HARPS
Test des europäischen Planetenjägers erfolgreich
von Hans Zekl
für astronews.com
3. April 2003

Zwar entdecken Astronomen seit einigen Jahren immer mehr extrasolare Planeten um ferne Sonnen, die zweite Erde aber haben die Forscher bislang noch nicht aufspüren können. Kein Wunder: Mit den bisherigen Instrumenten war das gar nicht möglich. Doch nun könnte Bewegung in die Planetenjagd kommen. Im chilenischen La Silla testete die Europäische Südsternwarte den neuen Spektrographen HARPS mit großem Erfolg.

Der HARPS-Spektrograph. Foto: ESO

Gibt es eine zweite Erde im Weltall? Dieser Frage beschäftigt die Fantasie vieler Menschen schon seit langer Zeit. Seit 1995 sind Astronomen der Antwort ein Stück näher gekommen: Damals wurde der erste extrasolare Planet (oder kurz Exoplanet) entdeckt, der um einen anderen Stern kreist. Inzwischen sind über 100 dieser fernen Welten bekannt - allerdings sind es alles große, massereiche Himmelskörper, die mehr dem Riesenplaneten Jupiter ähneln als unserem Heimatplaneten. Jetzt wollen Astronomen an der europäischen Südsternwarte mit einem neuen Spektrographen auch wesentlich kleinere Planeten entdecken.

Selbst das Hubble-Weltraumteleskop ist nicht in der Lage, Planeten bei anderen Sternen zu sehen. Ihr Licht ist viel zu schwach und wird von den Sternen überstrahlt. Deshalb greifen Astronomen zu einem Trick. Genau genommen läuft ein Planet nicht um seine Sonne. Vielmehr drehen sich beide um den gemeinsamen Schwerpunkt des Systems. Damit bewegt sich ein Stern während der einen Hälfte seines Umlaufs auf den Beobachter zu, auf der anderen Hälfte von ihm weg. Wenn er sich dem Beobachter nähert, wird sein Spektrum etwas blauer, während es sich rötet, wenn der Stern sich wieder entfernt. Mit Hilfe dieses Dopplereffekts misst man die Geschwindigkeit eines Sterns, in dem das Licht des Sterns mit einem Spektrographen in ein farbiges Band ähnlich einem Regenbogen auseinander gezogen wird.

Aus dieser Sternbewegung kann man auf die Bahn und die Masse des Planeten schließen. HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) ist ein neuer Spektrograph, den das Genfer Observatorium, das Observatorium Haute-Provence in Frankreich, das Physikalischen Institut der Universität Bern, der Service d'Aeronomie in Frankreich und die europäische Südsternwarte ESO in Garching bei München zusammen konstruiert und gebaut haben. Optimiert um Exoplaneten zu entdecken, ist er in der Lage, Geschwindigkeiten mit der bislang noch nicht erreichten Genauigkeit von einem Meter pro Sekunde zu messen. Mit der bisherigen Technik konnten bei sonnenähnlichen Sternen nur Planeten nachgewiesen werden, deren Masse größer als die des Saturn ist, dem zweitgrößten Planeten im Sonnensystem. HARPS wird es nun ermöglichen, auch Planeten bei sonnenähnlichen Sternen zu entdecken, deren Massen etwa denen von Uranus oder Neptun entsprechen.

Bei massearmen Sternen können sogar auch erdähnliche Planeten aufgespürt werden, deren Massen nur einige Erdmassen betragen. Erste Tests des neuen Instrumentes begannen am 11. Februar und schon nach wenigen Tagen wurde das geplante Leistungsvermögen erreicht. HARPS steht in einem Vakuumtank, der sich in einem klimatisierten Raum befindet. Dadurch sollen störende Einflüsse durch den Luftdruck und Temperaturschwankungen auf ein Minimum beschränkt werden. Über einen Lichtleiter ist es mit dem 3,6m-Teleskop der ESO auf La Silla in den chilenischen Anden verbunden. Nach einer zweiten Testphase im Juni soll HARPS ab dem 1. Oktober den Astronomen zur Verfügung stehen.

Neben vielen neuen Planeten, möchte man auch Programme zur Astroseismologie durchführen. Dabei sollen Schwingungen auf den Sternoberflächen untersucht werden. Wie schon bei ähnlichen Messungen an unserer Sonne, werden diese Beobachtungen Aufschlüsse über den inneren Aufbau der Sterne liefern. Michel Mayor, Direktor des Genfer Observatoriums und Mitentdecker des ersten Exoplaneten ist zuversichtlich: "Weil HARPS schon in den ersten Testnächten so hervorragend funktionierte, gibt guten Grund zu der Annahme, dass wir auch bald auf diesem Gebiet einen Durchbruch erleben werden".