EXTRASOLARE PLANETEN
Drei Planeten und ein Asteroidengürtel
Redaktion / idw / Universität Bern
astronews.com
19. Mai 2006

Astronomen der Universität Genf und Astrophysiker der Universität Bern haben ein Planetensystem aufgespürt, das etwas ganz Besonderes sein könnte: Die Forscher entdeckten in dem rund 41 Lichtjahre entfernten System gleich drei Planeten und einen Asteroidengürtel. Die Planeten sind teilweise der Erde recht ähnlich und einer könnte sogar am Rand der lebensfreundlichen Zone des Systems liegen.

So stellt sich ein Künstler das System um HD 69830 vor. Bild: ESO

Die Entdeckung extrasolarer Planeten gehört für die Genfer Astronomen schon fast zum Tagesgeschäft und wäre kaum einer größeren Meldung wert gewesen, wenn es nicht einige Besonderheiten gegeben hätte:  Die Entdeckung gleicht am meisten unserem eigenen Sonnensystem. Dies zeigen die Analysen der Astrophysiker um Prof. Willy Benz vom Physikalischen Institut der Universität Bern. Die neu entdeckten Planeten bestehen gemäß deren Modellrechnungen vor allem aus Stein und Eis und nicht aus Gas, wie es bei den meisten anderen extrasolaren Planeten der Fall ist.

Diese Entdeckung stellt einen neuen Höhepunkt in der Suche nach extrasolaren Planeten dar, die an der Universität Genf vor zehn Jahren gestartet wurde und seit fünf Jahren in Zusammenarbeit mit der Universität Bern geschieht. Im Lauf der letzten elf Jahre wurden mehr als 180 Exoplaneten entdeckt, die um Sterne kreisen, die unserer eigenen Sonne gleichen. Rund die Hälfte der Entdeckungen gelang den Astronomen der Universität Genf.

Die jetzt mit Hilfe des HARPS-Spektrographen am ESO 3,6-Meter Teleskop in La Silla aufgespürten drei Welten, die den 41 Lichtjahre entfernten Stern HD 69830 umkreisen, stellen jedoch ein Novum dar, da die Eigenschaften des neuen Planetensystems denen unseres eigenen Sonnensystems ähnlich sind. In diesem Fall wird ein Stern - er ist ein wenig masseärmer als die Sonne - von drei Planeten umkreist, die die 10-, 12- und 18-fache Masse der Erde haben. Damit sind sie zwar immer noch deutlich massereicher als die Erde selbst, aber zugleich auch sehr klein im Vergleich mit zuvor entdeckten Exoplaneten.

Die neu entdeckten Welten besitzen aber noch weitere interessante Eigenschaften: Das NASA-Weltraumteleskop Spitzer hatte zuvor ein Übermaß an Infrarot-Strahlung festgestellt, die von diesem System ausgeht und einem extrasolaren Asteroidengürtel zugeschrieben wird, wo Kollisionen zwischen Asteroiden kleinen, mikrometergroßen Silikat-Staub produzieren, der dann vom Stern aufgeheizt wird (astronews.com berichtete).

Die Analyse und Interpretation einer solchen Entdeckung erfordert genaue Kenntnisse über die Prozesse, die bei der Bildung und Evolution von Planeten eine Rolle spielen. Dies ist nur durch eine intensive Zusammenarbeit verschiedener Institute möglich. Innerhalb dieser Zusammenarbeit sind die Berner Astrophysiker und Spezialisten für die Bildung von Planeten, Yann Alibert und der Rest des Teams um Prof. Willy Benz, für die theoretische Erklärung der beobachteten Eigenschaften zuständig.

Nachdem sie mehr als 20.000 mögliche Formationsszenarien für das Planetensystem mit ihrem Modell durchgerechnet haben, zogen die Berner Forscher durch Vergleiche mit den beobachteten Bahnen und Massen Schlüsse über den Aufbau der drei Planeten: Die zwei inneren Planeten bestehen hauptsächlich aus einem Kern aus Stein und sind von einer relativ kleinen Gashülle aus Wasserstoff und Helium umgeben. Im Gegensatz dazu besteht der äußerste Planet rund zur Hälfte aus Gas, unter dem sich ein Kern aus Wasser und Stein befindet. Da das Wasser bei hoher Temperatur unter großem Druck steht, befindet es sich im superkritischen Aggregatszustand – ein Zustand, der in unserem Alltag unbekannt ist. Der äußere Planet könnte sich außerdem gerade am inneren Rand der habitablen Zone dieses Systems befinden.

Auf internationaler Ebene haben Spezialisten aus Paris und Portugal die dynamische Stabilität des Planetensystems untersucht und dadurch die Position des Asteroidengürtels genauer bestimmen können. Insgesamt hat die Entdeckung der drei Planeten intensive Forschungstätigkeit von 14 Wissenschaftlern an 8 europäischen Instituten ausgelöst. Eine Tätigkeit, die wegen der außergewöhnlichen Eigenschaften des Systems noch lange andauern wird.

Obwohl die Planetologie bezüglich der Planeten unseres eigenen Sonnensystems schon beachtliche Resultate erzielen konnte, steckt sie beim Studium extrasolarer Planeten noch in den Kinderschuhen. Neue Beobachtungsinstrumente, die in wenigen Jahren verfügbar sein werden und erstmals direkte Bilder der Exoplaneten liefern können, sind deshalb hoch willkommen. Mit neuen Beobachtungsmethoden wird es dann auch möglich sein, wirklich erdähnliche Planeten zu entdecken, für die die aktuellen Techniken noch nicht ausreichen.

Die Ziele der Forscher aber bleiben unverändert: Die Suche und Analyse extrasolarer Planeten ist ein wichtiges und sehr aktives Gebiet der boden- und weltraumgestützten Astronomie, denn nur sie ermöglicht ein vertieftes Verständnis des Ursprungs unseres Sonnensystems und der Erde, und nur sie wird auf längere Sicht die Frage nach extraterrestrischem Leben beantworten können.