Erst vor knapp einer Woche habe ich über die erste (diesmal vermutlich wirklich) direkte Aufnahme eines extrasolaren Planeten berichtet. Am Freitag wurde eine weitere (mögliche) direkete Beobachtung bekanntgegeben: französische Forscher haben vielleicht einen Planeten um den Stern Beta Pictoris gefunden – und ich habe das vorhergesagt 😉 !
Beta Pictoris ist ein sehr junger Stern; außerdem ist er von einer sg. Trümmerscheibe aus Asteroiden und anderen Kleinkörpern umgeben. Das weiß man, weil man eine ausgedehnte Scheibe aus Staub um diesen Stern beobachten kann. Und dieser Staub muß irgendwo produziert werden – das erledigen Kollisionen zwischen den Asteroiden. Wegen verschiedener Anomalien in der Struktur des Staubs vermutet man schon länger, dass sich dort mindestens ein Planet befindet.
Anne-Marie Lagrange von der Universität Grenoble und ihr Team haben so einen Planeten nun möglicherweise entdeckt! Dazu war es nötig, die helle Strahlung des Sterns rechnerisch zu „entfernen“. Auf dem verbleibenden Bild war eine helle, punktförmige Quelle zu erkennen (zum Vergrößern anklicken):
Man sieht hier deutlich die Staubscheibe (in rot-gelb). Der innere Bereich und das Licht das Sterns wurde ausgeblendet; der mögliche Planet ist als hellblauer Punkt zu erkennen (er wird im Bild als „Beta Pictoris b“ bezeichnet).
Die Forscher vermuten, dass dieser Planet etwa achtmal schwerer als Jupiter ist und sich etwa so weit von seinem Stern entfernt befindet, wie der Saturn von unserer Sonne. Natürlich besteht noch die Möglichkeit, dass es sich um ein Hinter- bzw. Vordergrundobjekt handelt, das mit Beta Pictoris nichts zu tun hat. Aber erste Analysen älterer Aufnahmen sprechen dagegen. Außerdem könnte dieser Planet auch die Anomalien in der Staubscheibe erklären – die Chancen stehen also gut, dass es sich hier wirklich um einen Planeten handelt!
Beta Pictoris interessiert mich persönlich ganz besonders. Vor 2 Jahren habe ich nämlich selbst eine Arbeit veröffentlicht, in der ich mich mit eventuellen Planeten von Beta Pictoris beschäftigt habe. Ich habe dabei die Interaktion von Asteroiden mit Planeten untersucht und wollte dabei folgende Frage beantworten: Wie viele Planeten mit welchen Eigenschaften sind nötig, um die Asteroiden gravitativ so zu stören, dass genau die beobachtete Staubverteilung entsteht.
Ich habe verschiedene Simulationen durchgeführt und schließlich gefunden, dass mindestens 3 Planeten nötig sind: ein sehr schwerer sehr nahe am Stern und 2 leichtere Planeten (vergleichbar mit Saturn und Neptun) weiter außen. Folgendes Diagram aus meiner Arbeit fasst die Ergebnisse zusammen:
Auf der x-Achse ist die Entfernung der Planeten von Beta Pictoris aufgetragen (der Wert ist logarithmisch und in Astronomischen Einheiten angegeben); auf der y-Achse die Masse der Planeten (ebenfalls logarithmisch; in Einheiten der Jupitermasse). In schwarz sind die Planeten eingezeichnet, die ich vorhergesagt habe; grau ist die Vorhersage einer anderen Arbeit (nicht von mir) und in rot habe ich die Position des neu entdeckten Planeten eingezeichnet.
Eigentlich sollte der Planet auf der schwarzen Linie liegen: denn dann würde er ein der Anomalien in der Staubscheibe erklären: eine Verdrehung, den sogenannten „warp“. Die Masse von Beta Pictoris b ist aber noch recht ungenau bestimmt – es kann gut sein, dass sie etwas kleiner ist und dann würde der Planet auch auf der Linie landen (und gut mit meiner und den anderen Vorhersagen übereinstimmen). So sehen das auch die Entdecker in ihrem Artikel (und haben meine Arbeit sogar zitiert 😉 ).
Eine spannende Sache jedenfalls! Ich hoffe, ich finde in meinem aktuelle Stress bald ein bisschen Zeit, um mir das alles genauer ansehen zu können. Wenn sich die Entdeckung bestätigt, dann wäre das die erste direkte Beobachtung eines sehr nahen Exoplaneten – die bisher direkt beobachteten Planeten befinden sich ja alle sehr weit entfernt von ihrem Stern. Diese Entdeckung wäre dann ein weiterer wichtiger Schritt vorwärts bei der Erforschung der extrasolaren Planeten!
Warum Jupiter-Masse und nicht Erdmasse oder Venusmasse?
@Florian,
Gratulation, muss ein tolles Gefühl sein so eine Art Bestätigung zu bekommen 🙂
Bleibt zu hoffen, dass es nicht ein Rechenfehler ist. Ich hatte viel mit Berechnungen in CT und MR Systemen zu tun und was da schon 1 falsches Datum an Punkten und Kreisen erzeugt ist faszinierend.
@Andylee,
Für kleine Planeten reicht die Genauigkeit der Messungen (noch) nicht aus.
Eine Frage am Rande: ist Anne-Marie Lagrange mit Joseph-Louis Lagrange (der mit den L-Punkten) verwandt?
@Ronny: Danke! Aber mal schauen, was wirklich daraus wird. Ich – als Theoretiker – hab mich ja eigentlich drauf gefreut, dass die Beobachter noch lange brauchen werden um Planeten bei Beta Pic nachzuweisen oder auszuschließen (mit den normalen Methoden wie Radialgeschwindigkeitsmessungen ists dort nämlich schwierig). Etwas vorherzusagen, was keiner nachweisen kann, ist für einen Theoretiker natürlich immer gut 😉 Nein, ernsthaft: das was die Franzosen hier gemacht haben ist eine tolle beobachterische Leistung! Ich glaube die wenigsten hätten damit gerechnet, Planeten bei Beta Pic so schnell nachweisen zu können. Ein Planet bei 8AU direkt gesehen! Das ist wirklich außergewöhnlich. Hoffen wir, dass es keine Ente ist…
@Andylee: Man sucht sich immer einen passenden Maßstab. Für große Planeten sind Jupitermassen eine gute Einheit – da werden die Zahlen dann weder zu groß, noch zu klein.
@Anhaltiner: Meines Wissens nach nicht…
Ich hätte da ene FRage, auf Spiegel Online war ein kurzer Viedobericht über die entdeckten Exoplaneten.
Am Schluss hiess es dass, eine „zweite Erde“ leider nicht gefunden wurde, da die Planeten zu gross sind und daher unbewohnbare Gasriesen sind. Heisst das, dass ein Planet eine bestimmte Größe nicht überschreiten darf damit sich darauf Leben bilden kann, wenn ja was ist der Grund?
@NickCave: Wenn Wissenschaftler von „Leben“ sprechen, dann ist damit so gut wie immer „Leben, so wie wir es von der Erde kennen“ gemeint. Denn da wir nicht wissen, wie „anderes“ Leben aussehen könnte und wie wir es bemerken könnten, macht es im Moment noch wenig Sinn, sich damit auseinander zu setzen. Damit sich auf einem Planeten also erdähnliches Leben bilden kann, muss der Planet auch der Erde ähneln.
Das heisst, es muss ein „felsiger“ Planet mit einer feste Oberfläche sein. Dann muss er im richtigen Abstand zum Stern sein, damit die Temperaturen nicht zu heiss oder zu kalt sind und eine entsprechende Atmosphäre sollte auch noch da sein.
Bei großen Planeten wie Jupiter oder Saturn („Gasriesen“) ist das ganz anders. Diese Planeten haben eigentlich keine feste Oberfläche, so wie z.B. Erde oder Mars. Die bestehen fast vollständig aus dichtem Gas (mit einer Kugel aus metallischem Wasserstoff im Zentrum). Kein Lebewesen, so wie wir es kennen, könnte dort existieren. Es gibt Abschätzungen, wie groß ein Planet maximal sein kann, um noch als „erdähnlich“ zu gelten (ich hab die Zahlen aber gerade nicht im Kopf). Irgendwann wird aber auch die Schwerkraft einfach zu groß, als dass sich noch Lebewesen entwicklen könnten. Ich denke, die grenze liegt irgendwo zwischen dem 5 und 10-fachen der Erdmasse.
Und diese erdähnlichen Planeten sind eben leider (weil sie klein sind) extrem schwer zu finden. Bis jetzt haben wir das noch nicht geschafft. Aber ich würd mal sagen, spätestens so in 5 Jahren ist das auch erledigt 😉
Wie wird denn das Licht des Zentralsterns ausgeblendet ? Könntest Du das noch etwas genauer beschreiben ?
@Bartleby: Der genau Prozess ist ziemlich komplex. Man nimmt dafür z.B. theoretische Modelle wie ein Stern leuchten sollte und wie sich das auf einer astronomischen Aufnahme darstellen würde und subtrahiert dieses Bild dann von der echten Aufnahme. Wenn irgendwo ein Lichtüberschuß vorhanden ist (z.B. durch einen Planeten) kann man das auf diese Weise identifizieren. Der eigentlich Vorgang ist aber noch um einiges komplizierter weil man jede Menge technische Details beachten muss.