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Der erste Exoplanet mit gemäßigtem Klima

18.03.2010
Mithilfe des CoRoT-Satelliten und des HARPS-Spektrografen der ESO haben Astronomen den ersten "normalen" extrasolaren Planeten entdeckt.

Der Planet mit dem Namen CoRoT-9b zieht regelmäßig vor einem sonnenähnlichen Stern vorbei, der sich in 1500 Lichtjahren Entfernung von der Erde im Sternbild Schlange befindet, und lässt sich deswegen bis ins Detail analysieren.


Künsterische Darstellung von CoRoT-9b
Bild: ESO/L. Calçada

"CoRoT-9b ist ein normaler, gemäßigter Exoplanet. Wir kennen inzwischen Dutzende ähnlicher Planeten. Aber CoRoT-9b ist der erste davon, dessen Eigenschaften wir mit großer Genauigkeit untersuchen können", erklärt Claire Moutou, Mitglied des international besetzten Teams aus 60 Astronomen, das den Planeten entdeckte. "Dieser Planet könnte für die Exoplanetenforschung eine ähnliche Rolle spielen wie der Stein von Rosetta für die Ägyptologie."

"Corot-9b ist der erste Exoplanet, der wirklich den Planeten in unserem Sonnensystem ähnelt", ergänzt Hans-Jörg Deeg, der Erstautor der Veröffentlichung, in der die Entdeckung bekanntgegeben wird. "Er ist ungefähr so groß wie Jupiter, und seine Umlaufbahn entspricht in etwa der des Merkur."

"Der Planet besteht größtenteils aus Wasserstoff und Helium, genau wie Jupiter und Saturn, die beiden großen Gasriesen in unserem Sonnensystem", erläutert Teammitglied Tristan Guillot, "Er könnte außerdem bis zu 20 Erdmassen an anderen Elementen enthalten, zum Beispiel in Form von Wasser und Gestein bei hohen Temperaturen und Drücken."

Von der Erde aus gesehen läuft CoRoT-9b einmal alle 95 Tage vor seinem Mutterstern vorbei [1]. Dieser "Transit" dauert rund 8 Stunden und eröffnet den Astronomen eine Vielzahl weiterer Informationen über den Planeten.. Das ist besonders günstig, weil der Gasriese viele Gemeinsamkeiten mit dem Großteil der bislang entdeckten Exoplaneten aufweist [2].

"Unsere Untersuchungen haben mehr Informationen über Corot-9b erbracht, als wir über alle anderen ähnlichen Exoplaneten besitzen", sagt Koautor Didier Queloz. "Für unser Verständnis der Chemie bei niedrigen Temperaturen sind sie so wegweisend, dass sich dadurch ein komplett neues Forschungsfeld über die Atmosphären kühler und gemäßigter Planeten eröffnen könnte."

Bislang hat man mehr als 400 extrasolare Planeten entdeckt, 70 davon mit Hilfe der Transitmethode. CoRoT-9b ragt unter den Planeten, die mit dieser Methode entdeckt wurden, durch eine zehnmal größere Entfernung zu seinem Mutterstern hervor. Daher zeigt er im Gegensatz zu allen anderen Transitplaneten ein gemäßigtes Klima. Seine Oberflächentemperatur sollte zwischen -20°C und +160°C liegen. Der exakte Wert hängt davon ab, ob stark reflektierende Wolken vorhanden sind. Große Unterschiede zwischen Tag- und Nachttemperatur dürfte es nicht geben.

Der CoRoT-Satellit, der von der französischen Raumfahrtagentur CNES betrieben wird [3], identifizierte den Planeten nach 145 Beobachtungstagen im Sommer 2008. Anschließende Messungen mit dem HARPS-Spektrografen am 3,6m-Teleskop der ESO auf La Silla in Chile - ESOs äußerst erfolgreichem Planetenjäger - ermöglichten es den Astronomen, seine Masse zu bestimmen. Dadurch wurde bestätigt, dass CoRoT-9b ein Planet ist, der eine Masse von etwa 80% der Jupitermasse hat.

Die Untersuchungsergebnisse erscheinen in dieser Woche in der Fachzeitschrift Nature.

Endoten

[1] Ein sogenannter Planetentransit passiert, wenn ein Planet auf seiner Umlaufbahn vor seinem Mutterstern entlangläuft. Dadurch wird ein kleiner Teil des Sternlichts blockiert. Diese Art von "Sternfinsternis" bewirkt eine Änderung in der scheinbaren Helligkeit des Sterns, mit deren Hilfe sich der Durchmesser des Planeten bestimmen läßt. Zusammen mit Radialgeschwindigkeitsmessungen, wie sie mit dem HARPS-Spektrografen gewonnen wurden, ist es möglich, die Masse und daraus dann die Dichte des Planeten zu ermitteln. Erst die Kombination der Daten erlaubt es den Astronomen, den Planeten bis ins Detail zu untersuchen. Die Tatsache, dass es sich bei CoRoT-9b um einen Transitplaneten handelt, der weit genug von seinem Stern weg ist, dass er nicht mehr zu einem sogenannten "Hot Jupiter" aufgeheizt wird, macht den Planeten einzigartig und in höchstem Maße geeignet für weitere Untersuchungen.

[2] Mäßig aufgeheizte Gasriesen stellen die größte Gruppe unter den bislang entdeckten extrasolaren Planeten.

[3] Das Weltraumteleskop CoRoT (kurz für Convection, Rotation and Transits) wurde vom französischen Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) unter Beteiligung von Deutschland, Österreich, Spanien, Belgien und Brasilien und der Europäischen Weltraumagentur ESA konstruiert. Es ist speziell für den Nachweis vonausgelegt, und führt außerdem seismologische Studien an Sternen durch. Seine Beobachtungsergebnisse werden ergänzt durch verschiedene bodengebundene Teleskope, zum Beispiel dem IAC-80 (Observatorio del Teide, Teneriffa), dem Canada France Hawaii Telescope (Hawaii), dem Isaac Newton Telescope (Roque de los Muchachos, La Palma), dem Wise Observatory (Israel), dem Faulkes North Telescope des Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (Hawaii) und dem ESO 3,6m-Teleskop (Chile).

Hintergrundinformationen

Die hier vorgestellten Forschungsergebnisse werden von H. J. Deeg et al. in dem Fachartikel "A transiting giant planet with a temperature between 250 K and 430 K" präsentiert, der in dieser Woche in der Zeitschrift Nature erscheint.

Das Wissenschaftlerteam besteht aus H.J. Deeg, B. Tingley, J.M. Almenara und M. Rabus (Instituto de Astrof?sica de Canarias, Teneriffa, Spanien), C. Moutou, P. Barge, A. S. Bonomo, M. Deleuil, J.-C. Gazzano, L. Jorda und A. Llebaria (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Université de Provence, CNRS, OAMP, Frankreich), A. Erikson, Sz. Csizmadia, J. Cabrera, P. Kabath, H. Rauer (Institute of Planetary Research, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Berlin, Deutschland), H. Bruntt, M. Auvergne, A. Baglin, D. Rouan und J. Schneider (Observatoire de Paris-Meudon, Frankreich), S. Aigrain und F. Pont (University of Exeter, Großbritannien), R. Alonso, C. Lovis, M. Mayor, F. Pepe, D. Queloz und S. Udry (Observatoire de l'Université de Genève, Schweiz), M. Barbieri (Università di Padova, Italien), W. Benz (Universität Bern, Schweiz), P. Bordé, A. Léger, M. Ollivier und B. Samuel (Institut d'Astrophysique Spatiale, Université Paris XI, Orsay, Frankreich), F. Bouchy und G. Hébrard (IAP, Paris, Frankreich), L. Carone und M. Pätzold (Rheinisches Institut für Umweltforschung an der Universität zu Köln, Deutschland), S. Carpano, M. Fridlund, P. Gondoin und R. den Hartog (ESTEC/ESA, Noordwijk, Niederlande), D. Ciardi (NASA Exoplanet Science Institute/Caltech, USA), R. Dvorak (Universität Wien, Österreich), S. Ferraz-Mello (Universidade de São Paulo, Brasil), D. Gandolfi, E. Günther, A. Hatzes, G. Wuchterl und B. Stecklum (Thüringer Landessternwarte, Tautenburg, Deutschland), M. Gillon (University of Liège, Belgien), T. Guillot und M. Havel (Observatoire de la Côte d' Azur, Nizza, Frankreich), M. Hidas, T. Lister und R. Street (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Santa Barbara, USA), H. Lammer und J. Weingrill (Institut für Weltraumforschung, Österreichische Akademie der Wissenschaften) und T. Mazeh und A. Shporer (Tel Aviv University, Israel).

Die Europäische Südsternwarte ESO (European Southern Observatory) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch ihre 14 Mitgliedsländer: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Italien, die Niederlande, Österreich, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO betreibt drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Nordchile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts, sowie VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt. Die ESO ist der europäische Partner für den Aufbau des Antennenfelds ALMA, das größte astronomische Projekt überhaupt. Derzeit entwickelt die ESO das European Extremely Large Telescope (E-ELT) für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren und Infrarotlichts, mit 42 Metern Spiegeldurchmesser ein Großteleskop der Extraklasse.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsstaaten (und einigen weiteren Ländern) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg.

Kontaktinformationen

Carolin Liefke (ESO Science Outreach Network)
Haus der Astronomie
Tel.: (06221) 528-226
E-Mail: eson@mpia.de
Hans-Jörg Deeg (Erstautor des Fachartikels)
Instituto de Astrofísica de Canarias
Teneriffa, Spanien
Tel: +34 922 605 244Handy: +34 619 360 054
E-mail: hdeeg@iac.es
Didier Queloz (Koautor des Fachartikels)
Universität Genf
Schweiz
Tel: +41 22 379 2477
E-mail: didier.queloz@unige.ch
Claire Moutou (Koautorin des Fachartikels)
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
Marseille, Frankreich
Tel: +33 4 91 05 59 66
Email: Claire.Moutou@oamp.fr
Henri Boffin
ESO La Silla-Paranal/E-ELT Press Officer
Garching, Deutschland
Tel: (089) 3200 6222
Handy: 0174 515 43 24
Email: hboffin@eso.org

Carolin Liefke | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.eso.org/public/news/eso1011
http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1011/eso1011.pdf
http://www.eso.org/public/outreach/products/brochures/pdf/exoplanet_lowres.pdf -

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