Bodengestützte Beobachtung einer Super-Erde mittels Transit ebnet den Weg zur Entdeckung auch kleinerer Exoplaneten
Astronomen haben mit einem bodengebundenen Teleskop den Vorübergang einer Super-Erde bei einem hellen und nahen sonnenähnlichen Stern gemessen. Der Transit des Exoplaneten 55 Cancri e ist die von der Erde aus empfindlichste Messung, die bisher gemacht worden ist. Nach der Beobachtung eines Transits wäre der nächste Schritt, die Atmosphäre eines Planeten zu analysieren. Dieser Erfolg ist ein gutes Omen für die Charakterisierung der vielen kleinen Planeten, welche bevorstehende Weltraummissionen voraussichtlich in den nächsten Jahren entdecken werden.
Das internationale Forscherteam nutzte das 2,5-Meter-Nordic Optical Teleskop auf der Insel La Palma, Spanien. Es ist eine nach heutigen Maßstäben nur mittelgroße Anlage, die aber nach dem letzten Stand der Technik ausgestattet ist, um solche Beobachtungen machen zu können. Bei früheren Beobachtungen dieses Planeten-Transits musste man sich auf Weltraum-Teleskope verlassen.
Der Zentralstern 55 Cancri ist nur 40 Lichtjahre von uns entfernt und mit bloßen Auge zu sehen. Während des Transits des Planeten wird ein Bruchteil des Sternenlichts blockiert, und zwar das Licht des Sterns um 1/2000 (oder 0,05 %) für fast zwei Stunden schwächer. Dies deutet darauf hin, dass der Planet etwa doppelt so groß ist wie die Erde, bzw. dass er einen Durchmesser von etwa 25 600 km hat.
Hauptautor der Studie, Ernst de Mooij von der Queens University in Belfast, Großbritannien, sagte: „Unsere Beobachtungen zeigen, dass wir Transits von kleinen Planeten um sonnenähnliche Sterne auch mit bodengebundenen Teleskopen erkennen können“.
Er fährt fort: „Dies ist besonders wichtig, weil kommende Weltraummissionen wie TESS und PLATO viele kleine Planeten finden werden und wir im Anschluss an die Entdeckungen mit bodengestützten Instrumenten Folgebeobachtungen machen wollen.
TESS ist eine NASA-Mission, deren Start für das Jahr 2017 geplant ist, während PLATO, eine Mission der ESA, erst 2024 starten wird; sowohl TESS als auch PLATO werden mittels Transit nach terrestrischen Planeten um nahe gelegene helle Sterne suchen.
„Mit diesem Ergebnis sind wir nahe daran, auch den Nachweis von Atmosphären bei kleinen Planeten mit bodengebundenen Teleskopen zu erbringen“, sagte Co-Autor Mercedes Lopez-Morales vom Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CFA). „Langsam werden wir auch den Weg in Richtung der Detektion von Bio-Signaturen in erdähnlichen Planeten um nahe Sterne gehen.“
Der Planet 55 Cancri e ist etwa doppelt so groß und achtmal so schwer wie die Erde. Mit einer Umlaufperiode von 18 Stunden ist er der innerste von fünf Planeten in diesem System. Aufgrund seiner Nähe zum Mutterstern erreicht die „Tagseite“ des Planeten eine Temperatur von 1700°C, dies ist heiß genug um Metall zu schmelzen. Dies sind Bedingungen, die alles andere als lebensfreundlich sind.
Bisher waren Planeten-Transits von nur einer Super-Erde, GJ 1214b , die einen roten Zwergstern umkreist, mit bodengebundenen Teleskopen beobachtet worden. Luftunruhen machen solche Beobachtungen extrem schwierig, aber der Mannschaftserfolg mit 55 Cancri e erhöht die Chancen zur Charakterisierung von Dutzenden Super-Erden, die vermutlich in Zukunft entdeckt werden.
Zum Forscherteam gehören auch Raine Karjalainen und Marie Hrudkovà vom Isaac-Newton-Teleskop. Ihre Ergebnisse werden in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
→ Animation der Umlaufbahnen des Exoplanetensystems 55 Cancri
3. Dezember 2014/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
