Während das Rennen voranschreitet, um erdähnliche Planeten um andere Sterne zu finden, sind Laser eine praktikable Option.
Laut Forschern des Harvard-Smithsonian-Zentrums für Astrophysik in Cambridge, Massachusetts, die einen „Astro-Kamm“ entwickelt haben, eine Art Kalibrierungswerkzeug, das auf Wellenlängen des Lichts basiert, um winzige Schwankungen der durch die Umlaufbahn verursachten Bewegung eines Sterns zu erfassen Planeten.
In den meisten Fällen können extrasolare Planeten nicht direkt gesehen werden - die Blendung des nahe gelegenen Sterns ist zu groß -, aber ihr Einfluss kann durch Spektroskopie festgestellt werden, die das Energiespektrum des vom Stern kommenden Lichts analysiert. Die Spektroskopie zeigt nicht nur die Identität der Atome im Stern (jedes Element emittiert Licht mit einer bestimmten charakteristischen Frequenz), sondern kann den Forschern auch mitteilen, wie schnell sich der Stern dank des Doppler-Effekts, der immer dann auftritt, von der Erde weg oder zur Erde bewegt Eine Wellenquelle ist selbst in Bewegung. Durch Aufzeichnen der Frequenzänderung der Wellen, die von einem Objekt kommen oder von einem Objekt abprallen, können Wissenschaftler die Geschwindigkeit des Objekts ableiten.
Obwohl der Planet millionenfach weniger wiegt als der Stern, wird der Stern aufgrund der Wechselwirkung der Schwerkraft zwischen Stern und Planet um eine winzige Menge herumgerissen. Diese ruckartige Bewegung bewirkt, dass sich der Stern leicht auf die Erde zu oder von ihr weg bewegt, was von der Masse des Planeten und seiner Nähe zum Stern abhängt. Je besser die in diesem gesamten Prozess verwendete Spektroskopie ist, desto besser ist in erster Linie die Identifizierung des Planeten und desto besser ist die Bestimmung der Planeteneigenschaften.
Derzeit können Standardspektroskopietechniken Sternbewegungen auf wenige Meter pro Sekunde genau bestimmen. In Tests können die Harvard-Forscher nun Sterngeschwindigkeitsverschiebungen von weniger als 1 m (3,28 Fuß) pro Sekunde berechnen, um den Standort des Planeten genauer zu bestimmen.
Der Smithsonian-Forscher David Phillips sagt, dass er und seine Kollegen eine noch höhere Geschwindigkeitsauflösung erwarten, die, wenn sie auf die Aktivitäten großer Teleskope angewendet wird, die sich derzeit im Bau befinden, neue Möglichkeiten in der Astronomie und Astro-Physik eröffnen würde, einschließlich der einfacheren Erkennung erdähnlicherer Planeten .
Mit diesem neuen Ansatz erreichen Harvard-Astronomen ihre große Verbesserung, indem sie einen Frequenzkamm als Grundlage für den Astro-Kamm verwenden. Ein spezielles Lasersystem wird verwendet, um Licht nicht mit einer einzigen Energie, sondern mit einer Reihe von Energien (oder Frequenzen) zu emittieren, die gleichmäßig über einen weiten Wertebereich verteilt sind. Ein Diagramm dieser eng begrenzten Energiekomponenten würde wie die Zähne eines Kamms aussehen, daher der Name Frequenzkamm. Die Energie dieser kammartigen Laserpulse ist so gut bekannt, dass sie zur Kalibrierung der Energie des vom entfernten Stern einfallenden Lichts verwendet werden können. Tatsächlich schärft der Frequenzkammansatz den Spektroskopieprozess. Der resultierende Astro-Kamm sollte eine weitere Ausweitung der extrasolaren Planetendetektion ermöglichen.
Die Astro-Kamm-Methode wurde an einem mittelgroßen Teleskop in Arizona ausprobiert und wird in Kürze auf dem viel größeren William Herschel-Teleskop installiert, das sich auf einem Berggipfel auf den Kanarischen Inseln befindet.
Vorläufige Ergebnisse der neuen Technik wurden in der Ausgabe vom 3. April 2008 von veröffentlicht Natur. Die Harvard-Gruppe wird die neuesten Ergebnisse auf der Konferenz über Laser und Elektrooptik 2009 / Internationale Konferenz für Quantenelektronik vom 31. Mai bis 5. Juni in Baltimore vorstellen.
Quelle: Eurekalert
