Entdeckung eines jupiter-ähnlichen Planeten

von Bensheim, Juni 2002, Hans Zekl

Nach 15 Jahren beobachten und mit viel Geduld, hat ein Forscherteam endlich ein Planetensystem gefunden, daß gewisse Ähnlichkeiten mit unserem eigenen aufweist.

Dr. Geoffrey Marcy, Professor für Astronomie an der Universität Kalifornien in Berkeley und der Astronom Dr. Paul Butler von der Carnegie Institution of Washington, Washington, D.C., gaben die Entdeckung eines Jupiter-ähnlichen Planeten bekannt, der einen sonnenähnlichen Stern in fast dem selben Abstand umkreist, wie das Jupiter-System unsere Sonne (siehe auch den Artikel "Wir sind noch weit von der zweiten Erde entfernt" sowie das Interview mit Michel Mayor).

"Bis jetzt hatten alle anderen entdeckten extrasolaren Planeten Bahnen, die sich näher an ihrem Zentralstern befinden und die meisten haben, längliche, exzentrische Umlaufbahnen. Dieser neue Planet umrundet seinen Stern genauso weit wie Jupiter um die Sonne läuft," erklärte Marcy.

Planeten um andere Sterne kann man bislang nicht direkt sehen. Statt dessen sucht man im Spektrum eines Sterns nach periodischen Verschiebungen der Spektrallinien, die dadurch entstehen, daß ein Stern under dem Einfluß der Schwerkraft eines Planeten etwas hin und her wackelt. Dabei bewegt er sich einmal auf die Erde zu und dann wieder von ihr weg. Durch den Doppler-Effekt verschiebt sich die Frequenz einer Welle leicht. Der Effekt ist umso stärker, je größer die Masse eines Planeten ist und je näher er dem Zentralstern steht. Bislang gelang es aber wegen der geringen Größe des Effekts - Geschwindigkeiten kleiner 100m/Sek - nur massereiche Planeten in geringen Abständen von Sternen aufzuspüren. Dagegen war es nicht möglich, Planeten wie Jupiter zu erkennen.

Es war schon länger bekannnt, daß der Stern, 55 Cancri im Sternbild Krebs, einen Planeten besitzt. Diese Entdeckung wurde von Butler und Marcy im Jahr 1996 bekannt gegeben. Dieser Planet ist ein Gasriese und mit etwas kleinerer Masse als Jupiter und eilt in nur 14,6 Tagen um den Stern. Sein Abstand beträgt nur ein zehntel, 15 Millionen km, der Entfernung der Erde von der Sonne.

Im Gegensatz dazu läuft der neu entdeckte Planet in 5.5 astronomischen Einheiten (AE) um 55 Cancri, wobei eine AE die Entfernung der Erde von der Sonne bedeutet, 149,6 Millionen km. Im Vergleich dazu umrundet Jupiter die Sonne in einem Abstand von 5,2 AE, etwa 824 Millionen km um die Sonne. Auf seiner leicht längliche Bahn braucht der neue Planet etwa 13 Jahre für einen Umlauf, Jupiter umrundet die Sonne in 11,86 Jahren. Seine Masse beträgt etwa das 3,5 bis 5-fache der des Jupiters.

"Momentan haben wir noch kein exaktes Gegenstück zu unserem Sonnensystem gefunden, das eine kreisförmige Bahn und eine Masse näher an Jupiter hat. Aber diese Entdeckung zeigt, daß wir dem Ziel näher kommen. Wir finden nun Planeten, die von ihrem Zentralstern mehr als 4 AE entfernt sind," sagte Butler. "Ich denke, wir werden noch mehr unter den 1200 Sternen finden, die wir beobachten."

Das Team stellte seine Daten Dr. Greg Laughlin, Assistenz-Professor für Astronomy und Astrophysk an der University of California in Santa Cruz zur Verfügung. Seine dynamischen Berechnungen zeigen, daß zwischen den beiden Gasriesen ein erdähnlicher Planet auf einer stabilen Bahn existieren kann. Allerdings bleibt die Existenz eines solchen Planeten um 55 Cancri für die überschaubare Zukunft reine Spekulation.

"Durch die Existenz von Planetensystemen ähnlich unserem eigenen werden Forschungsprogramme zum Nachweis erdgroßer Planeten immer dringlicher - zu allererst die Space Interferometry Mission (Weltraum-Interferometer) und dann der Terrestrial Planet Finder (Sucher für erdähnliche Planeten)," sagt Dr. Charles Beichman, Leiter des NASA Origins Programms am Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.

"Dieses Planetensystem ist der beste Kandidat für direkte Bilder, wenn der Terrestrial Planet Finder später in diesem Jahrzehnt gestartet wird," meint Astronomin Dr. Debra A. Fischer von der Universität Kalifornien in Berkley.

Marcy, Butler, Fischer und ihr Team gaben außerdem die Entdeckung von insgesamt 13 neuen Planeten bekannt, darunter den kleinsten, der jemals entdeckt wurde: ein Planet, der den Sterm HD49674 im Sternbild Auriga (Fuhrmann) in einem Abstand von 0.05 AU umrundet, ein zwanzigstel der Entfernung der Erde von der Sonne. Seine Masse beträgt etwa 15% der Jupitermasse oder 40 Erdmassen. Damit steigt die Zahl der Planeten außerhalb unseres Sonnensystems auf mehr als 90.

Die Entdeckung eines 2. Planeten um 55 Cancri stellt den Höhepunkt einer 15jährigen Beobachtungsreihe mit dem 3m Teleskop am Lick Observatorium dar, daß der Universität Kalifornien gehört und von ihr betrieben wird. Zum Team gehören auch Dr. Steve Vogt von der Universität Kalifornien in Santa Cruz, Dr. Greg Henry von der Tennessee State University in Nashville and Dr. Dimitri Pourbaix vom Institut d'Astronomie et d'Astrophysique der Université Libre de Bruxelles an.

Der Stern 55 Cancri ist 41 Lichtjahre vom der Erde entfernt und ist etwa 5 Milliarden Jahre alt. Weitere Beobachten sind notwendig, um zu entscheiden, ob ein weiterer Planet vorhanden ist, weil die beiden bekannten Planeten die Wackelbewegung des Stern alleine nicht erklären können. Möglicherweise läuft ein weiterer Planet mit der Masse des Saturn in 0,24 AE um den Stern.