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09. Dezember 2002, 09:41 Uhr

Präzisionsmessung

Hubble-Teleskop wiegt fernen Planeten

Von Martin Paetsch

Astronomen haben das Hubble-Observatorium als Planetenwaage eingesetzt: Mit dem Weltraumteleskop konnten sie die Masse eines fernen Trabanten äußerst genau bestimmen.

An Planeten herrscht im Universum offenbar kein Mangel: In wenigen Jahren haben Astronomen Dutzende von Trabanten entdeckt, die um fremde Sterne kreisen. Doch über diese Welten ist oft kaum mehr bekannt als ihre bloße Existenz - und selbst die ist in einigen Fällen fraglich. Was Masse oder Umlaufbahn der Himmelskörper betrifft, müssen sich die Wissenschaftler meist mit groben Schätzwerten begnügen.

Sternsystem Gliese 876 (Illustration): Stellarer Mickerling mit zwei Planeten
NASA; G. Bacon/ STScI

Sternsystem Gliese 876 (Illustration): Stellarer Mickerling mit zwei Planeten

Jetzt haben Forscher bei der Fernerkundung von Planeten einen beachtlichen Fortschritt erzielt: Mit dem Hubble-Teleskop konnten sie sehr präzise die Masse eines Trabanten bestimmen, der den nur 15 Lichtjahre entfernten roten Zwergstern Gliese 876 umrundet. Die Ergebnisse des Teams um Fritz Benedict und Barbara McArthur von der University of Texas in Austin erscheinen in den "Astrophysical Journal Letters".

Der stellare Mickerling Gliese 876 besitzt nach derzeitigen Wissen zwei Planeten. Von dem 1998 entdeckten äußeren Trabanten, genannt Gliese 876b, hatten Astronomen bislang nur eine vage Vorstellung: Messungen ergaben, dass sein Gewicht irgendwo zwischen 1,9 und 100 Jupitermassen liegen muss. Bei diesem Spielraum ließ sich nicht einmal sicher sagen, ob es nicht vielleicht doch ein zweiter Stern ist, der dort seine Runden dreht.

Die große Unsicherheit bei der Erforschung ferner Planeten kommt daher, dass sich die Welten nicht direkt beobachten lassen - vielmehr müssen die Wissenschaftler auf winzige Wackler des jeweiligen Heimatsterns achten. Auf dieses kaum messbare, von der Trabantenanziehung verursachte Hin- und Hertaumeln hatten es Benedict und McArthur auch bei Gliese 876 abgesehen.

Allerdings benutzten sie dabei erstmals ein astrometrisches Verfahren, das bei extrasolaren Planeten zuvor noch nicht zur Anwendung gekommen war. Mit den so genannten "Fine Guidance Sensors" des Weltraumteleskops Hubble bestimmten die Forscher über zwei Jahre hinweg immer wieder die Position des Zwergsterns, um so sein Kreisen um das Massezentrum des Planetensystems zu rekonstruieren.

"Solche Messungen der Sternbewegungen über den Himmel sind äußerst anspruchsvoll", erklärt Benedict. "Wir messen dabei Winkel von einer halben Millibogensekunde - das entspricht der Größe einer Vierteldollar-Münze, die aus einer Entfernung von 4800 Kilometern betrachtet wird." Der Lohn der Mühe ist ein genauerer Wert für die Masse des Planeten: Er wiegt demnach zwischen 1,89 und 2,4 Jupitermassen.

Damit konnten Benedict und McArthur nicht nur nachweisen, dass es sich bei Gliese 876b tatsächlich um einen Trabanten handelt. Der Planet, der vermutlich dem Jupiter ähnelt, ist zudem erst die zweite extrasolare Welt, deren Masse so genau bestimmt werden konnte. Die Daten lassen überdies Rückschlüsse auf die Bahnebene von Gliese 876b zu, die sich irdischen Beobachtern vermutlich in Seitansicht präsentiert.

Wenige weitere Planeten könnten die Forscher auf diese Weise noch mit Hubble wiegen - das Gros der extrasolaren Welten ist dafür jedoch zu weit entfernt. Eine systematische Überprüfung rückt wohl erst Ende des Jahrzehnts in Reichweite: Dann will die US-Raumfahrtbehörde Nasa ihr SIM-Teleskop ("Space Interferometry Mission") starten, das die Position und Entfernung von Sternen mit großer Genauigkeit messen soll.

Auch die Europäische Raumfahrtagentur Esa plant eine astrometrische Mission: Der nach der griechischen Erdgöttin benannte Satellit Gaia, dessen Start bis spätestens 2012 vorgesehen ist, soll nicht weniger als eine Milliarde der hellsten Himmelsobjekte erfassen und genau lokalisieren. Obwohl die Erkundung ferner Trabanten nicht seine Hauptaufgabe ist, könnte Gaia, so Esa-Schätzungen, pro Tag durchschnittlich 30 unbekannte Planetensysteme aufspüren.

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