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Planetensuche um M-Zwerge
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Heidelberg
astronews.com
18. Dezember 2015
Am spanisch-deutschen Calar Alto Observatorium nahe Almería
in Südspanien soll ab dem kommenden Jahr nach erdähnlichen Welten um relativ
leuchtschwache Sterne gefahndet werden. Dazu wurde das 3,5-Meter-Spiegelteleskop
mit einem speziellen Instrument ausgestattet, das extra für diese Aufgabe
optimiert wurde. Erste Tests verliefen nun erfolgreich.
Das 3,5-Meter-Teleskop auf dem Calar Alto in
Südspanien. CARMENES ist an diesem Teleskop
installiert und wird Anfang 2016 die Suche nach
erdähnlichen Planeten aufnehmen.
Foto: Max-Planck-Institut für Astronomie [Großansicht] |
Astronomen wollen die Suche nach bewohnbaren extrasolaren Planeten
intensivieren und dafür ein vergleichsweise kleines Teleskop nutzen, dieses aber
mit einem neuartigen und leistungsfähigen Instrument ausstatten. Dieses ist nun
erfolgreich im Praxiseinsatz getestet worden: Nach fünfjährigen Vorarbeiten kam
CARMENES im November am 3,5-Meter-Spiegelteleskop des Calar Alto Observatoriums
nahe Almería in Südspanien zum Einsatz.
Das hochkomplexe Instrument CARMENES wurde von einem internationalen
Konsortium aus elf deutschen und spanischen Institutionen geplant und gebaut; an
Konstruktion und Betrieb sind Wissenschaftler des Zentrums für Astronomie der
Universität Heidelberg (ZAH) und auch des Heidelberger Max-Planck-Instituts für
Astronomie maßgeblich beteiligt.
Das Messgerät besteht aus zwei Spektrographen, die das sichtbare und
infrarote Licht von astronomischen Objekten analysieren können; sie wurden für
die Entdeckung von Planeten naher Sterne optimiert. "Mit der Suche nach Planeten
außerhalb unseres Sonnensystems wollen wir verstehen, wie und wo diese
Himmelskörper entstanden sind und ob sie lebensfreundliche Bedingungen bieten.
Inzwischen wurden schon etwa 2.000 entdeckt. Allerdings sind die meisten von
ihnen eher lebensfeindlich", erläutert der Leiter des CARMENES-Projekts, Prof.
Dr. Andreas Quirrenbach, Direktor des Landessternwarte Königstuhl im ZAH.
Vielversprechend sind dagegen Planeten, die um sogenannte M-Sterne kreisen.
Dabei handelt es sich um kleinere und leuchtschwächere Sterne, die Planeten mit
sternnahen Bahnen "angenehme" Temperaturen bieten. Weil M-Sterne viel kühler
sind als die Sonne, senden sie ihr Licht hauptsächlich im nah-infraroten Bereich
des elektromagnetischen Spektrums aus.
Deshalb konstruierten die Forscher einen Spektrographen, der für dieses
Infrarotlicht empfindlich ist - derzeit ist kein anderes Instrument dazu in der
Lage, so Quirrenbach. Auf Himmelsaufnahmen ist der direkte Nachweis von Planeten
jedoch sehr schwierig, da sie von ihren Muttersternen überstrahlt werden, die
eine Milliarde Mal heller sind und sich zudem ganz in der Nähe befinden.
Um Planeten aufzuspüren, macht sich die Wissenschaft daher die Wirkung der
Schwerkraft zunutze, die ein Planet auf seinen Stern ausübt. Stern und Planet
umkreisen sich wie Eiskunstläufer, die sich gegenseitig die Hände reichen und
umeinander rotieren. Ist aber einer der Läufer sehr klein und leicht, dann dreht
sich der größere und schwerere fast genau um seine eigene Achse und bewegt sich
nur noch wenig auf den Zuschauer zu oder von ihm weg.
Im Falle von Sternen und Planeten ist der Massenunterschied so gewaltig, dass
sich der Stern nur mit einer "Fußgängergeschwindigkeit" von wenigen Metern pro
Sekunde bewegt. Im Gegensatz dazu beträgt die Geschwindigkeit des Planeten viele
Kilometer pro Sekunde. Es ist aber die langsame Bewegung des Sterns, die durch
die sogenannte Doppler-Verschiebung von dunklen Linien im Sternspektrum die
Existenz des Planeten verrät.
Diese periodische Änderung der Spektralfarbe des Sterns wird durch die
abwechselnde Bewegung des Sterns auf den Beobachter zu und wieder von ihm weg
verursacht. Das Verfahren wird auch als Radialgeschwindigkeitsmethode
bezeichnet. "Durch seine ausgeklügelte Technologie und extrem hohe Stabilität
kann CARMENES diese kleinen Bewegungen messen", sagt Dr. Walter Seifert,
Astronom an der Landessternwarte Königstuhl und verantwortlich für die
Konstruktion des visuellen Spektrographen. Durch die Kombination der Daten
beider Spektrographen erhalten die Wissenschaftler erheblich mehr Informationen
als mit ähnlichen Vorgängerinstrumenten.
Quirrenbach rechnet damit, dass CARMENES in den kommenden Jahren Dutzende
Planeten außerhalb unseres Sonnensystems in der sogenannten habitablen Zone
entdecken wird. In den vergangenen Wochen wurde die Funktion des Messinstruments
im eingebauten Zustand optimiert. Die Forscher erwarten, dass CARMENES bereits
im Januar 2016 mit den wissenschaftlichen Beobachtungen beginnen kann. Insgesamt
ist eine Projektdauer von fünf Jahren vorgesehen.
Am CARMENES-Projekt sind auf deutscher Seite die Landessternwarte Königstuhl
im Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, das Max- Planck-Institut
für Astronomie in Heidelberg, die Thüringer Landessternwarte Tautenburg, das
Institut für Astrophysik der Universität Göttingen und die Sternwarte der
Universität Hamburg beteiligt. Auf spanischer Seite sind dies das Instituto
de Astrofísica de Andalucía in Granada, das Institut de Ciències de
l'Espai in Barcelona, das Departamento de Astrofísica der Universidad
Complutense de Madrid, das Instituto de Astrofísica de Canarias
auf Teneriffa und das Centro de Astrobiología in Madrid. Eingebunden
ist außerdem das deutsch-spanische Centro Astronómico Hispano-Alemán in
Calar Alto.
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