Eine neue Methode zum Aufspüren fremder Welten ist voller Ehrfurcht, da sie Einsteins Relativitätstheorie mit BIER kombiniert. Nein, nicht das Wochenendgetränk der Wahl, sondern das RelativistischeSEINunsere,UNDlllipsoid, undRAlgorithmus zur Eflektions-/Emissionsmodulation. Diese neue Methode zum Auffinden von Exoplaneten wurde von Professor Tsevi Mazeh und seinem Studenten Simchon Faigler an der Universität Tel Aviv, Israel, entwickelt und wurde zum ersten Mal verwendet, um einen entfernten Exoplaneten, Kepler-76b, zu finden, der informell Einsteins Planet genannt wird.
„Dies ist das erste Mal, dass dieser Aspekt von Einsteins Relativitätstheorie genutzt wird, um einen Planeten zu entdecken“, sagte Mazeh.
Die beiden am häufigsten verwendeten und produktivsten Techniken zum Auffinden von Exoplaneten sind Radialgeschwindigkeit (Suchen nach wackelnden Sternen) und Transite (Suchen nach verdunkelten Sternen).
Die neue Methode sucht nach drei kleinen Effekten, die gleichzeitig auftreten, wenn ein Planet den Stern umkreist. Ein „strahlender“ Effekt bewirkt, dass der Stern heller wird, wenn er sich auf uns zubewegt, vom Planeten gezogen wird, und dunkler wird, wenn er sich entfernt. Die Aufhellung resultiert daraus, dass sich Photonen in Energie „anhäufen“ und Licht aufgrund relativistischer Effekte in Richtung der Bewegung des Sterns fokussiert wird.
Das Team suchte auch nach Anzeichen dafür, dass der Stern durch die Gravitationswellen des umkreisenden Planeten in eine Fußballform gestreckt wurde. Der Stern würde heller erscheinen, wenn wir den „Fußball“ von der Seite betrachten, aufgrund der größeren sichtbaren Oberfläche, und blasser, wenn er von vorne betrachtet wird. Der dritte kleine Effekt ist auf Sternenlicht zurückzuführen, das vom Planeten selbst reflektiert wird.
„Dies war nur möglich wegen der exquisiten Daten, die die NASA mit der Raumsonde Kepler sammelt“, sagte Faigler.
Diese Grafik zeigt die Umlaufbahn von Kepler-76b um einen gelb-weißen Stern vom Typ F, der sich 2.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Cygnus befindet. Obwohl Kepler-76b mithilfe des BEER-Effekts identifiziert wurde (siehe oben), wurde später festgestellt, dass es einen grasenden Transit aufweist, der den Rand des Sterngesichts von der Erde aus gesehen überquert.
Bildnachweis: Toter Evan.
Obwohl Wissenschaftler sagen, dass diese neue Methode mit der aktuellen Technologie keine erdgroßen Welten finden kann, bietet sie Astronomen eine einzigartige Entdeckungsmöglichkeit. Im Gegensatz zur Radialgeschwindigkeitssuche sind keine hochpräzisen Spektren erforderlich. Im Gegensatz zu Transiten erfordert es keine genaue Ausrichtung von Planet und Stern von der Erde aus gesehen.
„Jede Planetenjagdtechnik hat ihre Stärken und Schwächen. Und jede neue Technik, die wir dem Arsenal hinzufügen, ermöglicht es uns, Planeten in neuen Regimen zu untersuchen“, sagte Avi Loeb vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der bereits 2003 die Idee dieser Planetenjagdmethode vorschlug.
Kepler-76b ist ein „heißer Jupiter“, der seinen Stern alle 1,5 Tage umkreist. Sein Durchmesser ist etwa 25 Prozent größer als der des Jupiter und er wiegt doppelt so viel. Es umkreist einen Stern vom Typ F, der sich etwa 2.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Cygnus befindet.
Der Planet ist mit seinem Stern verbunden und zeigt ihm immer das gleiche Gesicht, genau wie der Mond mit der Erde verbunden ist. Als Ergebnis grillt Kepler-76b bei einer Temperatur von etwa 3.600 Grad Fahrenheit.
Interessanterweise fand das Team starke Beweise dafür, dass der Planet extrem schnelle Jetstream-Winde hat, die die Hitze um ihn herum tragen. Infolgedessen ist der heißeste Punkt auf Kepler-76b nicht der substellare Punkt („High Noon“), sondern ein um etwa 10.000 Meilen versetzter Ort. Dieser Effekt wurde bisher nur einmal auf HD 189733b und nur im Infrarotlicht mit dem Spitzer-Weltraumteleskop beobachtet. Dies ist das erste Mal, dass optische Beobachtungen Beweise für außerirdische Jetstream-Winde bei der Arbeit gezeigt haben.
Der Planet wurde durch Radialgeschwindigkeitsbeobachtungen bestätigt, die vom TRES-Spektrographen am Whipple-Observatorium in Arizona und von Lev Tal-Or (Universität Tel Aviv) mit dem SOPHIE-Spektrographen am Haute-Provence-Observatorium in Frankreich gesammelt wurden. Ein genauerer Blick auf die Kepler-Daten zeigte auch, dass der Planet seinen Stern durchquert, was eine zusätzliche Bestätigung liefert.
Das Papier, das diese Entdeckung ankündigt, wurde zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal angenommen und ist verfügbar auf arXiv.
Quelle: CfA