Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lost in Space: Planetarischer Einzelgänger ausfindig gemacht?

14.11.2012
Pressemitteilung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Astronomen haben mit dem Very Large Telescope der ESO und dem Canada-France-Hawaii Telescope einen Himmelskörper beobachtet, bei dem es sich um einen Planeten handeln könnte, der ohne einen Mutterstern durch das Weltall vagabundiert.
Mit einer Entfernung von etwa 100 Lichtjahren wäre er der unserem Sonnensystem am nächsten gelegene Kandidat für einen solchen freifliegenden Planeten. Die geringe Distanz und die Abwesenheit eines hellen Sterns hat es ermöglicht, seine Atmosphäre zu untersuchen. Das bietet einen Vorgeschmack auf direkte Untersuchungen von Planeten um andere Sterne durch zukünftige Generationen von Instrumenten.

Frei bewegliche Planeten sind Himmelskörper mit der Masse normaler Planeten, die sich aber vollkommen ungebunden an einen Stern durch das Weltall bewegen. Mögliche Kandidaten für solche Objekte waren bereits zuvor entdeckt worden [1], aber solange ihr Alter nicht bekannt ist, können Astronomen nicht eindeutig feststellen, ob es sich dabei tatsächlich um Planeten oder um sogenannte Braune Zwerge handelt – Sterne, die zu klein geraten sind, um dauerhaft in ihrem Inneren Kernfusion zu betreiben, was letztlich die Energiequelle für das Leuchten eines jeden Sterns darstellt.

Jetzt haben Astronomen mit dem Canada France Hawaii Telescope einen Himmelskörper entdeckt, der die Bezeichnung CFBDSIR2149 erhalten hat [2]. Er scheint zu einer Ansammlung nahegelegener junger Sterne zu gehören, die unter dem Namen AB Doradus-Bewegungshaufen bekannt ist. Dank der Leistungsfähigkeit des Very Large Telescope der ESO waren die Forscher anschließend in der Lage, auch seiner Natur und seinen Eigenschaften auf den Grund zu gehen [3].

Der AB Doradus-Bewegungshaufen ist die unserem Sonnensystem am nächsten gelegene derartige Sterngruppe. Die darin enthaltenen Sterne bewegen sich gemeinsam mit in etwa derselben Geschwindigkeit und in dieselbe Richtung durch das Weltall. Man geht daher davon aus, dass sie auch gemeinsam entstanden sind. Unter der Annahme, dass CFBDSIR2149 zu diesem Bewegungshaufen gehört und demnach ein relativ junger Himmelskörper ist, lassen sich Rückschlüsse auf weitere Eigenschaften ziehen, wie etwa seine Oberflächentemperatur, seine Masse und die Zusammensetzung seiner Atmosphäre [4]. Allerdings besteht nach wie vor eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass die Ähnlichkeit von CFBDSIR2149 mit den Mitgliedern der Gruppe nur zufällig ist.

Die Verbindung von CFBDSIR2149 zu der Sterngruppe liefert den entscheidenden Hinweis auf das Alter dieses Objekts [5]. Dies wäre der erste Himmelskörper mit einer planetenartigen Masse in einem solchen Bewegungshaufen. Die Verknüpfung mit dieser speziellen Gruppe macht CFBDSIR2149 außerdem zu dem bislang interessantesten Kandidaten für einen solchen freifliegenden Planeten überhaupt.

„Zu versuchen Planeten um andere Sterne direkt zu beobachten, ist so als ob man ein Glühwürmchen einen Zentimeter neben einem hellen und weit entfernten Autoscheinwerfer sehen möchte”, erläutert Philippe Delorme vom Institut de planétologie et d’astrophysique in Grenoble an der französischen CNRS/Université Joseph Fourier, der Erstautor der neuen Studie. „Bei diesem uns nahen, frei herumvagabundierenden Himmelsobjekt können wir sozusagen das Glühwürmchen detailliert untersuchen, ohne dass das blendende Licht des Scheinwerfers dabei stört.”

Frei bewegliche Objekte wie CFBDSIR2149 sind entweder wie normale Planeten entstanden und dann aber aus ihrem Heimatsystem herausgeschleudert worden, oder aber sie entstehen als Einzelkörper, so wie die kleinsten Sterne oder Braune Zwerge. Unabhängig davon, welches dieser beiden Szenarien zutrifft, sind sie aber hochinteressante Studienobjekte: entweder als Planeten ohne Sterne oder als die kleinstmöglichen Himmelskörper am unteren Ende der Skala, die von den massereichsten Sternen bis hinunter zu den kleinsten Braunen Zwergen reicht.

„Derart kleine Himmelskörper wie dieser sind sehr wichtig, denn sie helfen uns zu verstehen inwieweit Planeten aus ihren Heimatsystemen herausgeschleudert werden oder eben wie leicht die kleinsten Einzelobjekte werden, die in Sternentstehungsgebieten entstehen”, ergänzt Delorme. „Wenn es sich bei diesem kleinen Körper tatsächlich um einen Planeten handelt, der aus dem Planetensystem herausgekickt wurde, in dem er geboren wurde, lässt das natürlich vor unseren Augen das Bild von lauter solchen Planeten-Waisen entstehen, die ziellos durch das Weltall treiben.”

Von solchen Welten könnte es viele geben – möglicherweise genauso viele wie normale Sterne [6]. Kann man CFBSIR2149 allerdings nicht dem AB Doradus-Bewegungshaufen zuordnen, sind seine Natur und seine Eigenschaften allerdings wesentlich unsicherer. Er könnte dann auch ein kleiner Brauner Zwerg sein. Beide Szenarien stehen aber dennoch für bedeutende Fragen hinsichtlich dessen wie sich Sterne und Planeten bilden und verhalten.

„Weitergehende Untersuchungen werden endgültig klären, ob CFBSIR2149 nun ein frei beweglicher Planet ist”, schließt Delorme. „Er könnte dann als Testfall für das Verständnis der Physik ähnlicher Exoplaneten herhalten, wie sie in Zukunft mit abbildenden Hochkontrast-Systemen entdeckt werden könnten – zum Beispiel mit dem SPHERE-Instrument, das demnächst am VLT installiert wird.”

Endnoten

[1] In der Vergangenheit wurde bereits eine Vielzahl ähnlicher Kandidaten für frei bewegliche Planeten entdeckt, siehe entsprechende Pressemitteilungen und Fachartikel zum Beispiel vom Science Magazine, Nature und der Royal Astronomical Society. Die ersten solchen Objekte sind bereits seit den 90er Jahren bekannt, als die Atronomen feststellten, dass es schwierig ist, die genaue Massengrenze zwischen einem Braunen Zwerg und einem Planeten zu bestimmen. Neuere Studien haben mittlerweile ergeben, dass es in unserer Milchstraße große Mengen dieser Kleinkörper geben dürfte - möglicherweise fast doppelt so viele wie normale Hauptreihensterne.

[2] Das Objekt wurde im Rahmen einer Erweiterung des Canada-France Brown Dwarfs Survey (CFBDS) auf den Infrarotbereich entdeckt, einem Durchmusterungsprojekt zur Suche nach kühlen Braunen Zwergen. Die Langfasssung der Bezeichnung lautet CFBDSIR J214947.2-040308.9.

[3] Die Wissenschaftler beobachteten CFBSIR2149 sowohl mit der Kamera WIRCam am Canada France Hawaii Telescope auf Hawaii als auch mit dem SOFI-Instrument am New Technology Telescope der ESO in Chile. Die jeweiligen Bilder wurden zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen und ermöglichten so die Bestimmung der Eigenbewegung des Objekts am Himmel, die daraufhin mit den Werten der Mitglieder des AB Doradus-Bewegungshaufens verglichen werden konnte. Die detaillierte Untersuchung der Atmosphäre des Himmelskörpers wurde mit dem X-Shooter-Spektrografen am Very Large Telescope der ESO am Paranal-Observatorium durchgeführt.

[4] Durch die Verknüpfung mit dem AB Doradus-Bewegungshaufen ergäbe sich für CFBSIR2149 eine Masse im Bereich des vier- bis siebenfachen der Jupitermasse und eine Effektivtemperatur von etwa 430°C. Sein Alter würde mit 50 bis 120 Millionen Jahren dem des Bewegungshaufens entsprechen.

[5] Die statistische Analyse der jährlichen Eigenbewegung des Objekts am Himmel ergab eine Wahrscheinlichkeit von 87% dafür, dass es zum AB Doradus-Bewegungshaufen gehört, und eine Wahrscheinlichkeit von mehr als 95% dafür, dass es jung genug ist, um eine planetenartige Masse zu haben. Insgesamt ist daher sehr viel wahrscheinlicher, dass es sich anstelle eines zu klein geratenen Sterns um einen frei beweglichen Planeten handelt. In sehr jungen Sternhaufen hat man zwar noch weitere Kandidaten für frei bewegliche Planeten gefunden. Diese lassen sich aufgrund ihrer größeren Entfernung aber nicht so eingehend untersuchen.

[6] Frei bewegliche Himmelskörper können ihre Existenz auch durch den sogenannten Mikrogravitationslinseneffekt verraten: Laufen sie von der Erde aus gesehen vor einem Stern vorbei, dann wird das Licht des Sterns abgelenkt und verzerrt, so dass man den Stern kurzzeitig heller leuchten sieht. Mikrogravitationslinsen-Durchmusterungsprogramme wie das OGLE-Projekt könnten auf diese Weise bereits einen frei beweglichen Planeten entdeckt haben; eine entsprechende Veröffentlichtung erschien 2011 in der Fachzeitschrift Nature.

Zusatzinformationen

Die hier vorgestellten Forschungsergebnisse von Delorme et al. erscheinen am 14. November 2012 unter dem Titel „CFBDSIR2149-0403: a 4-7 Jupiter-mass free-floating planet in the young moving group AB Doradus?” in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics.

Die beteiligten Wissenschaftler sind P. Delorme (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, Frankreich [IPAG]), J. Gagné (Université de Montréal, Kanada), L. Malo (Université de Montréal), C. Reylé (Université de Franche Comté, Frankreich), E. Artigau (Université de Montréal), L. Albert (Université de Montréal), T. Forveille (IPAG), X. Delfosse (IPAG), F. Allard (Université Claude Bernard Lyon 1, Frankreich), D. Homeier (Université Claude Bernard Lyon 1).

Im Jahr 2012 feiert die Europäische Südsternwarte ESO (European Southern Observatory) das 50-jährige Jubiläum ihrer Gründung. Die ESO ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch ihre 15 Mitgliedsländer: Belgien, Brasilien, 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 dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist der europäische Partner für den Aufbau des Antennenfelds ALMA, das größte astronomische Projekt überhaupt. Derzeit entwickelt die ESO ein Großteleskop mit 39 Metern Durchmesser für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren und Infrarotlichts, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird: das European Extremely Large Telescope (E-ELT).

Das Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) wird vom National Research Council of Canada, dem Institut National des Sciences de l'Univers des französischen Centre National de la Recherche Scientifique und der University of Hawaii betrieben.

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 in Heidelberg.

Kontaktinformationen

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: 06221 528 226
E-Mail: eson-germany@eso.org

Philippe Delorme
IPAG-OSUG (Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble)
Grenoble, France
Tel: +33 4 76 51 49 42
E-Mail: philippe.delorme@obs.ujf-grenoble.fr

Jonathan Gagné
Université de Montréal
Montréal, Canada
Tel: +1 514 343 6111 #3219
E-Mail: jonathan.gagne@astro.umontreal.ca

Xavier Delfosse
IPAG-OSUG (Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble)
Grenoble, France
Tel: +33 4 76 63 55 10
E-Mail: xavier.delfosse@obs.ujf-grenoble.fr

Olivier Hernandez
Université de Montréal
Montréal, Canada
Tel: +1 514 343 6111 #4681
E-Mail: olivier@astro.umontreal.ca

Céline Reylé
Observatoire de Besançon
Besançon , France
Tel: +33 3 81 66 69 01
E-Mail: celine.reyle@obs-besancon.fr

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Handy: +49 151 1537 3591
E-Mail: rhook@eso.org

Christian Veillet
Canada-France-Hawaii Telescope
Kamuela, Hawaii, USA
Tel: +1 808 938 3905
E-Mail: veillet@cfht.hawaii.edu

Dr. Carolin Liefke | ESO Science Outreach Network
Weitere Informationen:
http://www.eso.org
http://www.cfht.hawaii.edu/en/news/RoguePlanet/
http://www.eso.org/sci/facilities/develop/instruments/sphere.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Forscher entwickeln Methode zur Manipulation von Molekülen
28.08.2015 | Universität Leipzig

nachricht Ozeanplaneten weniger lebensfreundlich als vermutet
28.08.2015 | Universität Bern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: OU astrophysicist and collaborators find supermassive black holes in quasar nearest Earth

A University of Oklahoma astrophysicist and his Chinese collaborator have found two supermassive black holes in Markarian 231, the nearest quasar to Earth, using observations from NASA's Hubble Space Telescope.

The discovery of two supermassive black holes--one larger one and a second, smaller one--are evidence of a binary black hole and suggests that supermassive...

Im Focus: Optische Schalter - Lernen mit Licht

Einem deutsch-französischen Team ist es gelungen, einen lichtempfindlichen Schalter für Nervenzellen zu entwickeln. Dies ermöglicht neue Einblicke in die Funktionsweise von Gedächtnis und Lernen, aber auch in die Entstehung von Krankheiten.

Lernen ist nur möglich, weil die Verknüpfungen zwischen den Nervenzellen im Gehirn fortwährend umgebaut werden: Je häufiger bestimmte Reizübertragungswege...

Im Focus: What would a tsunami in the Mediterranean look like?

A team of European researchers have developed a model to simulate the impact of tsunamis generated by earthquakes and applied it to the Eastern Mediterranean. The results show how tsunami waves could hit and inundate coastal areas in southern Italy and Greece. The study is published today (27 August) in Ocean Science, an open access journal of the European Geosciences Union (EGU).

Though not as frequent as in the Pacific and Indian oceans, tsunamis also occur in the Mediterranean, mainly due to earthquakes generated when the African...

Im Focus: Membranprotein in Bern erstmals entschlüsselt

Dreidimensionale (3D) Atommodelle von Proteinen sind wichtig, um deren Funktion zu verstehen. Dies ermöglicht unter anderem die Entwicklung neuer Therapieansätze für Krankheiten. Berner Strukturbiologen ist es nun gelungen, die Struktur eines wichtigen Membranproteins zu entschlüsseln – dies gelingt relativ selten und ist eine Premiere in Bern.

Membranproteine befinden sich in den Wänden der Zellen, den Zellmembranen, und nehmen im menschlichen Körper lebenswichtige Funktionen wahr. Zu ihnen gehören...

Im Focus: Quantenbeugung an einem Hauch von Nichts

Die Quantenphysik besagt, dass sich auch massive Objekte wie Wellen verhalten und scheinbar an vielen Orten zugleich sein können. Dieses Phänomen kann nachgewiesen werden, indem man diese Materiewellen an einem Gitter beugt. Eine europäische Kollaboration hat nun erstmals die Delokalisation von massiven Molekülen an einem Gitter nachgewiesen, das nur noch eine einzige Atomlage dick ist. Dieses Experiment lotete die technischen Grenzen der Materiewellentechnologie aus und knüpft dabei an ein Gedankenexperiment von Bohr und Einstein an. Die Ergebnisse werden aktuell im Journal "Nature Nanotechnology" veröffentlicht.

Die quantenmechanische Wellennatur der Materie ist die Grundlage für viele moderne Technologien, wie z. B. die höchstauflösende Elektronenmikroskopie, die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Gravitationswellen im Einsteinjahr

28.08.2015 | Veranstaltungen

Strömungen in industriellen Anlagen sichtbar gemacht

28.08.2015 | Veranstaltungen

Konzepte gegen Fachkräftemangel: Demografiekonferenz in Halle

27.08.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Siemens an der Sicherheit: Lösungen für jede Anforderung

28.08.2015 | Messenachrichten

Biofabrikation von künstlichen Blutgefäßen mit Laserlicht

28.08.2015 | Biowissenschaften Chemie

Forscher entwickeln Methode zur Manipulation von Molekülen

28.08.2015 | Physik Astronomie