Geboren aus Staub und Gas
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) haben einen Planeten entdeckt, der TW Hydrae umkreist, einen jungen Stern, der noch von einer zirkumstellaren Scheibe umgeben ist. Der Planet, der nach seinem Mutterstern TW Hydrae b genannt wird, ist der jüngste den Wissenschaftlern derzeit bekannte Planet. "Mit der Entdeckung des ersten Planeten, der einen sonnenähnlichen Stern umkreist, hat unser Verständnis der Planetenbildung eine Renaissance erlebt", erklären die Astronomen in einem Artikel in der aktuellen Ausgabe von Nature. Die Entdeckung ist besonders bedeutend, da sie zeigt, dass sich Planeten in weniger als zehn Millionen Jahren nach der Bildung des Zentralsterns bilden können. Der Planet wurde mithilfe der Technik der Radialgeschwindigkeit (RV, radial velocity) aufgespürt. Bisher wurde mit dieser Technik noch kein Planet im Orbit eines Sterns entdeckt, dessen Alter weniger als 100 Millionen Jahre beträgt. Von TW Hydrae allerdings weiß man, dass er nicht älter als acht bis zehn Millionen Jahre ist. Darüber hinaus konnten die Forscher des Max-Planck-Instituts erstmals die Entwicklung der zirkumstellaren Scheibe mit dem Prozess der Planetenbildung in Verbindung bringen, sagt Thomas Henning vom MPIA. Die RV-Methode reagiert sehr empfindlich auf Gasriesen auf kurzen Umlaufbahnen wie bei TW Hydrae b, der die zehnfache Masse des Jupiter hat, des größten Planeten in unserem Sonnensystem, und seinen Zentralstern in nur 3,56 Tagen umkreist. In der Nähe eines hellen Sterns sehen Planeten wie Leuchtkäfer nahe einem Flutlicht aus. Insofern ist wenig bekannt über den Zeitrahmen der Planetenbildung, da sie nur indirekt beobachtet werden kann. Bei der Umkreisung ihres Muttersterns zerren Planeten mit ihrer Gravitation an diesem. Daher scheint sich der Stern manchmal leicht zur Erde hin zu bewegen, während er sich in anderen Momenten scheinbar wegbewegt. Im ersten Fall werden seine Lichtwellen zu höheren Frequenzen gestaucht, was zu einer Blauverschiebung führt. Beim zweiten Fall handelt es sich um eine Dehnung zu niedrigeren Frequenzen, also um eine Rotverschiebung. Beide durch den Dopplereffekt hervorgerufene Verschiebungen verraten die Existenz eines Planeten und erlauben die untere Grenze seiner Masse zu bestimmen. "Als wir die Variation der Radialgeschwindigkeit von TW Hydrae beobachteten, fanden wir periodische Veränderungen, die auf die Gegenwart eines planetaren Begleiters hindeuten und nicht von Sternflecken herrühren können", erinnert sich Johny Setiawan vom MPIA. Veränderungen der Radialgeschwindigkeit durch Sternflecken treten unregelmäßig und in kürzeren Abständen auf. Während "die RV-Methode weiterhin die erfolgreichste Technik zur Entdeckung von Exoplaneten bleibt," werden derzeit andere Methoden vom MPIA und anderen entwickelt: direktes Abbilden, Messung der scheinbaren Bewegung des Sterns am Himmel (Astrometrie), Messung der Helligkeitsveränderung des Sterns, wenn der Planet vor seinem Zentralstern vorbeizieht (Transit-Photometrie).
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