Premiere: Erstmals sichtbares Licht eines fernen Planeten gemessen

Astronomen melden einen wichtigen Fortschritt in der Planetenforschung: Ihnen ist es nach eigenen Angaben erstmals gelungen, für das menschliche Auge sichtbares Licht aus der Atmosphäre eines Exoplaneten herauszufiltern.

Sein Name ist nicht eben einprägsam, doch HD 189733b hat schon mehrfach Schlagzeilen produziert. Im Februar dieses Jahres hat das "Spitzer"-Weltraumteleskop die Infrarotstrahlung des Planeten aufgefangen und detaillierte Informationen über seine Atmosphäre gewonnen. Im Juli hat ein Forscherteam die erste Entdeckung von Wasser auf einem Exoplaneten gemeldet, ebenfalls auf HD 189733b - auch wenn dieser Anspruch umstritten ist.

Planetensystem HD 189733: Forscher haben nach eigenen Angaben erstmals sichtbares Licht eines Exoplaneten gemessen
ETH Zurich

Planetensystem HD 189733: Forscher haben nach eigenen Angaben erstmals sichtbares Licht eines Exoplaneten gemessen

Jetzt berichten Forscher über eine weitere Premiere im Zusammenhang mit dem Planeten: Ein internationales Team um Svetlana Berdyugina von der ETH Zürich hat nach eigenen Angaben Licht im sichtbaren Bereich aufgefangen, das in der Atmosphäre von HD 189733b gestreut wurde. Das ist vorher noch nie bei einem Planeten außerhalb unseres Sonnensystems gelungen, schreiben die Forscher im Fachblatt "Astrophysical Journal Letters".

Die Wissenschaftler vergleichen ihre Technik mit einer Sonnenbrille: Man habe das Licht des Sterns, den HD 189733b in enger Bahn umkreist, so lange gefiltert, bis das vom Planeten reflektierte Sonnenlicht übrig geblieben sei. Auf diese Art sei es möglich, die Größe der Atmosphäre zu bestimmen und die Bahn des Planeten direkt nachzuvollziehen. Mit den bisherigen Methoden des indirekten Planeten-Nachweises (siehe Kasten unten) sei dergleichen nicht möglich gewesen.

Die direkte Beobachtung des Lichtes eines Exoplaneten ist zwar schon zuvor gelungen, allerdings nur außerhalb des für das menschliche Auge sichtbaren Spektrums, etwa im Infrarotbereich. Die Analyse des Spektrums von extrasolaren oder Exo- Planeten spielt eine Schlüsselrolle bei der Suche nach erdähnlichen Planeten: Nur auf diese Art ist es möglich, die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre zu bestimmen und so auf die mögliche Existenz von Lebensformen zu schließen. Die bisherigen Teleskope sind jedoch nicht empfindlich genug, um das Licht von Exoplaneten direkt aufzufangen, da sie von ihren Heimatsternen bei weitem überstrahlt werden.

Auch HD 189733b wurde im Oktober 2005 mit einer indirekten Methode, der Radialgeschwindigkeits-Messung, nachgewiesen. Dennoch eignet er sich gut für direkte Beobachtungen, da er von der Erde aus gesehen direkt an seinem Heimatstern vorbeizieht. HD 189733b ist in etwa so groß wie der Jupiter, doch seine mittlere Entfernung zu seinem Heimatstern entspricht nur drei Prozent der Distanz zwischen Sonne und Erde. Zudem wendet er dem Stern stets nur eine Seite zu, so dass dort Temperaturen von mehreren Tausend Grad Celsius herrschen.

Halbmond-Effekt

Berdyugina und ihre Kollegen fanden heraus, dass HD 189733b das meiste polarisierte Licht aussendet, wenn er von der Erde aus gesehen zur Hälfte beleuchtet ist - so wie der Halbmond am Himmel der Erde. Diesen Effekt konnten die Forscher beinahe täglich beobachten, da er bei jeder Runde von HD 189733b um seinen Stern zweimal vorkam - und für eine solche Umrundung, die auf der Erde einem Jahr entspricht, braucht der Planet nur etwas mehr als zwei Erdentage.

Die Polarisierung weist laut den Forschern darauf hin, dass die Atmosphäre um mehr als 30 Prozent größer ist als der verschwommene Umriss des Planeten, der während des Vorbeiziehens an seinem Stern sichtbar wird. Die Gashülle besteht demnach aus Partikeln, die durchweg kleiner sind als ein Tausendstel Millimeter - also etwa Staub, verschiedene Moleküle und möglicherweise auch jene Wasserteilchen, die andere Forscher bereits in der Atmosphäre von HD 189733b entdeckt haben wollen.

"Diese Partikel streuen das Sternenlicht besonders im blauen Bereich", schreiben die Wissenschaftler in ihrem Fachartikel. Damit handele es sich um exakt denselben Effekt, der auch den irdischen Himmel blau färbt.

"Die polarimetrische Messung des Lichts, das von Exoplaneten reflektiert wird, eröffnet ungeheure Möglichkeiten für die Erforschung ihrer Atmosphären", sagte Berdyugina. Auch die Größe und Masse der fernen Himmelskörper könne mit dieser Methode genauer als zuvor bestimmt werden. Das gelte insbesondere für Planeten, die von der Erde aus gesehen nicht genau an ihrem Heimatstern vorbeiziehen - also für die große Mehrheit.

mbe

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