
Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des außerordentlichen Astrophysik-Professors Thayne Currie von der University of Texas in San Antonio hat einen Durchbruch erzielt, der die Suche nach neuen Planeten beschleunigt. In einer Studie, die am 14. April 2023 im Journal Science erschien, berichtet Currie über den ersten Exoplaneten, der durch direktes Abbilden und präzise Astrometrie entdeckt wurde. Präzisionsastrometrie ist eine neue indirekte Methode, die einen Planeten durch die Messung der Position seines Heimatsterns identifiziert. Für die Entdeckung des Teams waren Daten des Subaru Telescope auf Hawaii und mehrerer ESA-Weltraumteleskope entscheidend.
Ein Exoplanet – auch als extrasolarer Planet bezeichnet – ist ein Planet außerhalb des Sonnensystems, welcher einen anderen Stern umkreist. Mittels direkter Abbildung können Astronomen das Licht eines Exoplaneten in einem Teleskop sehen und seine Atmosphäre untersuchen. Allerdings wurden in den vergangenen 15 Jahren nur etwa 20 Exoplaneten direkt abgebildet.
„Dies ist die erste von vielen Entdeckungen, die wir erwarten. Wir sind in einer neuen Ära der Untersuchung von Exoplaneten“, sagte Currie.
Im Gegensatz dazu bestimmen indirekte Nachweismethoden die Existenz eines Planeten durch seine Auswirkungen auf den Stern, den er umkreist. Dieser Ansatz kann detaillierte Messungen der Planetenmasse und seiner Umlaufbahn liefern. Die Kombination von direkten und indirekten Methoden zur Bestimmung der Position eines Planeten ermöglicht Currie zufolge ein vollständigeres Verständnis eines Exoplaneten.
„Indirekte Nachweismethoden sind bislang für die meisten entdeckten Exoplaneten verantwortlich. Die Verwendung einer dieser Methoden, der Präzisionsastronomie, verriet uns, wo man suchen sollte, um zu versuchen, die Planeten abzubilden. Und wie wir feststellten, können wir die Planeten jetzt viel einfacher sehen“, sagte Currie.
Der neu entdeckte Exoplanet namens HIP 99770 b ist etwa 14-16 Mal massereicher als Jupiter und umkreist einen Stern, der fast doppelt so massereich wie die Sonne ist. Das Planetensystem hat auch Gemeinsamkeiten mit den äußeren Regionen unseres Sonnensystems. HIP 9977 b erhält ungefähr so viel Licht wie Jupiter, der massereichste Planet unseres Sonnensystems, von der Sonne empfängt. Sein Heimatstern ist von eisigen Überbleibseln aus der Zeit der Planetenentstehung umgeben, ähnlich wie der Kuipergürtel unseres Sonnensystems – der Ring aus eishaltigen Objekten, der die Sonne umgibt.
Currie und sein Team nutzten den Hipparcos-Gaia Catalogue of Accelerations, um ihre Entdeckung von HIP 99770 b voranzubringen. Der Katalog enthält Daten der ESA-Missionen Gaia und deren Vorgänger Hipparcos und lieferte exakte Sternpositionen und -bewegungen aus den letzten 25 Jahren. So zeigte sich, dass der Stern HIP 99770 wahrscheinlich durch die gravitative Anziehung eines unbeobachteten Planeten beschleunigt wird.
Das Team nutzte anschließend das Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics (SCExAO) Instrument, das permanent im Fokus des Subaru Telescope auf Hawaii installiert ist, um den Planeten HIP 99770 b abzubilden und dessen Existenz zu bestätigen.
Die Entdeckung von HIP 99770 b ist wichtig, weil sie für Wissenschaftler einen neuen Weg eröffnet, um Exoplaneten umfassender als jemals zuvor zu charakterisieren, was Licht auf die Vielfalt und Entwicklung von Planetensystemen wirft. Die Nutzung indirekter Methoden, um Bestrebungen für das Abbilden von Planeten anzuleiten, könnte Forscher eines Tages näher an die ersten Bilder von anderen Erden führen.
(THK)
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