Pressemitteilung vom 16. Dezember 2015

Thüringer Landessternwarte setzt neues Instrument für die Suche von Exoplaneten ein

Das Instrument CARMENES, an dessen Bau die Thüringer Landessternwarte maßgeblich beteiligt war, ist am Deutsch-Spanisches Zentrum für Astronomie in Calar Alto , Spanien, in Betrieb gegangen. Astronomen wollen mit dem Spektrografen erdähnliche Planeten finden, die um rote Zwergsterne kreisen.



Tautenburg, 16. Dezember 2015 - Die Thüringer Landessternwarte hat die Kalibrationseinheiten für den neuen Spektrografen CARMENES gebaut. Damit kann sie künftig auch mit dem 3,5-Meter-Teleskop im südspanischen Calar Alto im sichtbaren und im infraroten Wellenlängenbereich erdähnlichen Planeten erforschen.

Die Suche nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems ist eines der spannendsten Gebiete in der astronomischen Forschung. Bisher ist es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern weltweit gelungen, über 2.000 Exoplaneten zu entdecken. Diese Planeten um andere Sterne als unsere Sonne weisen große Unterschiede auf: Zuerst haben Astronomen vor allem große Gasplaneten entdeckt. Je besser die Instrumente und Nachweis-Methoden wurden, desto mehr kleinere Planeten fanden sie. Das große Ziel der Forscherinnen und Forscher ist, erdähnliche Exoplaneten aufzuspüren. Erdähnlich heißt: Gesucht wird ein Gesteinsplanet mit fester Oberfläche, der in seiner Größe und mit seiner Atmosphäre der Erde gleicht. Das wären die theoretischen Voraussetzungen, damit auf diesem Planeten Leben in irgendeiner Form möglich wäre.

Die Schwiergkeit bei der Suche ist, dass die erdähnliche Planeten nicht direkt abgebildet werden können, weil der Stern so viel heller ist und seine Begleiter überstrahlt. Deshalb muss der Planet auf indirektem Weg nachgewiesen werden. Dies geschieht mit Hilfe des Doppler-Effekts. Hier kommt der neue Spektrograf CARMENES ins Spiel. Ein Spektrograf zerlegt das Licht verschiedener Wellenlängen in ein Spektrum - genauso wie bei einem Regenbogen. Anhand der Linienverschiebung innerhalb dieses Spektrums, verursacht durch den Doppler-Effekt, kann die Bewegung des Sterns und seines Planeten gemessen werden. Denn beide "tanzen" um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Der Stern ist jedoch um ein Vielfaches größer und schwerer als der Planet, deswegen ist seine Bewegung nur sehr gering. Sie beträgt nur einige Meter pro Sekunde. Das Instrument muss also sehr genau arbeiten, um von der Erde aus diese kleine Verschiebung noch wahrnehmen zu können.

Mit einem hochauflösenden Spektrografen kann diese Linienverschiebung gemessen und daraus abgeleitet werden, ob der Stern einen oder mehrere Planeten hat. Das Besondere und Neue an CARMENES ist, dass es das Licht des Sterns nicht nur im sichtbaren sondern auch im infraroten Wellenlängenbereich in ein Spektrum zerlegt. Der Nachweis, ob ein Stern tatsächlich einen Begleiter hat, kann in zwei verschiedenen Spektren erfolgen und wird genauer.

"Um Planeten um rote Zwergsterne, sogenannte M Dwarfs, zu entdecken, ist ein Infrarot-Spektrum Voraussetzung. Denn im sichtbaren Licht leuchten diese kühlen Sterne nur sehr schwach, im Infraroten hingegen sind sie sehr hell", erklärt Dr. Eike Guenther, der an der Thüringer Landessternwarte für das CARMENES-Projekt verantwortlich ist. Rote Zwergsterne haben nur eine geringe Masse, so dass schon ein kleiner Planet den Stern hin- und herbewegt, führt der Astronom aus.

Der Spektrograf CARMENES ist jetzt nach fünf Jahren Vorbereitung in Betrieb gegangen. An der Entwicklung und am Bau waren elf deutsche und spanische Forschungsinstitute beteiligt, darunter die Thüringer Landessternwarte in Tautenburg. Sie hat die Kalibrationseinheiten entwickelt, ohne die der Spektrograf nicht arbeiten könnte. Die Kalibrationseinheiten dienen dazu, den Bezugspunkt für das Spektrum bereitzustellen. Die 16 Lampen der Einheiten produzieren Licht in verschiedenen bekannten Wellenlängen. Werden diese im beobachteten Sternspektrum wiedererkannt, wissen die Forscher, um welche Wellenlänge es sich handelt. "Die Beteiligung an diesem internationalen Forschungsprojekt verschafft unseren Wissenschaftlern einen Vorsprung bei der Entdeckung von erdähnlichen Planeten", sagt Professor Artie Hatzes, Direktor der Thüringer Landessternwarte: "Die Kombination von zwei Spektren ist innovativ und wir freuen uns, dass unser Institut so einen wichtigen Beitrag dazu geleistet hat."

Ab 2016 werden an der Sternwarte in Calar Alto mindestens 600 Nächte Beobachtungszeit am 3,5-Meter-Teleskop für die Suche nach extrasolaren Planeten mit dem Spektrografen CARMENES fest eingeplant. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhoffen sich davon, in den kommenden Jahren dutzende Planeten in der lebensfreundlichen Zone um rote Zwergsterne zu finden.





Abb.1: Kuppel des 3.5m Teleskops an der Calar Alto Sternwarte im Süden Spaniens.






Abb.2: Das 3.5m Teleskops an der Calar Alto Sternwarte im Süden Spaniens an dem jetzt der CARMENES Spektrograf angebraucht wurde.






Abb.3: Die Kalibrationseinheiten für den Spektrografen CARMENES, die an der Thüringer Landessternwarte entwickelt und gebaut wurde. Der Spektrograf ist nun an der Sternwarte im spanischen Calar Alto in Betrieb gegangen


Wir beantworten gerne weitere Fragen

Eike W. Guenther
Thüringer Landessternwarte
Sternwarte 5
07778 Tautenburg
Tel.: 036427-86355

Weitere Informationen:

Deutsch-Spanisches Zentrum für Astronomie in Calar Alto

CARMENES Webseite

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