Astronomen verfolgen die Bewegung des Exoplaneten Beta Pictoris b

Ein Astronomenteam hat uns den bislang besten Blick auf einen Exoplaneten in seiner Umlaufbahn um einen fernen Stern geliefert. Eine zwischen November 2013 und April 2015 entstandene Bildserie zeigt den Exoplaneten Beta Pictoris b, wie er 1,5 Jahre seiner 22-jährigen Umlaufperiode zurücklegt.

Beta Pictoris b wurde 2008 entdeckt und ist ein riesiger Gasplanet mit zehn- bis zwölffacher Jupitermasse. Seine Umlaufbahn hat ungefähr den Durchmesser der Saturnbahn. Er ist Teil des dynamischen und komplexen Sternsystems Beta Pictoris, das über 60 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Zu dem System gehören Kometen, umkreisende Gaswolken und eine enorme Trümmerscheibe, die sich in unserem Sonnensystem von der Umlaufbahn Neptuns bis fast zur 2.000-fachen Distanz zwischen Sonne und Erde erstrecken würde. Weil der Planet und die Trümmerscheibe gravitativ miteinander wechselwirken, stellt das System ein ideales Labor für Astronomen dar, um Theorien über die Entstehung von Planetensystem jenseits des unseren zu überprüfen.

Maxwell Millar-Blanchaer, ein Doktorand am Department of Astronomy & Astrophysics der University of Toronto, ist der Hauptautor einer Abhandlung, die am 16. September 2015 im Astrophysical Journal erschien. Die Studie beschreibt Beobachtungen des Systems Beta Pictoris, die mit dem Gemini Planet Imager (GPI) am Gemini South Telescope in Chile gemacht wurden.

“Die Bildserie repräsentiert die bislang genauesten Messungen der Position des Planeten”, sagte Millar-Blanchaer. “Außerdem waren wir mit dem GPI in der Lage, die Scheibe und den Planeten gleichzeitig zu beobachten. Mit unserem kombinierten Wissen über die Scheibe und den Planeten können wir einen Eindruck von der Architektur des System bekommen und davon, wie alles miteinander interagiert.”

Die Abhandlung umfasst genauere Messungen von der Umlaufbahn des Exoplaneten und des Materierings, der den Stern umkreist, was Licht auf die dynamische Beziehung zwischen den beiden wirft. Sie enthält auch die bisher exakteste Messung der Masse von Beta Pictoris und zeigt, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass sich Beta Pictoris b direkt zwischen uns und seinem Zentralstern vorbei bewegen wird.

Astronomen haben in den vergangenen zwei Jahrzehnten fast 2.000 Exoplaneten entdeckt, aber die meisten wurden mit Instrumenten wie dem Weltraumteleskop Kepler nachgewiesen, welche die Transitmethode für den Nachweis nutzen: Dabei wird ein schwacher Abfall bei der Helligkeit des Sterns registriert, wenn ein Exoplanet zwischen uns und seinem Stern vorbeiläuft, aber den Exoplaneten selbst sieht man nicht.

Mit dem GPI bilden Astronomen den tatsächlichen Planeten ab – eine bemerkenswerte Leistung, wenn man bedenkt, dass eine umkreisende Welt typischerweise eine Million Mal schwächer erscheint als ihr Zentralstern. Das ist möglich, weil die adaptive Optik des GPI das Bild des Zielsterns schärft, indem sie die durch die Erdatmosphäre hervorgerufenen Verzerrungen ausgleicht. Dann blockiert sie das helle Bild des Sterns mit einem Gerät, das als Koronograf bezeichnet wird, wodurch der Exoplanet in Erscheinung tritt.

Laurent Pueyo arbeitet am Space Telescope Science Institute und ist Co-Autor der Abhandlung. “Es ist Glück, dass wir Beta Pictoris b beobachteten, als er aus unserer Perspektive betrachtet zurück in Richtung Beta Pictoris lief”, sagte er. “Das bedeutet, wir können weitere Beobachtungen machen, bevor er sich zu nah an seinem Zentralstern befindet, und das wird uns erlauben, seine Umlaufbahn sogar noch präziser zu vermessen.”

Exoplanet β Pic b orbiting β Pictoris from Dunlap Institute on Vimeo.
Bildserie der Bewegung von Beta Pictoris b um seinen Zentralstern. (Image credit: M. Millar-Blanchaer, University of Toronto; F. Marchis, SETI Institute)

Der GPI ist ein bahnbrechendes Instrument, das von einem internationalen Team unter Leitung von Professor Bruce Macintosh von der Stanford University und Professor James Graham von der University of California in Berkeley entwickelt wurde. Graham ist der frühere Direktor des Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics.

Im August 2015 gab das Team seine erste Entdeckung eines Exoplaneten bekannt: einen jungen, jupiterähnlichen Exoplaneten mit der Bezeichnung 51 Eri b. Es war der erste Exoplanet, der im Rahmen des GPI Exoplanet Survey (GPIES) entdeckt wurde. Der GPI Exoplanet Survey wird in den kommenden drei Jahren 600 Sterne untersuchen.

Quelle: http://www.dunlap.utoronto.ca/watching-an-exoplanet-in-motion-around-a-distant-star/

(THK)