Europäische Wissenschaftler nehmen Exoplaneten ins Visier
Licht, das von Planeten reflektiert wird, ist polarisiert. Diese grundlegende Eigenschaft hat es Wissenschaftlern ermöglicht, Exoplaneten (also extrasolare Planeten) zu beobachten, die sich außerhalb unseres eigenen Sonnensystems befinden. Zum ersten Mal überhaupt ist es einer Gruppe europäischer Astronomen gelungen, sichtbares Licht zu erfassen und zu beobachten, das in der Atmosphäre eines Exoplaneten gestreut wird. Die Forscher nutzten eine ähnliche Technik wie bei Polaroid-Sonnenbrillen zur Filterung von reflektiertem Sonnenlicht, um Blendung zu vermeiden. Das Team extrahierte polarisiertes Licht, um den schwach reflektierten "Glanz" des Sternenlichts eines Exoplaneten zu verstärken und die Ausdehnung seiner Atmosphäre zu messen. Es konnte auch direkt seine Umlaufbahn verfolgen, eine Leistung der Visualisierung, die mit indirekten Methoden nicht möglich gewesen wäre. Der beobachtete Exoplanet umkreist den Zwergstern HD189733 im mehr als 60 Lichtjahre von der Erde entfernten Sternbild Fuchs. Der Exoplanet wurde vor zwei Jahren mithilfe der Doppler-Spektroskopie-Methode entdeckt und ist unter der Bezeichnung HD189733b bekannt. Da er sich extrem nahe um den Mutterstern bewegt, dehnt sich seine Atmosphäre wegen der enormen Hitze aus. Bisher haben Wissenschaftler noch nie das von einem Exoplaneten reflektierte Licht beobachten können, obwohl sie aus anderen Beobachtungen berechnet hatten, dass HD189733b einem "heißen" Jupiter ähneln würde. Anderes als Jupiter umkreist HD189733b seinen Stern allerdings alle zwei Tage - der Jupiter benötigt für eine Umkreisung der Sonne 12 Jahre. Projektleiterin Svetlana Berdyugina von der ETH Zürich (der schweizerischen Eidgenössischen Technischen Hochschule) sagt: "Die polarimetrische Entdeckung reflektierten Lichts von Exoplaneten eröffnet neue, weitreichende Möglichkeiten zur Erforschung der physikalischen Eigenschaften ihrer Atmosphären. Außerdem können wir mehr über die Radien und Massen und dadurch die Dichten der Planeten lernen, auch im Fall von anderen Exoplaneten ohne Transits." Zur Forschungsgruppe gehörten das Institut für Astronomie der ETH Zürich sowie das Tuorla Observatorium, Finnland. Sie nutzte das 60-Zentimeter-KVA-Teleskop der Königlichen Schwedischen Akademie auf La Palma, Spanien. Das Teleskop wurde von Wissenschaftler in Finnland vorher modernisiert, um polarimetrische Messungen des Sterns und seines Planeten durchzuführen. Die Wissenschaftler haben entdeckt, dass die Polarisation ein Maximum erreicht, wenn der Planet von der Erde aus gesehen etwa halb beleuchtet wird. Dies kommt - analog zu Halbmondphasen - zweimal pro Orbit vor. Aus der gemessenen Polarisation ergibt sich, dass die Atmosphäre um rund 30% größer ist als der undurchsichtige Bestandteil des Planeten, der während des Transits beobachtet wurde. Man nimmt an, dass sie aus weniger als einem halben Mikrometer großen Teilchen, wie zum Beispiel aus Atomen, Molekülen, kleinen Staubteilchen oder vielleicht aus Wassermolekülen, besteht. Diese Teilchen streuen blaues Licht auf dieselbe Weise, wie der blaue Himmel der Erdatmosphäre entsteht. Auch waren die Wissenschaftler zum ersten Mal in der Lage, die Ausrichtung der Umlaufbahn des Planeten und seine Bewegung am Himmel zu bestimmen.