Exoplanet

Exoplaneten (auch extrasolare Planeten) sind Planeten außerhalb unseres Sonnensystems.

Die ersten Planeten überhaupt, die außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt wurden, umkreisen den Pulsar mit dem Namen PSR 1257+12. Durch genaue Messungen der Wiederkehrzeit des Strahls, der uns vom Pulsar erreicht, konnten 1994 drei Planeten mit Massen von 0.02, 4.3 und 3.9 Erdmassen nachgewiesen werden. Auf diesen Planeten ist Leben, wie wir es von der Erde kennen, praktisch ausgeschlossen.

Die ersten Exoplaneten im Orbit um sonnenähnliche Sterne konnten erst 1995 nachgewiesen werden. Exoplaneten können bislang nicht mit Teleskopen direkt beobachtet werden, da sie sehr lichtschwach sind und von dem um ein Vielfaches helleren Stern, um den sie kreisen, überstrahlt werden. Das Auflösungsvermögen von Teleskopen reicht heute noch nicht dazu aus, um zwei so relativ nahe beieinander liegende Objekte mit so großem Helligkeitsunterschied wie einem Planet und seinem Stern getrennt darzustellen.

Bislang konnte man Exoplaneten nur indirekt nachweisen durch ihren Einfluss auf den Zentralstern in Form von

Periodischer Veränderung der Helligkeit des Sterns während einer Bedeckung durch den Planeten, falls die Umlaufbahn so liegt, dass der Planet genau vor dem Stern vorbeizieht. Dies wird durch eine exakte Messung der Helligkeit des Sterns mittels Photometrie nachgewiesen, während der Exoplanet seinen Zentralstern bedeckt. Diese Messung kann mittels terrestischer Teleskope wie SuperWASP oder Satelliten wie Kepler oder COROT durchgeführt werden.
Periodischer Bewegung des Sterns durch Gravitation des Planeten in (von der Erde aus gesehen) radialer Richtung, kann durch Beobachtung der abwechselnden Blauverschiebung und Rotverschiebung (Doppler-Effekt) bzw. bei Pulsaren durch die Änderung der Zeitdauer zwischen den Strahlungspulsen nachgewiesen werden. Man kann hier bei bekannter Sternmasse nicht die Planetenmasse selbst, sondern nur eine Untergrenze berechnen. Die meisten Exoplaneten wurden bisher mit dieser Methode nachgewiesen.
Periodische Bewegung des Sterns durch Gravitation des Planeten quer zur Sichtrichtung. Bei bekannter Sternmasse kann man hier eine Obergrenze für die Masse des Planeten angeben.

Der erste Exoplanet in einem Orbit um einen sonnenähnlichen Stern wurde 1995 von Professor Michel Mayor vom Departement für Astronomie der Universität Genf und seinem Mitarbeiter Didier Queloz mit Hilfe der Doppler-Effekt-Methode entdeckt. Der Planet rotiert im 4,2-Tagestakt um den ca. 40 Lichtjahre entfernten Stern Pegasus 51 und hat 0,46 Jupitermassen.

Mittlerweile (Stand April 2004) sind 120 extrasolare Planeten in 105 Systemen bekannt, darunter 11 Systeme mit zwei und zwei Systeme mit 3 Planeten (keine mit mehr). Im Umkreis von ca. 100 parsec wurden bis jetzt um 7% der Sterne Planeten gefunden.

Ein paar Daten über die Atmosphäre der Planeten erhält man aus dem Spektrum während eines Sterndurchganges.

Die meisten der bis jetzt entdeckten Systeme sind aber nicht mit unserem Sonnensystem vergleichbar, es handelt sich meist um Gasriesen, die ihren Zentralstern in einer sehr engen Umlaufbahn umkreisen. Solche Planeten werden von Astronomen hot Jupiters genannt. Nach einer Theorie sind sie, wie Jupiter, in relativ großem Abstand von ihrem Zentralstern in der Akkretionsscheibe entstanden, dann aber nach innen gewandert. Nach einer anderen Theorie sind sie jedoch wie Sterne aus einer Gaswolke kondensiert.

Um auch erdgroße Planeten zu entdecken, stehen noch nicht ausreichend gute Daten und Instrumente zur Verfügung, was sich aber in absehbarer Zeit, d.h. in ein bis zwei Jahrzehnten, ändern soll. Heute (2004) liegt die Untergrenze der Entdeckbarkeit bei einer Radialgeschwindigkeit von rund 1 m/s. Ein Planet, der in 1 AU Entfernung um seinen Stern kreist, muss daher eine Masse von ca. 11.2 Erdmassen haben, um überhaupt entdeckt werden zu können. Derzeit sind aber keine Planeten bekannt, die über eine so geringe Masse verfügen. Der kleinste Exoplanet, der bisher nachgewiesen werden konnte (Stand August 2004), ist immerhin nur 14-mal so schwer wie Erde und besitzt damit etwa die Masse des Uranus. Er umkreist in nur 9,5 Tagen den rund 50 Lichtjahre entfernten Stern µ Arae im Sternbild Altar.

Am 10. September 2004 gab das European Southern Observatory bekannt, dass möglicherweise erstmals eine direkte Aufnahme eines Planeten beim Braunen Zwerg 2M1207 gelungen ist. Es muss aber erst untersucht werden, ob es sich dabei wirklich um einen Planeten handelt.

Weblinks

Videos

Real Video: Gibt es extrasolare Planeten? (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri)