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Entfernte Gasriesen scheinen selten
von Stefan Deiters
astronews.com
13. Juli 2007
Die meisten Jupiter-ähnlichen Planeten, die man um ferne
Sonnen entdeckt hat, umkreisen ihren Stern in extremer Nähe. In einem
dreijährigen Projekt wollten Astronomen nun herausfinden, ob Riesen-Jupiters
auch in größerer Entfernung vom jeweiligen Zentralstern ihre Bahnen ziehen. Sie
nahmen dazu 54 erfolgsversprechende Systeme ins Visier - und entdeckten nichts.
Unser Sonnensystem (Montage): Alles andere als
Standard? Bild:
NASA / Glenn Research Center |
Mit Hilfe von leistungsfähigen Teleskopen in Arizona und Chile
haben Astronomen versucht, Gasriesen um ferne Sonnen aufzuspüren, die mehr als
fünf Astronomische Einheiten - also die fünffache Entfernung der Erde von der
Sonne - von ihrem Zentralstern entfernt sind. Drei Jahre lang bemühte sich das
Wissenschaftlerteam mit einer speziell entwickelten Methode, solche
Riesenplaneten direkt zu beobachten und nahm dazu 54 junge und nahgelegene
Sterne ins Visier, die als besonders vielversprechende Kandidaten für das
Vorhandensein solcher Jupiter-ähnlichen Gasriesen in den Außenbereichen des
Systems galten. Gefunden haben die Forscher keinen einzigen.
Seit 1995 wurden von Astronomen mehr als 230 sogenannte "Heiße Jupiter"
aufgespürt, also Gasriesen, die meist größer sind also der Jupiter und ihre
Sonne in extremer Nähe umrunden. Die Funde gelangen meist mit Hilfe der
Radialgeschwindigkeitsmethode, die im Prinzip nach einem Wackeln des Sterns
sucht, das durch einen umlaufenden Planeten verursacht wird. Diese Methode
funktioniert besonders gut, wenn massereiche Planeten auf sehr engen Bahnen
einen Stern umrunden. Kleine Planeten oder Gasriesen in den äußeren Bereichen
eines Systems lassen sich so nur sehr schlecht oder gar nicht aufspüren.
Interessiert man sich also für die Region eines fernen Planetensystems, in
der sich in unserem Sonnensystem die Gasriesen befinden, muss man andere
Methoden verwenden. Denn nur mit der Radialgeschwindigkeitsmethode allein, wird
man kaum erfahren wie ein durchschnittliches Planetensystem wirklich aussieht.
Und dieses könnte in der Tat anders aussehen als man denkt: Die Astronomen
fanden nämlich bei ihrer Suche keinen einzigen Gasriesen in den äußeren
Regionen.
"Wir hätten mit Gewissheit die Möglichkeit gehabt, Super-Jupiter in einem
Abstand von zehn Astronomischen Einheiten und mehr um junge, sonnenähnliche
Sterne zu entdecken", ist sich Laird Close, Professor für Astronomie an der
University of Arizona sicher. Close hat zusammen mit seinem Kollegen Don
McCarthy und Rainer Lenzen vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg
mit dem Spectral Differential Imager eine einzigartige Kamera entwickelt, die speziell für die Entdeckung solcher
Riesenplaneten ausgelegt ist.
"Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Planeten mir der vier bis fünffachen
Jupitermasse in Entfernungen von 20 Astronomischen Einheiten oder mehr um die
untersuchten Sterne existieren", fasst Beth Biller, eine Doktorandin am
Steward Observatory der University of Arizona das Ergebnis
zusammen. Biller ist auch Hauptautorin einer Veröffentlichung über die
Ergebnisse, die im Fachmagazin The Astrophysical Journal erschienen
ist. "Es gibt keine Oasen für Planeten zwischen 20 und 100 Astronomischen
Einheiten", unterstreicht auch Mit-Doktorand Eric Nielsen. "Wir haben einen so
großen Kontrast erreicht, dass wir diese Superplaneten hätten finden müssen,
aber haben nichts entdeckt." In 20 Astronomischen Einheiten Entfernung befindet
sich in unserem Sonnensystem Uranus.
Astronomen waren anfangs sehr überrascht, als sie um ferne Sonne zahlreiche
Gasriesen entdeckten, die massereicher waren als Jupiter und trotzdem näher an ihrem
Zentralstern lagen als Merkur an unserer Sonne. Diese "heißen
Jupiter" umrunden ihre Sonne in nur wenigen Tagen. "Jetzt, wo wir wissen, dass es in den
äußeren Bereichen um andere Sterne keine große Zahl von unentdeckten Gasriesen
gibt, haben wir ein kompletteres Bild und können Modelle über die Entstehung von
Planeten besser verifizieren", so Biller.
Der für die Aufnahmen verwendete Spectral Differential Imager (SDI)
ermöglicht die bislang kontrastreichsten Aufnahmen von Methan-reichen Begleitern
von fernen Sonnen. Das Gerät kam sowohl am Multi-Mirror Telescope in Arizona als
auch am Very Large Telescope der ESO in Chile zum Einsatz. Mit Hilfe des SDI war
im vergangenen Jahr bereits ein extrem kühler Brauner Zwerg aufgespürt und 2004
der Saturnmond Titan beobachtet worden
(astronews.com berichtete).
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