25.01.2006 · Eine internationale Forschergruppe hat den bisher kleinsten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Der sogenannte Exoplanet besteht vermutlich aus Gestein und Eis und ist fünfeinhalbmal so groß wie die Erde.
Von Günter Paul
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Auf der Suche nach einem weiteren Sonnensystem
Seit der Entdeckung des ersten Planeten außerhalb des Sonnensystems, die 1995 den beiden Genfer Forschern Michel Mayor und Didier Queloz gelang, sind ungefähr 170 solcher Objekte aufgespürt worden. In einigen Fällen umkreisen mehrere dieser Himmelskörper ein und denselben Stern. Gleichwohl haben die Astronomen noch kein Planetensystem gefunden, das unserm Sonnensystem gleicht.
Das liegt unter anderem daran, daß "kleinere" Planeten, deren Durchmesser nicht größer ist als jener des Neptuns - der den siebzehnfachen Erddurchmesser hat -, in einer für das Sonnensystem typischen Distanz vom Zentralstern nicht mehr registriert werden können. Diese Lücke könnte sich dank einer neuen Suchstrategie schließen, mit der J.P. Beaulieu von der Universite Pierre et Marie Curie in Paris und andere Forscher schon nach kurzer Zeit auf einen kleinen Planeten gestoßen sind, dessen Abstand vom Zentralstern 2,6 Astronomische Einheiten beträgt. Das ist 2,6 Mal der Abstand der Erde von der Sonne, was rund 390 Millionen Kilometern entspricht.
Keine Aussage über Neigung der Bahnebene
Das mittlerweile klassische Verfahren, Exoplaneten aufzuspüren, ist die Doppler-Methode. Es beruht darauf, daß sich zwei Himmelskörper, die einander umkreisen, tatsächlich um einen gemeinsamen Schwerpunkt bewegen. Deshalb "wackelt" auch der Zentralstern eines Planetensystems ein wenig hin und her. Mal bewegt er sich geringfügig von der Erde fort, mal dagegen zu ihr hin. Dieser Unterschied macht sich in einer leichten Verschiebung der Linien in seinem Spektrum bemerkbar.
Einer der Nachteile des Doppler-Verfahrens besteht darin, daß für die Massen der Exoplaneten nur Grenzwerte geliefert werden. Die Daten lassen nämlich keine Aussage darüber zu, wie die Bahnebene eines Exoplaneten geneigt ist. Die Astronomen konnten erst die tatsächlichen Massen einiger Exoplaneten ermitteln, als sie diese zusätzlich dabei "beobachteten", wie sie vor ihren Zentralsternen herzogen und bei diesen Transits einen Teil von deren Licht verschluckten. Damit ließen sich alle relevanten Bahndaten herleiten.
2004: Erster direkter Nachweis
Im Jahr 2004 hat eine Forschergruppe um Gael Chauvin von der Europäischen Südsternwarte erstmals einen Exoplaneten sogar direkt nachgewiesen. Auf einem Foto war ein kleines rötliches Objekt zu sehen, das einen sogenannten Braunen Zwerg in 55 Astronomischen Einheiten Abstand umkreiste. Weil ein Zentralstern wesentlich heller ist als seine Begleiter, dürfte man diese auch in absehbarer Zeit fotografisch nur dann erfassen können, wenn sie verhältnismäßig groß sind.
Mit dem Doppler- und dem Transit-Verfahren lassen sich kleinere Planeten zumindest dann nachweisen, wenn sie sich nahe am Zentralstern bewegen. Der kleinste bis jetzt aufgefundene hat etwa sechs bis acht Erdmassen. Die Verschiebung der Spektrallinien oder die Abschwächung des Sternenlichts durch weiter entfernte Planeten ist dagegen zu gering. Deshalb wurden mit diesen beiden Verfahren noch keine kleinen Planeten entdeckt, deren Bahnradius größer als 0,15 Astronomische Einheiten ist. Die beobachteten Objekte sind wohl erst nachträglich auf ihre jetzigen Bahnen gelangt. Denn den Modellen zufolge bilden sich erd- bis neptungroße Planeten in einer bis zehn Astronomischen Einheiten Abstand vom Zentralstern.
Fünfeinhalbmal die Erde
Das jetzt erfolgreich angewendete Verfahren beruht auf dem Gravitationslinsen-Effekt, demzufolge eine Masse wie eine Sammellinse Strahlung bündeln und dadurch das Licht einer hinter ihr stehenden Quelle verstärken kann. Derselbe Effekt ist vor einigen Jahren für die Suche nach Machos ("Massive Compact Halo Objects") genutzt worden, nicht direkt sichtbaren Objekten im Halo der Milchstraße, die nur durch ihre Gravitationslinsen-Wirkung erkennbar werden.
Im Juni vergangenen Jahres wurde mit mehreren Teleskopen beobachtet, wie der 28.000 Lichtjahre von der Erde entfernte Stern Ogle-2005-BLG-390 deutlich heller wurde. Als die Helligkeit wieder sank, bemerkten die Astronomen einen kleinen zweiten Anstieg, wie sie in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Nature" berichten. Dieser kann ihrer Meinung nach nur von einem Begleiter des Sterns erzeugt worden sein. Der Exoplanet hat den Daten zufolge nur 5,5 Mal soviel Masse wie die Erde.
