Der Heilige Gral bei der Suche nach extrasolaren Planeten wäre, eine erdähnliche Welt zu finden, die einen anderen Stern umkreist. Eine Gruppe britischer Astronomen glaubt, mit einer revolutionären neuen Kamera namens RISE die ersten zu sein, die einen solchen Planeten finden. Mit RISE werden Wissenschaftler mit einer Technik namens „Transit-Timing“ nach extrasolaren Planeten suchen. Dies könnte eine Abkürzung zur Entdeckung erdähnlicher Planeten mit vorhandener Technologie bieten.
Die beiden Haupttechniken zum Auffinden extrasolarer Planeten sind normalerweise nur empfindlich für massereiche Gasriesenplaneten, die sich in einer engen Umlaufbahn um ihren Mutterstern, sogenannte 'Heiße Jupiter', befinden. Erstens können Planeten durch ihre Anziehungskraft auf den Stern, den sie umkreisen, gefunden werden – während sich der extrasolare Planet bewegt, wackelt der Stern hin und her, und durch Messung dieser Bewegung können Astronomen auf die Anwesenheit eines Planeten schließen. Zweitens sucht die Transitsuchtechnik nach den Helligkeitsänderungen eines Sterns, wenn ein Planet vor ihm vorbeizieht.
Aber keine dieser Techniken ist derzeit gut genug, um kleine extrasolare Planeten ähnlich der Erde zu finden. Mit der neuen Transit-Timing-Technik wird die RISE-Kamera nach erdmassereichen Planeten im Orbit um Sterne suchen, von denen bereits bekannt ist, dass sie heiße Jupiter beherbergen.
Die Transitzeit funktioniert nach dem Prinzip, dass ein isolierter heißer Jupiter-Planet, der seinen Wirt umkreist, eine konstante Umlaufzeit hat (d. h. sein „Jahr“ bleibt gleich) und daher das Licht seines Muttersterns regelmäßig und vorhersehbar blockiert. Während der Transitereignisse des Planeten kann RISE den Anstieg und den Abfall der Lichtmenge, die vom Mutterstern auf die Erde gelangt, sehr genau messen – die Kamera kann verwendet werden, um den Zeitpunkt des Zentrums des Ereignisses auf 10 Sekunden genau zu bestimmen. RISE ist eine schnell lesende Kamera. Es verfügt über einen festen „V+R“-Filter und eine Reimaging-Optik, die ein Sichtfeld von 7 x 7 Acrminuten bietet, um die Anzahl der verfügbaren Vergleichssterne zu maximieren. Ein e2V-Frame-Transfer-Detektor wird verwendet, um eine Zykluszeit von weniger als 1 Sekunde zu erhalten.
Durch Beobachten und Timing ihrer Transite hoffen Astronomen, kleine Veränderungen in den Umlaufzeiten bekannter heißer Jupiter zu entdecken, die durch die Anziehungskraft anderer Planeten im gleichen System verursacht werden. Unter den richtigen Umständen könnten auf diese Weise sogar so kleine Planeten wie die Erde gefunden werden.
„Das Potenzial des Transittimings ist das Ergebnis einer sehr einfachen Physik, bei der Mehrplanetensysteme sich gegenseitig auf ihren Umlaufbahnen gravitativ herumstoßen – ein Effekt, der in unserem eigenen Sonnensystem oft beobachtet wird.“ sagte Doktorand Neale Gibson von der Queen’s University Belfast. „Wenn Planeten mit Erdmasse in nahegelegenen Umlaufbahnen vorhanden sind (was von aktuellen Theorien zur Bildung des heißen Jupiters vorhergesagt wird), werden wir ihre Wirkung auf die Umlaufbahn der größeren Transitplaneten sehen. RISE wird es uns ermöglichen, die Transite extrasolarer Planeten sehr genau zu beobachten und zu messen, was uns die erforderliche Sensibilität gibt, um die Wirkung selbst kleiner Planeten mit Erdmasse zu erkennen.“
RISE wurde von Astronomen der Queen’s University in Zusammenarbeit mit der Liverpool John Moores University entwickelt und ist jetzt auf dem 2-Meter-Liverpool-Teleskop auf der Kanareninsel La Palma installiert. Weitere Informationen zur RISE-Kamera finden Sie auf der Homepage von Neale Gibson.
Ursprüngliche Nachrichtenquelle: NAM-Pressemitteilung