Vielleicht hat jeder vierte Stern Planeten. Bildnachweis: Hubble. Klicken um zu vergrößern.
In den letzten zehn Jahren wurden bisher mehr als 130 extrasolare Planeten entdeckt. Die meisten davon wurden mit einer Technik gefunden, die winzige Änderungen der Radialgeschwindigkeit eines Sterns misst, der Geschwindigkeit seiner Bewegung relativ zur Erde. In einem Vortrag auf einem kürzlich abgehaltenen Symposium über extrasolare Planeten präsentierte der Astronom Alan Boss von der Carnegie Institution of Washington diesen Überblick über die schwierigen Messungen - und die tiefgreifenden Entdeckungen -, die Planetenjäger mithilfe der Radialgeschwindigkeitstechnik gemacht haben.
Im Jahr 1991 veröffentlichten Michel Mayor und Antoine Duquennoy eine klassische Übersicht über Doppelsterne in unserer Sonnenumgebung. Sie fanden alle binären Begleiter, die sie konnten, aber es gab noch etwa 200 Sterne vom Typ G, die keine binären Begleiter zu haben schienen. Anschließend beschloss Michel Mayor zusammen mit Didier Queloz, diese etwa 200 Sterne, potenzielle Sonnenanaloga, zu untersuchen, um festzustellen, ob sie Planetensysteme hatten. Die Technik, die sie verwendeten, beinhaltete die Suche nach Sternwackeln, zyklischen Änderungen der Radialgeschwindigkeit der Sterne, die durch das Gravitationsschleppen umlaufender Planeten induziert wurden.
Im Frühjahr 1994 installierten sie am Haute Provence Observatory, ELODIE, ein neues Spektrometer an ihrem Teleskop, das eine Auflösung von etwa 13 Metern pro Sekunde hatte. Dies war genau das richtige Niveau, um das Geschwindigkeitswackeln, das Doppler-Wackeln, das von einem Jupiter-ähnlichen Planeten in der Sonne induziert wurde, sehen zu können. Bis Ende 1994 hatten sie ein sehr interessantes Wackeln in einem Stern namens 51 Peg bemerkt.
Leider rückte 51 Peg zu diesem Zeitpunkt immer näher an die Sonne heran und konnte nicht beobachtet werden. Daher mussten sie ein 6-monatiges Sabbatical nehmen und im Sommer 1995 zurückkehren und 51 Peg erneut betrachten. Sie hatten einen 8-tägigen Beobachtungslauf im Haute Provence Observatory und am Ende dieses Beobachtungslaufs waren sie bereit, in die Natur zu gehen und zu veröffentlichen.
Die Kurve, die sie erzeugten, passte zu einem Modell von 51 Peg, einem Stern vom Solartyp, der von einem Planeten mit ungefähr der Hälfte einer Jupitermasse auf einer schönen, kreisförmigen Umlaufbahn umkreist wurde. Das einzige Problem war, dass das Objekt eine Umlaufzeit von 4,23 Tagen hatte. Es kreiste um etwa 0,05 AE, nicht annähernd dort, wo die Menschen erwartet hatten, Jupiter-Massenplaneten zu finden. Es war also ein kleines Rätsel. Aber schon früh war klar, dass dies ein Planet sein musste, der sich vielleicht weiter herausgebildet und eingewandert hatte. Nur so konnte erklärt werden, wie er an diesem Ort existieren konnte.
Der nächste Schritt war zu sehen, ob jemand anderes das Ergebnis reproduzieren konnte. Denn das kritische Problem mit dem Planeten um Barnards Stern war natürlich, dass niemand es bestätigen konnte. Zu dieser Zeit gab es 1995 mehrere andere Bemühungen zur Planetenjagd, aber die Leute, die zuerst zum Teleskop kamen, waren Paul Butler und Geoff Marcy. Sie konnten 51 Pegs Planeten mit noch geringerer Streuung als die ursprünglichen Entdeckungsmessungen bestätigen.
Zu diesem Zeitpunkt wurde uns klar, dass das Feld der extrasolaren Planeten wirklich geboren war. Im Oktober 1995 trat eine neue Ära ein, in der wir tatsächlich überzeugende, solide Beweise für die Existenz extrasolarer Planeten um normale Sterne hatten.
Jetzt hatten Geoff und Paul viele Jahre auf diesem Gebiet gearbeitet. Sie hatten tatsächlich um 1987 ernsthaft angefangen und hatten daher viele Daten zur Analyse bereit. Sie begannen sofort, alle ihre Daten zu reduzieren, suchten nach Umlaufbahnen für kurze Zeiträume, nahmen weitere Messungen vor und konnten bis Januar 1996 einige weitere Planeten ankündigen. Einer von ihnen, 47 UMa b, war auf einem Planeten wesentlich beruhigender als derjenige, der 51 Peg umkreiste. Es war ungefähr ein 2 oder 3 Jupiter-Massenobjekt, das in einer Entfernung von ungefähr 2 AU umkreiste, eher so, wie wir es aufgrund der Planeten in unserem eigenen Sonnensystem erwartet hatten. Wir wissen jetzt, dass dies ein System mit mehreren Planeten ist, aber zu der Zeit passen sie es mit einer einzigen Kepler-Umlaufbahn an.
Fast alle bekannten extrasolaren Planeten wurden unter Verwendung dieser Radialgeschwindigkeitstechnik gefunden; Auf diese Weise wurden ungefähr 117 Planeten entdeckt. Es gibt aber auch eine andere Möglichkeit, Planeten zu finden: die Transiterkennung. Die erste Transiterkennung wurde von David Charboneau und Kollegen und separat von Greg Henry und Kollegen im Jahr 2000 durchgeführt. Dies war ein Planet, der ursprünglich durch Radialgeschwindigkeit gefunden worden war, aber dann gingen diese anderen Forscher weiter und machten sowohl bodengestützt als auch später Hubble Photometrie des Wirtssterns und fand eine wirklich wunderbare Lichtkurve, die darauf hinweist, dass der Planet vor dem Stern vorbeizieht und sein Licht leicht dimmt. Die erste Entdeckung durch Charbonneaus Team erfolgte, ob Sie es glauben oder nicht, mit einem 4-Zoll-Teleskop auf einem Parkplatz in Boulder, Colorado.
Die Neigung der Lichtamplitude des Sterns beträgt ungefähr 1,5 Prozent. Es ist also wirklich erstaunlich, dass diese erste Transiterkennung von einem guten Amateurteleskop hätte durchgeführt werden können. Als HST zurückging und die Photometrie mit viel höherer Präzision erneut durchführte, ergab sich eine unglaublich schöne Lichtkurve, die so präzise ist, dass Sie damit versuchen können, nach Monden auf dem Planeten zu suchen und deren Größe zu begrenzen.
Die Transite kommen jetzt voll zur Geltung. Ich denke, sie sind der zweithäufigste Weg, Planeten zu finden. Sechs Planeten wurden jetzt durch Transite entdeckt.
Ursprüngliche Quelle: NASA Astrobiology
