Reflektiertes Licht verrät unsichtbare Planeten

Meldung vom 28.12.2007 - Planeten außerhalb unseres Sonnensystems können wegen ihrer großen Entfernung auch mit dem besten Teleskop optisch nicht von ihren Muttersternen separiert werden. Ein internationales Forscherteam hat nun eine neue Methode gefunden, um extrasolare Planeten auch im Verborgenen aufzuspüren.

Bislang war die Bestimmung so genannter Exoplaneten meist nur auf indirektem Wege möglich: Dabei untersucht man das Licht eines Sterns, erkennt, dass sich dieser minimal bewegt und schlussfolgert daraus, dass in der Nähe ein Planet mit einer entsprechenden Anziehungskraft vorhanden sein muss. Das Verfahren wird als so genannte Doppler-Spektroskopie-Methode bezeichnet.

Doch Astronomen um Prof. Svetlana Berdyugina von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich ist es erstmals gelungen, das sichtbare gestreute Licht eines Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu beobachten. Die Forscher machten sich dabei die Polarisation von reflektiertem Licht zu Nutze.

Ähnlich wie eine Polaroid-Sonnenbrille grelles, reflektiertes Sonnenlicht herausfiltert, haben die Forscher durch die Messung von polarisiertem Licht das schwache, vom Exoplaneten reflektierte Licht aus dem viel helleren Sternlicht extrahiert. Dadurch konnten die Wissenschaftler nicht nur die Größe des Exoplaneten und dessen Atmosphäre bestimmen, sondern auch die planetare Umlaufbahn beschreiben. Das Forschungsteam benutzte dabei das ferngesteuerte 60cm Teleskop auf La Palma in Spanien.

Der untersuchte Exoplanet befindet sich im Sternbild Fuchs und ist etwa 60 Lichtjahre von der Erde entfernt. Er umkreist den Zwergstern HD189733 so, dass er - von der Erde aus gesehen - bei jedem Umlauf vor dem Stern durchzieht. Der Exoplanet, der aufgrund seiner Nähe zum Mutterstern den Namen HD189733b trägt, wurde bereits vor zwei Jahren entdeckt. Man wusste bereits aus anderen Beobachtungen, dass es sich bei HD189733b um einen "heißen Jupiter" handelt, d.h. um einen Gasplaneten, der sich extrem nahe um den Mutterstern bewegt, wodurch sich seine Atmosphäre aufgrund der großen Hitze ausdehnt. Anders als der Planet Jupiter, welcher die Sonne in zwölf Jahre einmal umkreist, umrundet der Planet HD189733b seinen Mutterstern in etwas mehr als zwei Tagen.

Aus der gemessenen Polarisation ergibt sich, dass die Atmosphäre deutlich größer ist als der undurchsichtige Bestandteil des Planeten, der während den Transits beobachtete wurde. Wahrscheinlich besteht sie aus weniger als einem halben Mikrometer großen Teilchen, wie zum Beispiel aus Atomen, Molekülen, vielleicht teilweise auch Wassermolekülen, oder kleinen Staubteilchen.

"Die polarimetrische Entdeckung reflektieren Lichts von Exoplaneten eröffnet neue, weitreichende Möglichkeiten zur Erforschung der physikalischen Eigenschaften ihrer Atmosphären", sagt Berdyugina. "Außerdem können wir mehr über die Radien und Massen und dadurch die Dichten der Planeten lernen, auch im Fall von anderen Exoplaneten."

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