Ein internationales Team von Astronomen hat zwei neue Planeten in Jupiter-Größe entdeckt, die entfernte Sterne umkreisen. Die Entdeckung wurde mit dem neuen SuperWASP-Programm gemacht, das nach Sternen sucht, die sich regelmäßig verdunkeln und aufhellen, wenn ein Planet vor ihnen vorbeizieht.
Ein Team britischer, französischer und schweizerischer Astronomen hat zwei neue Planeten in Jupiter-Größe um entfernte Sterne entdeckt. Sie gehören zu den heißesten Planeten, die bisher entdeckt wurden. Ihre Atmosphären werden langsam durch die sengende Strahlung ihrer Elternsterne in den Weltraum gepeitscht. Diese Planeten sind die ersten, die während des von Großbritannien geführten SuperWASP-Programms (Wide Angle Search for Planets) gefunden wurden.
Das Finden von Planeten, die vor ihren Elternsternen vorbeiziehen, ist so wichtig, um zu verstehen, wie sich Planeten bilden, dass die Europäische Weltraumorganisation in Kürze den 35-Millionen-Euro-COROT-Satelliten starten wird, um sie zu finden. Ein Team britischer, französischer und schweizerischer Astronomen ebnet jedoch bereits den Weg vom Boden. Heute wird die Entdeckung von zwei neuen Planeten in Jupiter-Größe um Sterne in den Sternbildern Andromeda und Delphinus angekündigt. Ihre Atmosphären werden langsam durch die sengende Strahlung ihrer Elternsterne in den Weltraum gepeitscht.
Diese Planeten sind die ersten, die während des in Großbritannien geführten SuperWASP-Programms (Wide Angle Search for Planets) gefunden wurden. Mit Weitwinkelkameraobjektiven, die von hochwertigen CCD-Kameras unterstützt werden, hat das SuperWASP-Team wiederholt mehrere Millionen Sterne über weite Teile des Himmels untersucht und nach winzigen Einbrüchen im Sternenlicht gesucht, die entstehen, wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht . Dies ist als Transit bekannt.
Die Bestätigung der neuen Funde erfolgte Anfang dieses Monats, als sich das Team mit den Schweizer und französischen Anwendern von SOPHIE zusammenschloss, einem leistungsstarken neuen französischen Instrument am Observatoire de Haute-Provence. SOPHIE konnte ein leichtes Wackeln in der Bewegung jedes Sterns feststellen, als die Planeten um sie herum kreisten. Zusammen bestätigten die beiden Arten der Beobachtung die Existenz und Natur der Planeten.
"Die Partnerschaft zwischen den beiden Instrumenten ist besonders stark - SuperWASP findet Kandidatenplaneten und bestimmt ihre Radien, und SOPHIE bestätigt ihre Natur und wiegt sie", sagte Dr. Don Pollacco (Queen's University Belfast), der SuperWASP-Projektwissenschaftler.
"Wir freuen uns sehr, dass SOPHIE in den ersten vier Betriebsnächten die ersten beiden neuen Planeten von SuperWASP entdeckt hat", sagte Professor Andrew Collier Cameron (Universität St. Andrews), der die internationale Folgekampagne leitete.
Ungefähr 200 Planeten um andere Sterne sind jetzt bekannt, aber fast alle wurden mit großen Teleskopen entdeckt, die mehrere zehn Millionen Pfund kosten. Dies erfordert ein mühsames Studium von jeweils einem Stern in der Hoffnung, Sterne mit Planeten um sich herum zu finden.
Im Gegensatz dazu betrachten die SuperWASP-Teleskope Hunderttausende von Sternen gleichzeitig, sodass alle mit Transitplanetenkandidaten auf einmal identifiziert werden können.
In nur etwa einem Dutzend der bekannten Systeme wurde beobachtet, dass ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht. Obwohl die Anzahl der bekannten „Transit-Exoplaneten“ immer noch sehr gering ist, sind sie der Schlüssel zur Bildung von Planetensystemen und zum Verständnis des Ursprungs unserer eigenen Erde. Sie sind die einzigen Planeten, deren Größe und Dichte zuverlässig bestimmt werden kann.
Die Sterne, um die die neuen Planeten kreisen, ähneln der Sonne. Einer ist etwas heißer, heller und größer, während der andere etwas kühler, schwächer und kleiner ist. Der größere Stern im Sternbild Andromeda ist über 1.000 Lichtjahre entfernt. Der kleinere Stern im Sternbild Delphinus ist nur etwa 500 Lichtjahre entfernt. Obwohl beide Sterne zu schwach sind, um mit bloßem Auge gesehen zu werden, sind sie mit einem kleinen Teleskop leicht zu erkennen.
Die Planeten selbst, bekannt als WASP-1b und WASP-2b, sind von einem Typ, der als "heiße Jupiter" bekannt ist. Sie sind beide riesige Gasplaneten wie Jupiter, der größte Planet in unserem Sonnensystem, aber sie sind ihren Elternsternen viel näher. Während Jupiter fast 800 Millionen km von der Sonne entfernt ist und sie alle 12 Jahre umkreist, ist WASP-1b nur 6 Millionen km von seinem Stern und alle 2,5 Tage umkreist, WASP-2b ist nur 4,5 Millionen km von seinem Stern entfernt und umkreist einmal alle 2 Tage.
Aufgrund der sehr engen Umlaufbahnen müssen diese Planeten in unserem Sonnensystem, das fast 60 Millionen km von der Sonne entfernt ist und eine Oberflächentemperatur von über 400 ° C hat, noch heißer sein als der Planet Merkur. Die Temperatur von WASP-1b wird auf über 1800 ° C geschätzt. Beide Planeten zeigen Anzeichen dafür, dass sie ihre Atmosphäre an den Weltraum verlieren.
Das SuperWASP-Team plant derzeit Nachbeobachtungen der beiden neuen Planetensysteme mit dem Hubble-Weltraumteleskop und dem Spitzer-Weltraumteleskop, um die Größen und Temperaturen der Planeten genauer zu messen und nach Hinweisen auf andere Planeten zu suchen in diesen Systemen. SuperWASP wird in den nächsten Jahren voraussichtlich Dutzende weiterer Transitplaneten finden.
Ein Papier mit detaillierten Angaben zu diesen Ergebnissen wurde der Zeitschrift Monthly Notices der Royal Astronomical Society vorgelegt.
HINTERGRUNDINFORMATION
Auf einer internationalen Konferenz heute im Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg wird ein Team von Astronomen aus Großbritannien, den Kanarischen Inseln, Frankreich und der Schweiz die Entdeckung von zwei neuen Planeten bekannt geben, die um andere Sterne kreisen. (Der Konferenzvortrag von Dr. Rachel Street ist für 11:50 Uhr Ortszeit geplant.) Die beiden Planeten WASP-1b und WASP-2b wurden mit Hilfe des weltweit größten Vermessungsteleskops für die Planetenjagd, SuperWASP, auf der Insel La Palma identifiziert. Die planetarische Natur der Entdeckungen wurde mit einem neuen Instrument namens SOPHIE am Observatoire de Haute-Provence festgestellt. Diese beiden Teleskope haben gerade ihre gemeinsame Operation aufgenommen und die beiden neuen Planeten in ihrer jeweiligen ersten Beobachtungssaison gefunden.
Während kein Teleskop tatsächlich Planeten um andere Sterne direkt sehen konnte, kann der Durchgang oder Transit des Planeten über das Gesicht des Sterns etwa 1% des Lichts des Elternsterns blockieren, sodass der Stern für einige Stunden etwas schwächer wird. In unserem eigenen Sonnensystem trat ein ähnliches Phänomen am 8. Juni 2004 auf, als die Venus über die Sonnenscheibe wanderte.
Die SuperWASP-Teleskope nehmen wiederholt Bilder von Hunderttausenden von Sternen in einem Schnappschuss auf und zeichnen auf, wie sich die Helligkeit jedes Sterns mit der Zeit ändert. Durch Durchsuchen der Daten nach Sternen, die „zwinkern“, werden Kandidaten für die Planeten identifiziert. Diese Kandidatensterne werden dann einzeln beobachtet, um die Planetendetektion mit dem berühmten Teleskop am Observatoire de Haute-Provence zu bestätigen, wo 1995 die erste historische Exoplanetenentdeckung von den Teammitgliedern Michel Mayor und Didier Queloz gemacht wurde.
DIE SUPERWASP PLANETARY TRANSIT TELESCOPES
Das SuperWASP-Projekt (Weitwinkelsuche nach Planeten) betreibt zwei Kamerasysteme - eines in La Palma auf den Kanarischen Inseln und eines am Sutherland Observatory in Südafrika. Diese Teleskope haben ein neuartiges optisches Design, das acht wissenschaftliche Kameras umfasst, die im Betrieb jeweils einer Haushaltsdigitalkamera ähneln und gemeinsam an einer herkömmlichen Teleskophalterung angebracht sind. SuperWASP hat ein etwa 2000-mal größeres Sichtfeld als ein herkömmliches astronomisches Teleskop. Die Instrumente laufen unter Robotersteuerung und sind in einem eigenen Gebäude untergebracht.
Die acht einzelnen Kameras auf jeder Halterung sind für Teleskopstandards klein - die Objektive haben nur einen Durchmesser von 11 cm -, aber in Verbindung mit hochmodernen Detektoren und einer ausgeklügelten, automatisierten Datenanalyse-Pipeline können sie Bilder der mehrmals pro Nacht den ganzen Himmel und mehrere hunderttausend Sterne in einem einzigen Schnappschuss.
Die Beobachtung einer Nacht mit SuperWASP generiert eine große Datenmenge von bis zu 60 GB - ungefähr so groß wie eine typische moderne Computerfestplatte (oder 100 CD-ROMs). Diese Daten werden dann mit hochentwickelter Software verarbeitet und in einer Datenbank der University of Leicester gespeichert.
Indem die Astronomen wiederholt dieselben Himmelsflecken mit den SuperWASP-Teleskopen immer wieder beobachten und die Helligkeit aller erkannten Sterne genau messen, erstellen sie „Lichtkurven“ aller Objekte, um zu überwachen, wie sich ihre Helligkeit mit der Zeit ändert.
Bei Sternen mit Planeten in der Umlaufbahn um sie herum, bei denen die Umlaufbahnen fast direkt am Rand zu sehen sind, kommt es zu Helligkeitseinbrüchen (ca. 1%), wenn der Planet vor dem Stern vorbeizieht. Tatsächlich zwinkern die Sterne, um uns mitzuteilen, dass sie Planeten haben. Die Dauer und Tiefe des Eintauchens in die Lichtkurve ermöglichen die Messung des Radius des Planeten.
Die Daten, aus denen die beiden WASP-Planeten entdeckt wurden, wurden 2004 erhalten, als das nördliche SuperWASP-Teleskop mit nur fünf Kameras betrieben wurde. Sowohl SuperWASP Nord als auch Süd arbeiten jetzt robotergesteuert mit jeweils acht Kameras. Der erste Transport von entdeckten Planeten verspricht noch größere Fänge, die unser Verständnis dieser bizarren Planeten auf eine sichere statistische Grundlage stellen werden.
DIE SOPHIE-SPEKTROGRAFIE
Nachdem Sterne mit Exoplanetenkandidaten entdeckt wurden, die sie umkreisen, werden die Entdeckungen mit einem neuen Instrument - dem SOPHIE-Spektrographen - am Observatoire de Haute-Provence bestätigt. Die hier gemeldeten Beobachtungen wurden während des Betriebs dieses neuen Instruments in der ersten Woche erhalten.
Während Planeten um ihre Wirtssterne kreisen, wird der Stern selbst durch die Anziehungskraft des Planeten in einer kleinen Umlaufbahn herumgeschleppt. Dieses winzige Wackeln wird mithilfe des Doppler-Effekts erkannt. Das Spektrum des Sterns enthält viele Absorptionslinien, die in der Atmosphäre des Sterns erzeugt werden. Diese Spektrallinien treten bei charakteristischen, genau bekannten Wellenlängen auf. Wenn sich der Stern jedoch unter dem Einfluss des umlaufenden Planeten bewegt, verschieben sich die Spektrallinien in der Wellenlänge um winzige Beträge vor und zurück.
Mit dem SOPHIE-Spektrographen können diese winzigen Wellenlängenverschiebungen sehr genau gemessen werden. Bei den beiden hier entdeckten Planeten betragen die gemessenen Doppler-Verschiebungen eine Wellenlänge von weniger als 0,0003 Nanometern, was einer Geschwindigkeit von weniger als 200 Metern pro Sekunde entspricht.
Ähnliche Transite wie die von SuperWASP beobachteten könnten auch von Sternen mit geringer Masse erzeugt werden. Daher ist es wichtig, die Doppler-Verschiebung zu messen, um das Transitobjekt zu „wiegen“ und zwischen den beiden Möglichkeiten zu unterscheiden. Die Analyse der Doppler-Verschiebung ermöglicht es, die planetarische Natur des Transitbegleiters zu sichern und seine wahre Masse zu bestimmen. In Kombination mit der Radiusbestimmung liefert es die Dichte des Planeten, die für die Untersuchung der inneren Struktur von Exoplaneten von entscheidender Bedeutung ist.
Originalquelle: RAS-Pressemitteilung
