Einsteins Exoplanet

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Einsteins Exoplanet, Kepler-76b, ist ein Planet von der Größe Jupiters, der unter Zuhilfenahme eines Effekts aus Einsteins Relativitätstheorie entdeckt wurde. Er umkreist seinen Stern einmal in 1.5 Tagen. David A. Aguilar, CfA

 

889 Exoplaneten (Planeten um Sterne neben unserer Sonne) sind bis heute entdeckt worden. Die meisten wurden mit dem Satelliten Kepler aufgespürt, der den geringen Lichtabfall eines Sterns sucht, wenn ein sich in seiner Umlaufbahn bewegender Planet zeitweise unseren Blick auf den Stern verdeckt (ein „Transit“). Der Satellit stellte kürzlich seinen Betrieb wegen eines defekten Gyroskops ein und so könnte die Mission möglicherweise zu Ende sein, aber es bleibt ein großer Datensatz an möglichen weiteren Exoplaneten zurück, den es zu untersuchen gilt. Die NASA hat inzwischen eine neue Mission ausgewählt: TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), bei der die Federführung von Astronomen CfA, die eine wichtige Rolle bei der Erforschung von Exoplaneten gespielt haben, eine Fortsetzung findet.

Der mit Kepler erhaltene Datensatz ist stetig in Bezug auf transitierenden Planeten ausgewertet worden. Fünf Astronomen, darunter Dave Latham vom CfA, haben zum ersten Mal einen neuen Planeten in den Keplerdaten auf spektakuläre Art entdeckt – sie waren nicht auf der Suche nach Transitereignissen, sondern nach einem weniger gut bekannten Effekt aus Einsteins Relativitätstheorie: relativistisches Beaming*. (Latham ist diese Woche mit einer Konferenz, die den Titel „Exoplaneten in der Nach-Kepler-Ära“ trägt, geehrt worden.) Der Effekt kann auftreten, wenn ein umlaufender Planet ein geringfügiges Wackeln in der Sternbewegung mit einem zugehörigen Wechsel der stellaren Helligkeit auslöst. 2003 wurde dieser Effekt im Zusammenhang mit einem Exoplaneten von zwei CfA-Astronomen, Avi Loeb und Scott Gaudi, erstmals in einer Arbeit vorhergesagt, von der aber der Gutachter behauptete, sie würde nie zu praktischen Resultaten führen; die Änderung in der Helligkeit beträgt üblicherweise nur ein paar Bruchteile pro zehntausend.

Der neue Planet hat etwa die doppelte Masse des Jupiters, umkreist seinen Stern in 1.5 Tagen und besitzt eine heiße Atmosphäre mit schnellen Jetstream-Winden (letzteres weiß man dank nachfolgender Beobachtungen durch andere Observatorien). Das neue Resultat fügt nicht nur einen weiteren Exoplaneten dem wachsenden Katalog hinzu, es zeigt auch das Potential relativistischer Effekte, um Exoplaneten zu entdecken und zu untersuchen sowie die Leistungsfähigkeit hochpräziser Sternüberwachung.

* Relativistisches Beaming ist ein Effekt der speziellen Relativitätstheorie, dem zufolge die Abstrahlung eines bewegten Objekts aus Sicht eines äußeren Beobachters in Bewegungsrichtung gebündelt und verstärkt erscheint.
Beaming ergibt sich als Kombination von Aberration und relativistischem Dopplereffekt.

 

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