Künstlerillustration eines Planeten, der einen sehr jungen, aktiven Stern umkreist. Bildnachweis: UFL. Klicken um zu vergrößern.
Astronomen haben mit einem relativ kleinen, öffentlich zugänglichen Teleskop, das mit einem neuen Planetenerkennungsinstrument aufgeladen ist, einen Planeten entdeckt, der einen sehr jungen Stern in fast 100 Lichtjahren Entfernung umkreist.
Das Kunststück legt nahe, dass Astronomen einen Weg gefunden haben, das Tempo der Jagd nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems dramatisch zu beschleunigen.
"In den letzten zwei Jahrzehnten haben Astronomen etwa 3.000 Sterne nach neuen Planeten durchsucht", sagte Jian Ge, Professor für Astronomie an der Universität von Florida. „Unser Erfolg mit diesem neuen Instrument zeigt, dass wir bald viel schneller und billiger nach Sternen suchen können? vielleicht bis zu ein paar hunderttausend Sterne in den nächsten zwei Jahrzehnten. “
Ge und Kollegen von der University of Florida, der Tennessee State University, dem Institut für Astrophysik auf den spanischen Kanarischen Inseln, der Pennsylvania State University und der University of Texas präsentierten ihre Ergebnisse heute auf der Jahrestagung der American Astronomical Society in Washington, D.C.
Ihre Arbeit ist zum Teil wegen dem, was die Astronomen gefunden haben, wichtig? Ein Planet, mindestens halb so massereich wie Jupiter, der einen nur 600 Millionen Jahre alten Stern umkreist. Das ist sehr jung im Vergleich zu den 5 Milliarden Jahren der Sonne.
"Dies ist einer der jüngsten Sterne, die jemals mit einem planetarischen Begleiter identifiziert wurden", sagte Ge. Vielleicht noch wichtiger ist, dass das Instrument, mit dem der Planet gefunden wurde, den Weg zu einer viel zugänglicheren Methode weist, um andere zu finden? einschließlich derer, die das Leben unterstützen können.
Planeten außerhalb unseres Sonnensystems werden normalerweise vom Licht ihrer Sterne überschwemmt, was es schwierig macht, sie visuell zu beobachten. In den 1990er Jahren begannen Astronomen, mithilfe einer Messtechnik namens Doppler-Radialgeschwindigkeit Planeten zu erfassen, indem sie das Wackeln in einem Stern beobachteten, der durch einen umlaufenden Planeten durch Gravitation induziert wird.
Diese Technik, bei der die überwiegende Mehrheit der bisher über 160 extrasolaren Planeten entdeckt wurde, sucht im Spektrum des Sternenlichts nach subtilen Doppler-Verschiebungen, die auftreten, wenn sich Stern und Planet zu ihrem gemeinsamen Massenschwerpunkt hin und von diesem weg bewegen . Das Instrument im Herzen dieser Technik ist normalerweise ein Spektrograph, aber dieses Instrument ist problematisch.
"Ein Hauptproblem bei Spektrographen besteht darin, dass sie nur einen geringen Prozentsatz der Photonen von der Ziellichtquelle sammeln, was bedeutet, dass sie nur dann für die Suche nach entfernten Planeten nützlich sind, wenn sie auf relativ großen Teleskopen montiert sind", sagte Ge.
Das neue Instrument der Astronomen, der Exoplanet Tracker (ET), beseitigt dieses Problem, indem der Spektrograph mit einem Interferometer ausgetauscht wird, mit dem präzisere Radialgeschwindigkeitsmessungen durchgeführt werden können. Tests zeigen, dass das Interferometer bis zu 20 Prozent der verfügbaren Photonen einfangen kann, was das Instrument weitaus leistungsfähiger macht, wodurch es für die Jagd auf entfernte Planeten für kleinere Teleskope geöffnet wird.
Mit Entwicklungskosten von etwa 200.000 US-Dollar ist das mit Interferometer ausgestattete ET auch weitaus billiger als vergleichbare Spektrographen, die mehr als 1 Million US-Dollar kosten. Und mit einer Länge von ungefähr 4 Fuß, einer Breite von 2 Fuß und einem Gewicht von ungefähr 150 Pfund ist es leichter und kleiner. Das Instrument basiert auf einem Konzept, das erstmals 1997 vom Physiker David Erskine vom Lawrence Livermore National Lab vorgeschlagen wurde.
Die Astronomen verwendeten den Exoplaneten-Tracker auf der speziellen 0,9-Meter-Coud? Zufuhrsystem innerhalb des 2,1-Meter-Teleskops der National Science Foundation am Kitt Peak National Observatory in der Nähe von Tucson, Arizona.
Wie Radialgeschwindigkeitsinstrumente, die mit Spektrographen ausgestattet sind, kann das ET-Instrument in seiner gegenwärtigen Form jeweils nur ein Objekt suchen. Aber das Team von Ge hat gezeigt, dass es gleichzeitig um mehrere Sterne nach Planeten jagen kann? ein Schlüsselelement seiner erhöhten Nützlichkeit. Das Team arbeitet an einer Version, mit der bis zu 100 Sterne gleichzeitig vermessen werden können.
Der Exoplanet Tracker wird im nächsten Frühjahr für eine Versuchsplanetenvermessung mit dem 2,5-Meter-Weitfeldteleskop Sloan Digital Sky Survey am Apache Point Observatory in New Mexico verwendet. Das neue Instrument wird mit einem Zuschuss von 875.000 USD von der W.M. Keck-Stiftung. Eine viel ehrgeizigere langfristige Umfrage ist in Planung.
Die Kitt Peak Coud? Das Futterteleskop, mit dem Ge und Kollegen den neuen Planeten entdeckt haben, hat einen 0,9-Meter-Spiegel auf einem hohen Turm, einen Spiegel, der das einfallende Sternenlicht in einen Beobachtungsraum im Sockel des 2,1-Meter-Teleskops lenkt. Der Standardspektrograph in der Einrichtung füllt den Raum? während ET eine kleine Ecke einnimmt.
Der neue Planet ist der am weitesten entfernte, der jemals mithilfe der Doppler-Technik mit einem Teleskopspiegel von weniger als 1 Meter Größe gefunden wurde. Es gibt weltweit Hunderte solcher Teleskope, verglichen mit nur einer Handvoll der größeren 2- und 3-Meter-Teleskope, die häufiger bei der Planetenfindung eingesetzt werden. Teleskope, die in der Regel sehr gefragt und schwer zugänglich sind.
"Diese kleineren Teleskope sind relativ billig und relativ verfügbar", sagte Ge. "Wenn Sie einen vielversprechenden Vorschlag haben, können Sie häufig auf viele Dutzend Nächte zugreifen."
Das Kitt Peak National Observatory ist Teil des National Optical Astronomy Observatory in Tucson, Arizona, das von der Association of Universities for Research in Astronomy Inc. im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung mit der National Science Foundation betrieben wird.
"Dies ist das erste Mal, dass ein Planet mit einem öffentlich finanzierten Teleskop am US-amerikanischen Observatorium entdeckt wurde", sagte Buell Jannuzi, amtierender Direktor des Kitt Peak National Observatory. "Wir freuen uns sehr, dass die breitere Gemeinschaft von Astronomen auf der ganzen Welt vorschlagen kann, das Einzelobjekt-Exoplaneten-Tracker-Instrument am Kitt Peak zu verwenden, um ab Herbst 2006 ihre eigenen Forschungsprogramme durchzuführen."
Das heißt, neue Planeten zu entdecken ist nie einfach.
Bei der neuesten Entdeckung haben die Astronomen große Anstrengungen unternommen, um sicherzustellen, dass sie tatsächlich einen Planeten „sehen“. Dies liegt daran, dass der Stern, der etwa 80 Prozent der Masse unserer Sonne ausmacht, einen Großteil seiner jugendlichen Rotationsgeschwindigkeit beibehält, wodurch er in der Lage ist, starke Magnetfelder und damit verbundene dunkle Sternflecken zu erzeugen. Diese ähneln den magnetisch erzeugten Sonnenflecken auf unserer eigenen Sonne und können die Anwesenheit eines Planeten in der Umlaufbahn um den Stern nachahmen.
Um dieser Möglichkeit entgegenzuwirken, beobachtete Greg Henry, ein Astronom im Bundesstaat Tennessee, den Stern mit einem automatisierten Teleskop in Arizona und stellte fest, dass der Stern seine Helligkeit ändert, wenn er sich dreht.
"Meine Beobachtungen zeigen eine Rotationsperiode von ungefähr 12 Tagen für den Stern", sagte Henry. "Wenn also die Umlaufzeit des Planeten tatsächlich weniger als fünf Tage beträgt, können die dunklen Flecken, die sich alle 12 Tage auf der Oberfläche des Sterns drehen, nicht das falsche Erscheinen eines Planeten verursachen."
Der neu entdeckte Planet befindet sich in Richtung des Sternbilds Jungfrau und schließt seine Umlaufbahn in weniger als fünf Tagen ab. Dies bedeutet, dass er sehr nahe an seinem Mutterstern umkreist und sehr heiß ist. Das heißt, es ist zu nah am Stern, um in der „bewohnbaren Zone“ zu liegen, in der Leben möglich ist.
Originalquelle: UFL-Pressemitteilung
