Bildnachweis: NASA / JPL
Wie Sherlock Holmes, der eine Lupe in der Hand hält, um verborgene Hinweise zu enthüllen, verwendeten moderne Astronomen kosmische Vergrößerungseffekte, um einen Planeten zu enthüllen, der einen entfernten Stern umkreist.
Dies ist die erste Entdeckung eines Planeten um einen Stern jenseits des Sonnensystems der Erde mithilfe der Gravitationsmikrolinse. Ein Stern oder Planet kann als kosmische Linse fungieren, um einen weiter dahinter liegenden Stern zu vergrößern und aufzuhellen. Das Gravitationsfeld des Vordergrundsterns biegt und fokussiert das Licht wie eine Glaslinse, die das Sternenlicht in einem Teleskop biegt und fokussiert. Albert Einstein hat diesen Effekt in seiner allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt und mit unserer Sonne bestätigt.
"Die wahre Stärke der Mikrolinse ist ihre Fähigkeit, Planeten mit geringer Masse zu erkennen", sagte Dr. Ian Bond vom Institut für Astronomie in Edinburgh, Schottland, Hauptautor eines Papiers, das in den Astrophysical Journal Letters vom 10. Mai veröffentlicht wurde. Die Entdeckung wurde durch die Zusammenarbeit zweier internationaler Forschungsteams ermöglicht: Mikrolinsenbeobachtungen in der Astrophysik (Moa) und optisches Gravitationslinsenexperiment (Ogle). Gut ausgestattete Amateurastronomen könnten diese Technik verwenden, um zukünftige Entdeckungen zu verfolgen und Planeten um andere Sterne zu bestätigen.
Das neu entdeckte Stern-Planet-System ist im Sternbild Schütze 17.000 Lichtjahre entfernt. Der Planet, der einen Elternstern des Roten Zwergs umkreist, ist höchstwahrscheinlich eineinhalb Mal größer als Jupiter. Der Planet und der Stern sind dreimal weiter voneinander entfernt als Erde und Sonne. Zusammen vergrößern sie einen weiteren Hintergrundstern in etwa 24.000 Lichtjahren Entfernung in der Nähe des Zentrums der Milchstraße.
In den meisten früheren Mikrolinsenbeobachtungen sahen die Wissenschaftler ein typisches Aufhellungsmuster oder eine Lichtkurve, die darauf hinweist, dass die Anziehungskraft eines Sterns das Licht eines dahinter liegenden Objekts beeinflusst. Die jüngsten Beobachtungen ergaben zusätzliche Helligkeitsspitzen, die auf die Existenz von zwei massiven Objekten hinweisen. Durch die Analyse der genauen Form der Lichtkurve stellten Bond und sein Team fest, dass ein kleineres Objekt nur 0,4 Prozent der Masse eines zweiten, größeren Objekts entspricht. Sie kamen zu dem Schluss, dass das kleinere Objekt ein Planet sein muss, der seinen Mutterstern umkreist.
Dr. Bohdan Paczynski von der Princeton University, Princeton, N.J., ein OGLE-Teammitglied, schlug 1986 erstmals die Verwendung von Gravitationsmikrolinsen zur Detektion dunkler Materie vor. 1991 schlugen Paczynski und sein Student Shude Mao die Verwendung von Mikrolinsen zur Detektion extrasolarer Planeten vor. Zwei Jahre später berichteten drei Gruppen über den ersten Nachweis der Gravitationsmikrolinse durch Sterne. Frühere Behauptungen von Planetenentdeckungen mit Mikrolinsen werden nicht als endgültig angesehen, da sie zu wenige Beobachtungen der scheinbaren Helligkeitsschwankungen des Planeten hatten.
"Ich bin begeistert, dass die Vorhersage mit dieser ersten eindeutigen Planetendetektion durch Gravitationsmikrolinse wahr wird", sagte Paczynski. Er und seine Kollegen glauben, dass Beobachtungen in den nächsten Jahren zur Entdeckung neptungroßer und sogar erdgroßer Planeten um entfernte Sterne führen könnten.
Mikrolinsen können leicht extrasolare Planeten erkennen, da ein Planet die Helligkeit eines Hintergrundsterns dramatisch beeinflusst. Da der Effekt nur in seltenen Fällen funktioniert, wenn zwei Sterne perfekt ausgerichtet sind, müssen Millionen von Sternen überwacht werden. Die jüngsten Fortschritte bei Kameras und Bildanalysen haben diese Aufgabe beherrschbar gemacht. Zu diesen Entwicklungen gehören die neue große Ogle-III-Kamera mit Sichtfeld, das 1,8-Meter-Teleskop Moa-II (70,8 Zoll), das gebaut wird, und die Zusammenarbeit zwischen Mikrolinsen-Teams.
"Es ist zeitkritisch, Sterne zu fangen, während sie ausgerichtet sind. Deshalb müssen wir unsere Daten so schnell wie möglich teilen", sagte Ogle-Teamleiter Dr. Andrzej Udalski vom polnischen Observatorium der Warschauer Universität. Udalski in Polen und Paczynski in den USA leiten das polnisch-amerikanische Projekt. Es wird am Las Campanas Observatorium in Chile betrieben, das von der Carnegie Institution of Washington betrieben wird, und umfasst die weltweit größte Mikrolinsenuntersuchung des 1,3-Meter-Warschauer Teleskops.
Die NASA und die National Science Foundation finanzieren das Experiment zur optischen Gravitationslinse in den USA. Das polnische Staatskomitee für wissenschaftliche Forschung und die Stiftung für polnische Wissenschaft finanzieren es in Polen. Microlensing Observations in Astrophysics ist in erster Linie eine neuseeländisch / japanische Gruppe mit Mitarbeitern im Vereinigten Königreich und im Marsden Fund der USA, der NASA und der National Science Foundation, dem japanischen Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie sowie der Japan Society für die Förderung der Wissenschaft unterstützen Sie es.
Bilder und Informationen zu den neuesten Forschungsergebnissen finden Sie im Internet unter http://www.jpl.nasa.gov/releases/2004/103a.cfm. Weitere Informationen zu den Bemühungen der NASA zur Planetenjagd finden Sie unter http://planetquest.jpl.nasa.gov.
Originalquelle: NASA / JPL-Pressemitteilung
