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Eindeutiger Beweis für Gesteinsplanet
von Stefan Deiters
astronews.com
16. September 2009
Durch ungewöhnlich lange Messungen mit dem HARPS-Instrument
am 3,6-Meter Teleskop der ESO in La Silla konnten Astronomen jetzt nachweisen,
dass es sich bei dem extrasolaren Planeten CoRoT-7b um einen Gesteinsplaneten
mit nur fünffacher Erdmasse handelt und seine Zusammensetzung vermutlich relativ
erdähnlich sein dürfte. Ein wohnlicher Ort ist CoRoT-7b allerdings nicht.
Unwohnlicher Ort: So stellt sich ein Künstler
den Planeten CoRoT-7b vor.
Bild: ESO/L. Calcada |
"Das ist wirklich beste und faszinierendste Wissenschaft",
freut sich Didier Queloz von der Genfer Sternwarte, der das Beobachtungsteam
leitete. "Wir haben alles, was möglich ist gemacht, um herauszufinden wie das
von CoRoT entdeckte Objekt aussieht und es handelt sich offenbar um ein
einmaliges System."
Die Entdeckung eines Planeten durch den Satelliten CoRoT um den Stern TYC
4799-1733-1 war im Februar 2009 bekanntgegeben worden (astronews.com
berichtete). Entdeckt worden war der Planet bereits ein Jahr zuvor, doch musste
der Fund zunächst einmal mit Hilfe verschiedener Folgebeobachtungen bestätigt
werden. Der Planet liegt im Sternbild Einhorn, ist rund 500 Lichtjahre von der
Erde entfernt und umkreist einen Stern, der etwas kleiner und kühler als unsere
Sonne ist und ein Alter von rund 1,5 Milliarden Jahren hat.
CoRoT sucht nach extrasolaren Planeten mit Hilfe der Transitmethode, fahndet
also nach winzigen Helligkeitsänderungen von Sternen, die durch einen vor dem
Stern vorüberlaufenden Planeten verursacht werden. Im Falle von CoRoT-7b fand
ein solcher Transit alle 20,4 Stunden statt und verdunkelte die ferne Sonne für
etwas mehr als eine Stunde um etwa ein 3.000-stel.
Es stellte sich heraus, dass der Planet nur etwa 2,5 Millionen Kilometer von
seinem Zentralstern entfernt sein muss (das ist 23-mal näher als der Merkur
unserer Sonne ist) und einen Radius hat, der etwa 80 Prozent größer ist als der
der Erde. Natürlich vermutete man bereits im Februar, dass es sich bei CoRoT-7b
um einen Gesteinsplaneten handeln müsse, doch eine genaue Masse konnte man für
den Planeten damals noch nicht angeben. Um diese zu ermitteln benötigt man
exakte Messungen der Geschwindigkeit des Zentralsterns, an dem der Planet bei
einem Umlauf immer wieder "zieht".
Diese Radialgeschwindigkeitsmethode ist das bislang erfolgreichste Verfahren
zur Entdeckung von extrasolaren Planeten und der High Accuracy Radial
velocity Planet Searcher (HARPS) am 3,6 Meter-Teleskop der ESO in La Silla
ist das wohl erfolgreichste Instrument in dieser Disziplin.
Doch CoRoT-7, so der Name unter dem TYC 4799-1733-1 jetzt geführt wird, machte es den Astronomen nicht leicht: Die winzigen Störungen,
die der Planet bei einem Umlauf verursacht, werden durch die Aktivität des
Sterns verwischt. So zeigt dieser beispielsweise Sternflecken (vergleichbar den
Sonnenflecken unserer Sonne). Die winzigen Signale des umlaufenden Planeten
werden also zusätzlich durch die Eigenrotation des Sterns überlagert, der sich
alle 23 Tage einmal um die eigene Achse dreht.
"HARPS ist sicherlich kaum zu schlagen, wenn es um die Entdeckung von kleinen
Exoplaneten geht", meint Teammitglied Francois Bouchy vom IAP in Paris. "Aber
die Messungen für CoRoT-7b waren so anspruchsvoll, dass wir den Stern insgesamt
70 Stunden beobachten mussten." Damit gelang es den Astronomen, das alle 20,4
Stunden wiederkehrende Signal des Planeten herauszufiltern und für CoRoT-7b eine
Masse von fünf Erdmassen zu bestimmen. Das macht ihn zu einem der masseärmsten
bislang entdeckten extrasolaren Planeten.
"Da der Planet auf seiner Bahn vor seinem Zentralstern vorüberläuft, also
einen Transit zeigt, können wir die Masse wirklich messen und nicht nur
abschätzen. Es ist die kleinste, sicher bestimmte Masse eines Exoplaneten",
erklärt Teammitglied Claire Moutou vom Laboratoire d'Astrophysique de
Marsaille. "Außerdem haben wir in diesem Fall Radius und Masse, wissen also
etwas über die Dichte und können so Aussagen über die innere Struktur des
Planeten machen."
Mit der ermittelten Masse gehört CoRoT-7b sicher zu den sogenannten
Super-Erden. Die errechnete Dichte des Planeten gleicht zudem der unserer Erde,
was auf eine ähnliche Zusammensetzung des Planeten hindeuten sollte. Ein
wohnlicher Ort ist CoRoT-7b deswegen allerdings noch lange nicht: Seine
bedrohliche Nähe zu seiner Sonne macht den Planeten, der mit einer
Geschwindigkeit von mehr 750.000 Kilometern pro Stunde um seinen Zentralstern
rast, zu einem äußerst ungemütlichen Ort.
"CoRoT-7b könnte mehr Dantes Inferno gleichen mit Temperaturen auf der
Tagseite von über 2.000 Grad Celsius und auf der Nachtseite von minus 200 Grad
Celsius. Nach theoretischen Modellen könnte es flüssige Lava auf der Oberfläche
oder kochende Ozeane auf dieser Welt geben. Mit solchen Bedingungen ist dieser
Planet mit Sicherheit kein Platz, auf dem sich Leben entwickeln kann", so Queloz.
Die HARPS-Messungen lieferten noch eine Überraschung: CoRoT-7b scheint nicht
der einzige Planet in dem System zu sein. Alle drei Tage und 17 Stunden umkreist
ein weiterer Planet den Zentralstern. Seine Masse liegt ungefähr bei der
achtfachen Erdmasse, es sollte sich also auch um eine Super-Erde handeln.
Allerdings ist dieser - CoRoT-7c genannte - Planet kein Transitplanet, so dass
sich sein Radius und damit seine Dichte nicht bestimmen lässt.
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