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Direkter Blick auf Beta Pictoris c
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik
astronews.com
7. Oktober 2020
Mit dem GRAVITY-Instrument am Very Large Telescope
der europäischen Südsternwarte ESO wurde jetzt erstmals ein Planet direkt
beobachtet, der zuvor nur mithilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode aufgespürt
worden war. Die dadurch gewonnenen Daten von Beta Pictoris c sollte es den
Forschenden erlauben, Entstehungsmodelle für Exoplaneten besser zu bewerten.
Schematische Ansichte der Geometrie des
Beta-Pictoris-Systems: Zu sehen sind der Stern
und die beiden Planeten, die in eine Staubscheibe
eingebettet sind, in der Orientierung wie sie vom
Sonnensystem aus sichtbar sind. Diese Ansicht
wurde auf der Basis tatsächlicher
Beobachtungsdaten erstellt.
Bild: GRAVITY Collaboration / Axel M. Quetz,
MPIA-Graphikabteilung [Großansicht] |
Durch das "Zusammenschalten" der vier großen Teleskope des Very Large
Teleskope ist es Astronominnen und Astronomen der GRAVITY-Kollaboration
gelungen, das schwache Leuchten eines Exoplaneten in der unmittelbaren Nähe
seines Muttersterns direkt zu beobachten. Der Planet mit dem Namen Beta Pictoris
c ist der zweite Planet, der auf einer Umlaufbahn um seinen Mutterstern gefunden
wurde. Ursprünglich wurde er mittels der Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt,
bei der die periodische Bewegung des Muttersterns aufgrund des ihn umlaufenden
Planeten gemessen wird. Beta Pictoris c ist so nahe an seinem Mutterstern, dass
selbst die besten Teleskope den Planeten bisher nicht direkt abbilden konnten.
"Dies ist die erste direkte Bestätigung eines Planeten, der mit der
Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt wurde", sagt Sylvestre Lacour, Leiter des
ExoGRAVITY-Beobachtungsprogramms. Astronomen verwenden die Messungen der
Radialgeschwindigkeit seit vielen Jahrzehnten und haben mit dieser Methode
Hunderten von Exoplaneten aufgespürt. Aber nie zuvor waren die Astronomen in der
Lage, eine direkte Beobachtung eines dieser Planeten zu erhalten.
Dies war nur möglich, weil das GRAVITY-Instrument, das sich in einem Labor
unter den vier VLT-Teleskopen befindet, sehr präzise ist. Es beobachtet das
Licht des Muttersterns mit allen vier Teleskopen gleichzeitig und kombiniert sie
zu einem virtuellen Teleskop, das die nötige Auflösung besitzt um Beta Pictoris
c zu beobachten. "Es ist erstaunlich, welche Detailgenauigkeit und
Empfindlichkeit wir mit GRAVITY erreichen können", sagt Frank Eisenhauer, der
leitende Wissenschaftler des GRAVITY-Projekts am Max-Planck-Institut für
extraterrestrische Physik. "Wir fangen gerade erst an, atemberaubende neue
Welten zu erforschen, vom supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum unserer
Galaxie bis hin zu Planeten außerhalb des Sonnensystems."
Der direkte Nachweis mit GRAVITY war jedoch nur möglich dank neuer
Radialgeschwindigkeitsdaten, die die Bahnbewegung von Beta Pictoris c genau
festlegen und in einer zweiten Studie vorgestellt wurden. Dies ermöglichte es
dem Team, die erwartete Position des Planeten genau vorherzusagen, so dass
GRAVITY in der Lage war, ihn zu finden. Beta Pictoris c ist somit der erste
Planet, der mit beiden Methoden, Radialgeschwindigkeitsmessungen und einer
direkten Beobachtung, entdeckt und bestätigt wurde.
Zusätzlich zum unabhängigen Nachweis des Exoplaneten können die Astronomen
nun das Wissen aus diesen beiden bisher getrennten Verfahren kombinieren. "Das
heißt, dass wir jetzt sowohl die Helligkeit als auch die Masse dieses
Exoplaneten erhalten können", erklärt Mathias Nowak. "Im Allgemeinen gilt: Je
massereicher der Planet desto leuchtkräftiger." Im aktuellen Fall sind die Daten
über die beiden Planeten jedoch etwas rätselhaft: β Pictoris c leuchtet sechsmal
schwächer als sein größerer Bruder β Pictoris b. Dabei hat β Pictoris c die
8-fache Masse des Jupiters. Wie massereich ist also β Pictoris b?
Radialgeschwindigkeitsdaten werden diese Frage beantworten können, aber es
wird lange dauern, um genügend Daten zu sammeln: Eine volle Umlaufbahn des
Planeten b um seinen Stern dauert 28 unserer Jahre. "Bereits aus früheren
Messungen, bei denen wir mit GRAVITY für andere Exoplaneten Spektren aufgenommen
haben, konnten wir bestimmte Rückschlüsse auf die Entstehungsprozesse der
Planeten ziehen", fügt Paul Molliere hinzu, der am Max-Planck-Institut für
Astronomie die Spektren von Exoplaneten modelliert. "Aber diese Kombination aus
Helligkeitsmessung und Massenbestimmung für Beta Pictoris c ist ein besonders
wichtiger Schritt, um die Modelle der Planetenentstehung auf die Probe zu
stellen."
Weitere Daten könnte auch GRAVITY+ liefern, das Instrument der nächsten
Generation, das sich bereits in der Entwicklung befindet. Über die direkte
Beobachtung von Beta Pictoris c und die vorausgegangenen
Radialgeschwindigkeitsmessungen berichtet das Team in zwei Fachartikeln, die in
der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen sind.
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