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Gasriesen um helle Sterne im Visier
von Stefan Deiters
astronews.com
14. Januar 2014
Nach fast zehnjähriger Entwicklungszeit haben Astronomen die
ersten Bilder mit dem Gemini Planet Imager gemacht und in der
vergangenen Woche vorgestellt. Mit dem komplexen Instrument am Teleskop
Gemini South in Chile sollen jupiterähnliche Planeten, die in großem
Abstand um ihre Sonne kreisen, direkt abgebildet und ihre Atmosphären
detailliert untersucht werden.
Blick mit dem
Gemini Planet Imager auf den Planeten Beta
Pictoris b.
Bild: Gemini Observatory / Christian
Marois, NRC Canada |
Die ersten Bilder des Gemini Planet Imager (GPI), die man im Rahmen
des sogenannten "First Light" des Instruments im November des vergangenen Jahres
gewonnen hatte, wurden in der letzten Woche auf einer Tagung der American
Astronomical Society in Washington vorgestellt. GPI ist am Teleskop
Gemini South montiert, einem acht Meter durchmessenden Teleskop in Chile.
Mit dem Instrument sollen Planeten im Orbit um andere Sonnen abgebildet und auch
Staubscheiben um junge Sterne untersucht werden, in denen sich gerade Planeten
bilden könnten.
"Schon diese ersten First-Light-Bilder sind fast um einen Faktor 10 besser
als die Aufnahmen mit Instrumenten der vorherigen Generation", freut sich Bruce
Macintosh vom Lawrence Livermore National Laboratory, der Leiter des
Teams, das das Instrument gebaut hat. "In einer Minute können wir Planeten
erkennen, für die wir sonst eine Stunde gebraucht haben, um sie zu entdecken."
GPI arbeitet im infraroten Wellenlängenbereich und soll insbesondere
jupiterähnliche Planeten direkt abbilden, die ihre Sonne in relativ großem
Abstand umkreisen. "Die meisten Planeten kennen wir bislang nur aus indirekten
Verfahren, wir wissen also nur, dass dort ein Planet ist", so Macintosh. "Mit
GPI können wir Planeten um Sterne direkt sehen - damit können wir das System
genauer untersuchen und auch die Zusammensetzung der Planetenatmosphären und
ihre Eigenschaften analysieren."
Für die ersten GPI-Beobachtungen hatten sich die Astronomen auf bereits
bekannte Sterne mit Planeten konzentriert, wie etwa Beta Pictoris. Hier konnte
GPI das erste Spektrum des Planeten Beta Pictoris b aufnehmen. Außerdem
untersuchten die Wissenschaftler den Staubring um den jungen Stern HR4796A.
Die Bilder mögen für Laien nicht spektakulär erscheinen, doch bieten direkte
Beobachtungen eines extrasolaren Planeten den Forschern einen entscheidenden
Vorteil: Nur hier können sie relativ einfach das Licht der fernen Welt spektral
untersuchen und daraus Rückschlüsse auf deren Aussehen ziehen. Bei den meisten
anderen bekannten Planeten, die man nur indirekt nachgewiesen hat, ist dies
nicht möglich.
"Extrasolare Planeten sind außerordentlich leuchtschwach und neben einem
hellen Stern nur sehr schwer zu sehen", verdeutlicht Professor James R. Graham
von der University of California und Chefwissenschaftler des
Instruments die Herausforderungen, die das Entwicklerteam beim Bau des GPI lösen
musste. Mit dem neuen Instrument sind Planeten zu sehen, die eine Million Mal
lichtschwächer sind als ihre Sonne.
Noch in diesem Jahr will das GPI-Team mit einer umfassenden Untersuchung von
etwa 600 jungen Sternen beginnen, um eventuell vorhandene jupiterähnliche
Planeten zu studieren, die die fernen Sonnen umkreisen. Obwohl das Gemini-Teleskop
über eine adaptive Optik verfügt, die die Unruhe in der Erdatmosphäre
kompensiert, lassen sich mit GPI lediglich Planeten von der Größe Jupiters
beobachten.
Um auch erdähnliche Welten untersuchen zu können, müsste man ein Instrument
wie GPI an ein Weltraumteleskop montieren. "Irgendwann wird es ein Instrument
geben, das GPI sehr ähnlich ist und das sich an Bord eines Weltraumteleskops
befindet", hofft Macintosh. "Und die Bilder und Spektren, die dieses Instrument
dann liefert, werden dann einen kleinen blauen Punkt zeigen - eine zweite Erde."
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