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Exoplaneten: Der erste astrometrisch gefundene Exoplanet

Der Stern VB10 mit Begleiter
Schon seit mehr als 50 Jahren versuchen Astronomen, mit Hilfe der Astrometrie einen Planeten um eine ferne Sonne nachzuweisen, doch bislang ohne Erfolg. Zwar gab es gelegentlich scheinbar positive Nachweise, sie stellten sich bei genauerer Analyse immer wieder als Fehlalarme heraus.

Die Astrometrie vermisst die Position von Sternen am Himmel mit hoher Präzision und bestimmt die Eigenbewegungen von Sternen in Bezug auf weit entfernte Himmelsobjekte. Trotz des Begriffs "Fix"stern stehen die Sterne am Himmel keineswegs still, sondern bewegen sich relativ zueinander mit unterschiedlich hohen Geschwindigkeiten bei der Umrundung des Zentrums unseres Milchstraßensystems. Bei der Auswertung der Messwerte muss der Effekt der Eigenbewegung unserer Sonne und der Umlaufbewegung der Erde um die Sonne berücksichtigt werden.

Nun gelang es den beiden Astronomen Steven Pravdo und Stuart Shaklan am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, bei einem massearmen Roten Zwerg einen jupiterähnlichen Planeten nachzuweisen. Sie konnten zeigen, dass sich der 20 Lichtjahre von uns entfernte Stern Van Briesbroek 10 (VB 10) im Sternbild Adler nicht auf einer geraden Linie über den Himmel bewegt, sondern eine feine Schlangenlinie durchläuft.

Diese entsteht, wenn ein Stern und sein Begleiter ihr gemeinsames Schwerezentrum umrunden. Dabei scheint der Stern etwas "hin-und-herzuwackeln", was sich seiner Eigenbewegung als Schlangenlinie aufprägt. Die Astronomen untersuchten jedoch nicht wie sonst bei der Exoplanetenjagd üblich das Spektrum des Sterns auf feine Veränderungen durch den Dopplereffekt, sondern verfolgten über einen Zeitraum von zwölf Jahren die Eigenbewegungen von 30 verschiedenen Sternen, bei denen sie Planeten vermuteten.

Die beiden Forscher vergleichen die für den Nachweis von Planeten benötigte Präzision mit dem Vorhaben, die Breite eines menschlichen Haars aus einer Entfernung von drei Kilometern bestimmen zu wollen. Für ihre Arbeit nutzen sie das betagte Fünf-Meter-Teleskop auf dem Mount Palomar in Kalifornien.

Der neu entdeckte Begleiter VB 10b ist ein Gasriese vom Jupitertyp und besitzt eine Masse von rund sechs Jupitermassen. Er umrundet den Roten Zwerg in einem Abstand von etwa einer drittel AE, also rund 50 Millionen Kilometer. Dies entspricht etwa dem Abstand des innersten Planeten Merkur von der Sonne. VB 10b benötigt rund neun Monate für einen Umlauf um sein Zentralgestirn.

Der Stern VB 10 weist nur etwa 8,3 Prozent der Masse unserer Sonne oder etwa 85 Jupitermassen auf. Damit ist er der masseärmste und kleinste Stern, bei dem bisher ein Planet gefunden wurde. Trotz ihrer unterschiedlichen Massen dürften beide Himmelskörper etwa den gleichen Durchmesser aufweisen. Da der Rote Zwerg VB 10 sehr leuchtschwach ist, herrschen auf der Oberfläche seines Begleiters eisige Temperaturen. Ein für Leben geeigneter Felsplanet müsste sehr viel näher den Zentralstern umrunden, um geeignete Temperaturen für flüssiges Wasser an seiner Oberfläche zu erreichen.

Tilmann Althaus

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