Das Hubble-Weltraumteleskop hat 16 Sterne identifiziert, die extrasolare Planeten haben könnten. Die Entdeckung wurde mit der Transitmethode gemacht, bei der Planeten ihre Elternsterne leicht dimmen, wenn sie vor ihnen vorbeiziehen. Weitere Beobachtungen sind erforderlich, um die Masse der Transitplaneten tatsächlich zu berechnen.
Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA hat 16 extrasolare Planetenkandidaten entdeckt, die eine Vielzahl entfernter Sterne in der zentralen Region unserer Milchstraße umkreisen.
Der Planet Bonanza wurde während einer Hubble-Umfrage entdeckt, die als Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search (SWEEPS) bezeichnet wird. Hubble sah weiter aus als jemals zuvor erfolgreich nach extrasolaren Planeten gesucht wurde. Hubble spähte auf 180.000 Sterne in der überfüllten zentralen Ausbuchtung unserer 26.000 Lichtjahre entfernten Galaxie. Das ist ein Viertel des Durchmessers der Spiralscheibe der Milchstraße. Die Ergebnisse werden in der Ausgabe vom 5. Oktober der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Diese Zahl stimmt mit der Anzahl der Planeten überein, die bei einer derart entfernten Untersuchung voraussichtlich aufgedeckt werden, basierend auf früheren Exoplaneten-Erkennungen in unserer lokalen Sonnenumgebung. Hubbles enge Sicht bedeckte einen Himmelsstreifen, der nicht größer als zwei Prozent der Fläche des Vollmonds war. Bei der Extrapolation auf die gesamte Galaxie liefern Hubbles Daten starke Beweise für die Existenz von ungefähr 6 Milliarden Jupiter-großen Planeten in der Milchstraße.
Fünf der neu entdeckten Planeten stellen einen neuen extremen Planetentyp dar, der bei keiner Suche in der Nähe gefunden wurde. Diese als Ultra-Short-Period-Planeten (USPPs) bezeichneten Welten wirbeln in weniger als einem Tag auf der Erde um ihre Sterne.
"Die Entdeckung der sehr kurzfristigen Planeten war eine große Überraschung", sagte Teamleiter Kailash Sahu vom Space Telescope Science Institute in Baltimore. "Unsere Entdeckung liefert auch sehr starke Beweise dafür, dass Planeten in anderen Teilen der Galaxie genauso häufig vorkommen wie in unserer solaren Nachbarschaft."
Hubble konnte die 16 neu gefundenen Planetenkandidaten nicht direkt anzeigen. Astronomen verwendeten Hubbles Advanced Camera for Surveys, um nach Planeten zu suchen, indem sie die leichte Verdunkelung eines Sterns aufgrund des Durchgangs eines Planeten vor ihm maßen, ein Ereignis, das als Transit bezeichnet wird. Der Planet müsste ungefähr so groß wie Jupiter sein, um genug Sternenlicht zu blockieren, ungefähr ein bis zehn Prozent, um von Hubble messbar zu sein.
Die Planeten werden als „Kandidaten“ bezeichnet, da Astronomen aufgrund der Entfernung und Schwäche dieser Systeme nur für zwei von ihnen Massenmessungen erhalten konnten. Nach einer umfassenden Analyse schloss das Team alternative Erklärungen aus, wie beispielsweise einen grasenden Transit eines Sternbegleiters, der die vorhergesagte Signatur eines wahren Planeten nachahmen könnte. Der Befund könnte die Anzahl der Planeten, die bisher mit der Transit-Technik ausspioniert wurden, mehr als verdoppeln.
Es besteht die Tendenz, dass sich die Planetenkandidaten um Sterne drehen, die häufiger in Elementen enthalten sind, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind, wie z. B. Kohlenstoff. Dies unterstützt Theorien, dass Sterne, die reich an schweren Elementen sind, die notwendigen Zutaten haben, um Planeten zu bilden.
Der Planetenkandidat mit der kürzesten Umlaufzeit, SWEEPS-10, schwingt in 10 Stunden um seinen Stern. Der Planet befindet sich nur 740.000 Meilen von seinem Stern entfernt und gehört zu den heißesten, die jemals entdeckt wurden. Es hat eine geschätzte Temperatur von ca. 3.000 Grad Fahrenheit.
"Dieser sternumarmende Planet muss mindestens das 1,6-fache der Masse des Jupiter haben, sonst würde der Gravitationsmuskel des Sterns ihn auseinander ziehen", sagte Mario Livio, Mitglied des SWEEPS-Teams. "Die niedrige Temperatur des Sterns ermöglicht es dem Planeten, so nahe am Stern zu überleben."
"Ultrakurzperiodenplaneten scheinen bevorzugt um normale rote Zwergsterne aufzutreten, die kleiner und kühler als unsere Sonne sind", erklärte Sahu. "Das offensichtliche Fehlen von USPPs um sonnenähnliche Sterne in unserer Nachbarschaft deutet darauf hin, dass sie möglicherweise verdunstet sind, wenn sie zu nahe an einen heißeren Stern gewandert sind."
Es gibt einen alternativen Grund, warum Jupiter-ähnliche Planeten um kühlere Sterne näher an den Stern heranwandern können als solche Planeten um heißere Sterne. Die zirkumstellare Scheibe aus Gas und Staub, aus der sie sich gebildet haben, erstreckt sich näher an einen kühleren Stern heran. Seit der Entdeckung des ersten „heißen Jupiters“ um einen anderen Stern im Jahr 1995 haben Astronomen erkannt, dass dieser ungewöhnliche Typ eines massiven Planeten von einem weiter entfernten Ort, an dem er sich gebildet haben muss, in die Nähe seines Muttersterns gewunden sein muss. Die Innenkante einer zirkumstellaren Scheibe stoppt die Migration.
Planetentransits treten nur auf, wenn die Umlaufbahn des Planeten nahezu direkt betrachtet wird. Allerdings haben nur etwa 10 Prozent der heißen Jupiter Randumlaufbahnen, mit denen der Planet beim Durchgang eines Sterns beobachtet werden kann. Um erfolgreich zu sein, müssen Transit-Umfragen eine große Anzahl von Sternen gleichzeitig anzeigen. Die SWEEPS-Transitumfrage deckte ein reiches Sternenfeld im Schützenfenster ab.
Der Begriff „Fenster“ impliziert einen klaren Blick in das galaktische Zentrum, aber ein Großteil der galaktischen Ebene ist durch Staub verdeckt. Hubble überwachte 180.000 Sterne auf periodisches, kurzes Dimmen der Helligkeit eines Sterns. Das Sternfeld wurde über einen Zeitraum von sieben Tagen vom 23. bis 29. Februar 2004 beobachtet. Um sicherzustellen, dass die Verdunkelung durch ein Objekt verursacht wurde, das einen Stern umkreist, verwendete das Team Hubble, um zwei bis 15 aufeinanderfolgende Transite für jeden der zu erfassen 16 Planetenkandidaten.
Zwei Sterne auf dem Feld sind hell genug, dass das SWEEPS-Team die Anwesenheit eines Planeten unabhängig bestätigen kann, indem es ein leichtes Wackeln in der Bewegung des Sterns aufgrund der Anziehungskraft eines unsichtbaren Begleiters spektroskopisch misst. Sie verwendeten das Very Large Telescope des European Southern Observatory auf dem Berg Paranal in Chile, um ein leichtes Wackeln im Stern zu messen.
Einer der Planetenkandidaten hat eine Masse unterhalb der Nachweisgrenze von 3,8 Jupitermassen. Der andere Kandidat ist 9,7 Jupitermassen, was unter der Mindestmasse von 13 Jupitermassen für einen Braunen Zwerg liegt. Ein Brauner Zwerg ist ein Objekt, das sich wie ein Stern bildet, aber nicht genug Masse hat, um durch Kernfusion zu leuchten.
Da die Sterne so schwach sind und das Sichtfeld so dicht mit Sternen gefüllt ist, ist es nicht möglich, das leichte Wackeln in der Bewegung des Sterns mithilfe von Spektroskopie zu messen, um die meisten Planetenkandidaten zu bestätigen. Zukünftige Teleskope wie das James Webb-Weltraumteleskop der NASA bieten die erforderliche Empfindlichkeit, um die meisten Planetenkandidaten zu bestätigen.
Das Hubble SWEEPS-Programm ist ein wichtiger Proof-of-Concept für die zukünftige Kepler-Mission der NASA, deren Start für 2007 geplant ist. Das Kepler-Observatorium wird kontinuierlich eine Region der Milchstraße überwachen, um Transitplaneten um größtenteils entfernte Sterne zu erkennen. Kepler ist empfindlich genug, um möglicherweise Hunderte von Planetenkandidaten in Erdgröße in oder in der Nähe der bewohnbaren Zone zu erkennen, der Entfernung von einem Stern, in dem möglicherweise flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten vorhanden sein könnte.
Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation. Das Space Telescope Science Institute führt Hubble-Wissenschaftsoperationen durch. Das Institut wird für die NASA von der Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., Washington, betrieben.
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
