EXTRASOLARE PLANETEN
Kleines Teleskop fotografiert drei Exoplaneten
von Stefan Deiters
astronews.com
15. April 2010

Mit einem vergleichsweise kleinen erdgebundenen Teleskop haben Astronomen ein Bild von drei extrasolaren Planeten gemacht, die um einen Stern in rund 120 Lichtjahren Entfernung kreisen. Die Aufnahme gelang durch ein neues Verfahren, bei dem die Strahlung des Zentralsterns so exakt ausgeblendet werden kann, dass das Licht der Planeten trotzdem erhalten bleibt.

Auf der neuen Aufnahme ist die Strahlung der drei Planeten um HR 8799 deutlich zu erkennen. Der Stern (X) selbst wurde ausgeblendet. Bild: NASA / JPL-Caltech / Palomar Observatory  [Großansicht]

Die beobachteten Planeten waren bereits zuvor von Teleskopen des Keck und Gemini North Observatory auf dem Gipfel des Mauna Kea in Hawaii fotografiert worden (astronews.com berichtete), die mit einem Durchmesser von zehn bzw. acht Metern zu den größten Teleskopen der Welt zählen. Das jetzt vorgestellte Bild wurde hingegen mit einem 1,5 Meter durchmessenden Teil des Spiegels des Hale-Teleskops am Palomar Observatory gemacht. Die Astronomen verwendeten dazu eine adaptive Optik und einen innovativen Koronografen, mit dem das Licht des Sterns ausgeblendet werden kann, das sonst die Planeten überstrahlen würde.

"Dieses Verfahren könnte auch von größeren erdgebundenen Teleskopen verwendet werden und so Bilder von Planeten machen, die noch viel dichter um ihren Stern kreisen oder auch von kleinen Teleskopen, um möglicherweise erdähnliche Planeten um helle Sterne zu finden", beschreibt Gene Serabyn vom Jet Propulsion Laboratory der NASA die Anwendungsmöglichkeiten der neuen Technik. Serabyn ist Hauptautor eines Artikel über die Beobachtungen, der heute in der Fachzeitschrift Nature erscheint.

Die drei Planeten tragen die Namen HR 8799b, c und d. Es handelt sich um Gasriesen mit einer deutlich größeren Masse als Jupiter, die den Stern HR 8799 in einem Abstand von 24, 38 und 68 Astronomischen Einheiten (eine Astronomische Einheit entspricht der Entfernung der Erde von der Sonne) umrunden. Möglicherweise befinden sich in dem System aber auch noch Gesteinsplaneten, die einen geringeren Abstand von der entfernten Sonne haben und daher von dieser überstrahlt werden.

Der Stern HR 8799 ist etwas massereicher als die Sonne und mit rund 60 Millionen Jahren deutlich jünger. Er ist 120 Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Pegasus. In dem jungen Planetensystem um den Stern geht es noch immer turbulent zu, es kommt zu Kollisionen, bei denen Staub entsteht, der etwa vom Infrarotteleskop Spitzer beobachtet wurde. Auch andere Teleskope haben das System schon untersucht.

Um die Aufnahme der Planeten um HR 8799 zu machen, setzten Serabyn und seine Kollegen auf eine Kombination von zwei Verfahren: Mit Hilfe einer adaptiven Optik wurden zunächst die Störungen eliminiert, die durch die Atmosphäre der Erde entstehen. Um diese Technik noch weiter zu optimieren, nutzten die Astronomen nur einen kleinen Teil des Spiegels des Hale-Teleskops für ihre Beobachtungen.

Anschließend verwendeten sie einen Koronografen, also eine Maske, mit der das Licht des Zentralsterns verdeckt werden kann. Zum Einsatz kam dabei ein neuer "Vortex-Koronograf", den Teammitglied Dimitri Mawet vom Jet Propulsion Laboratory der NASA entwickelt hatte. "Der Trick dabei ist, das Licht des Sterns zu unterdrücken, aber nicht das der Planeten", erklärt Serabyn.

Mit dieser Technik lassen sich Bilder von Regionen machen, die nur etwa ein Zehntausendstel eines Grades vom Zentralstern entfernt sind. Dies entspricht in etwa dem Leistungsvermögen des Keck- oder Gemini-Teleskops - nur sind diese Teleskope sieben bzw. fünf Mal größer als das verwendete Instrument.

Möglichst kompakte Beobachtungsinstrumente sind auch für weltraumgestützte Beobachtungen von großer Bedeutung. "Diese Technologie könnte es uns einmal erlauben, andere Erden zu fotografieren", blickt Wesley Traub, verantwortlicher Wissenschaftler für das Exoplaneten-Forschungsprogramm am Jet Propulsion Laboratory in die Zukunft. "Wir sind auf dem Weg, einmal ein Bild von einem anderen kleinen blauen Punkt im All machen zu können."