Astronominnen und Astronomen erkunden, wie unser Sonnensystem entstanden ist und warum sich nur auf einem Planeten, nämlich der Erde, Leben entwickelt hat. Gibt es erdähnlichen Planeten auch um andere Sterne? Und was können wir von anderen Planeten über die künftige Entwicklung der Erde lernen?
Instrumente und Methoden für die Erforschung von extrasolaren Planeten
Forschende an der TLS verwenden für die Suche nach extrasolaren Planeten das 2-Meter-Alfred-Jensch-Teleskop in Tautenburg und viele andere Instrumente an internationalen Sternwarten. Zum Beispiel
• den HARPS-Spektrographen am 3,6-Meter-Teleskop der ESO (Europäische Südsternwarte) in La Silla, Chile,
• den CRIRES+ Spektrographen am 8,2-Meter-Teleskop (VLT, Very Large Telescope) der der ESO (Europäische Südsternwarte) in Paranal, Chile,
• den TULL-Spektrographen am 2,7-Meter Teleskop des McDonald Observatory in Texas, USA,
• Beobachtungsdaten von Satelliten-Teleskopen wie CoRoT, Kepler, K2, Tess und künftig auch von PLATO, einem geplanten Satelliten-Teleskop der ESA (European Space Agency).
• Künftig auch PLATOSpec, ein Spektrograph, der im Lauf des Jahres 2024 an ein 1,52-Meter-Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) in La Silla, Chile, montiert wird.
Wie können extrasolare Planeten entdeckt werden?
Bislang wurden mehr als 5.000 Planeten um andere Sterne als die Sonne entdeckt. Zwei Methoden werden dafür verwendet: die Doppler- und die Transit-Methode.
Ob ein Stern einen Planeten als Begleiter hat, wird indirekt über das Licht des Sterns nachgewiesen. Die Doppler-Methode misst die Hin- und Herbewegung des Sterns, ausgelöst durch den ihn umkreisenden Planeten. Dazu analysieren die Forschenden die Wellenlängen des Sternlichts. Sie verändern sich durch den Planeten. Mit hochauflösenden Spektrographen werden die Spektrallinien des Sterns analysiert und gemessen, ob diese sich verschieben. Mit dieser Doppler-Methode kann die Masse eines Exoplaneten hergeleitet werden.
Bei der Transit-Methode messen die Forschenden die abnehmende Helligkeit des Sternlichts, wenn ein Planet vor ihm vorbeizieht. Ein Transit findet statt, wenn sich ein Planet zwischen seinem Stern und uns bewegt. Jedes Mal, wenn sich der Planet vor seinen Stern schiebt, blockiert er einen kleinen Teil des Lichts des Sterns. Die Transitmethode misst diese Helligkeitsänderung, woraus sich die Umlaufzeit, der Radius und andere Parameter des Planeten ergeben.
Aus beiden Methoden können die Forschenden viel über die Planeten erfahren: Radius, Masse, Umlaufzeit, Dichte. So können sie bestimmen, welche Art von Planet es ist: Ist es ein Gesteinsplanet oder ein Gasriese?
Forschungs-Highlights
Diese wichtigen Entdeckungen haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Thüringer Landessternwarte in den vergangenen Jahren gemacht:
- 11 extrasolare Planeten mit dem 2-Meter-Alfred-Jensch-Teleskop bestätigt
- rund 60 extrasolare Planeten in Zusammenarbeit mit anderen Forschern entdeckt und bestätigt