eine sensationelle Entdeckung, die man noch vor einigen Jahren für unmöglich gehalten hätte und die im Nu die Runde in allen Medien machte.

Denn das wahre Interesse der Wissenschaftler wie der Öffentlichkeit gilt natürlich eben solchen kleineren, festen Planeten wie Erde, Mars und Venus, da man auf diesen Planeten am ehesten mit einer Oberfläche und vor allem mit Leben rechnen kann, oder zumindest mit Leben, das uns ähnlich sein könnte. Corot mit seiner spezialisierten Ausstattung dürfte in Zukunft nicht nur serienweise Felsplaneten bis hinunter zu Erdgröße entdecken, sondern soll mit etwas Glück auch Hinweise auf ihre chemische Beschaffenheit liefern.

COROT exo-team

Die Helligkeitskurve eines Sterns, anhand der Corot seinen ersten Exoplaneten entdeckte. Die y-Achse zeigt die Intensität des Lichts, die x-Achse den zeitlichen Verlauf. Obwohl der Planet ein sehr großer Gasriese ist, vermag er das Licht seines Heimatsterns beim Transit nur um 2 Prozent zu dämpfen. Zur Entdeckung von Felsplaneten bis hinunter zu Erdgröße muss Corot also noch viel genauer messen können.
(Bild: COROT exo-team)
Jener erste Planet, den Corot nun entdeckt hat und der provisorisch "COROT-Exo-1b" genannt wird, ist ein sehr heißer Gasriese von der 1,78-fachen Größe des Jupiters. Er umkreist einen gelben Zwergstern, der unserer Sonne ähnelt, wobei er für eine Umrundung nur 1,5 Tage braucht! "COROT-Exo-1b" befindet sich etwa 1.500 Lichtjahre von uns, in der Konstellation Einhorn. Erdgestützte spektroskopische Beobachtungen führten zusätzlich zur Bestimmung der Masse des Planeten, sie beträgt das 1,3fache der Jupitermasse.

Corot, eine Mission der französischen Weltraumbehörde CNES mit Unterstützung der ESA unter Beteiligung aus Österreich, Belgien, Brasilien, Deutschland und Spanien, ist eine Mission mit einem doppelten Ziel. Es ist die erste Weltraummission, die sich ganz und gar der Suche nach extrasolaren Planeten widmet. Außerdem soll sie auch Daten sammeln, die Aufschlüsse über das Innere der extrasolaren Sterne gestatten. Beide Ziele werden durch Analyse des Lichts von den fremden Sonnensystemen erreicht. Corot misst längere Zeit das Licht von Sternen, und wenn es eine plötzliche, wenn auch kleine Veränderung in der Helligkeitskurve des Lichts feststellt, wird es sozusagen aufmerksam, denn dies könnte ein Hinweis auf einen Planeten sein, der diesen Stern umkreist, sich gerade genau zwischen seinem Heimatstern und der Erde befindet und somit einen kleinen Teil des Sternenlicht abblockt. "Transitierend" nennt man solche Exoplaneten.

Hans Deeg

Schematische Darstellung der Helligkeitskurve eines Sterns beim Transit eines Planeten.
(Grafik: Hans Deeg)
Untersuchungen des Inneren von Sternen - ein besserer Name wäre vielleicht "Astroseismologie" - wird durch Analyse feiner Schwingungen in der Lichtkurve extrasolarer Sterne durchgeführt. Diese Schwingungen entstehen durch seismische Wellen, die den Stern ebenso durchlaufen wie einen Planeten, und geben Hinweise auf die innere Struktur des Sterns.

Corots Stärke liegt also in der hoch genauen Langzeitbeobachtung ausgewählter Zielsterne in einem gegebenen Bereich des Himmels. Das Teleskop startete Ende 2006 in einen polaren Erdorbit und ist erst seit 60 Tagen wissenschaftlich aktiv.

"Die Daten, die wir jetzt präsentieren, sind noch Rohdaten, aber schon sehr bemerkenswert", sagte Malcolm Fridlund, Corot-Projektwissenschaftler der ESA. "Es zeigt, dass die Bordsysteme in einigen Fällen besser als erwartet funktionieren - bis zu 10 mal so gut wie erwartet."

Die Fehlergröße der Helligkeitskurve dieses ersten Exoplaneten liegt bei einem Verhältnis von 5 zu 100.000 bei einer Beobachtungsdauer von einer Stunde. Wenn Korrekturen aller Störquellen einbezogen sind, wird sich der Fehler auf nur noch 1 zu 100.000 reduzieren lassen.

COROT exo-team

Von Corot gemessene Helligkeitskurve eines Doppelsternsystems mit einer Rotationsperiode von etwa 2,5 Tagen. Die oberen Bögen zeigen Licht von beiden Sternen. Die periodischen Einbrüche der Kurve rühren von den abwechselnden Transits der Sterne aus Sicht der Erde. Die unterschiedlichen Helligkeitsniveaus der Einbrüche zeigen wiederum, dass der eine Stern etwas heller ist als der andere.
(Bild: COROT exo-team)
Corots jetzt entdeckter erster Exoplanet ist an sich nichts Besonderes mehr, verglichen mit manch anderen Vertretern seiner Gattung. Die Besonderheit der Entdeckung liegt in der erzielten Genauigkeit: Ursprünglich ging man davon aus, dass man mit Corot Felsplaneten bis zur dreifachen Größe der Erde sicher nachweisen könne. Nun, wo erstmals der "Ernstfall" eingetreten ist, hoffen die Wissenschaftler aber, selbst noch Planeten von Erdgröße zu entdecken. Ja, unter besonders günstigen Umständen soll es sogar möglich sein, von Planeten reflektiertes Licht direkt zu messen, woraus man dann auf deren chemische Zusammensetzung schließen könnte.

Die Qualität der "astroseismologischen" Daten ist ebenfalls beeindruckend. Während der ersten 60 Tage wurden exzellente "Sternbebendaten" aufgenommen, mit einer Fehlerquote von nur 1 zu 1 Million.

"Corot, ein Gemeinschaftsprojekt von Frankreich, Europa und Brasilien unter Führung der CNES, muss unter einem glücklichen Stern geboren worden sein", sagte Fridlund. "Nach einem perfekten Start und einem früher als erwarteten Start der wissenschaftlichen Phase konnten wir kaum die ersten Daten erwarten. Jetzt ist es so weit, und ihre Qualität lässt für die Zukunft große Entdeckungen erwarten."
 
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