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Extrasolare Planeten: Exoplanet um Roten Zwerg direkt fotografiert

Der rote Zwergstern GU Psc A mit Begleiter

Der rote Zwergstern GU Pisces (GU Psc) im Sternbild Fische wird von einem massereichen extrasolaren Planeten in großem Abstand begleitet. Er hat rund die elffache Masse von Jupiter und umläuft sein leuchtschwaches Zentralgestirn in der 2000-fachen Distanz der Erde zur Sonne. Für einen Umlauf benötigt GU Psc b rund 80 000 Jahre. Dies sind die wichtigsten Eckpunkte zu diesem Himmelskörper, der zu dem rund einem Dutzend extrasolaren Planeten gehört, die bislang direkt abgebildet werden konnten.

Der rote Zwergstern GU Psc A mit Begleiter
Der rote Zwergstern GU Psc A mit Begleiter | In diesem Komposit aus Bildern im sichtbaren und infraroten Licht ist der Begleiter von GU Psc A gut zu erkennen. Ihn trennen von seinem Zentralgestirn rund 42 Bogensekunden. Das entspricht in der Entfernung von 155 Lichtjahren einer Distanz vom 2000-fachen des Abstands Erde-Sonne.

GU Psc b wurde von einem Forscherteam um Marie-Eve Naud von der kanadischen Université de Montréal entdeckt, welches dafür das Acht-Meter-Teleskop Gemini South in Chile einsetzte. Die Astronomen untersuchten gezielt junge massearme Sterne im näheren kosmischen Umfeld der Sonne, die zur AB Doradus Moving Group gehören. Dies ist eine Gruppe von Sternen gleichen Alters, deren Mitglieder sich mit ähnlichen Geschwindigkeiten über den Himmel bewegen. Die aus spektroskopischen Daten abgeleiteten Alter der Sterne dieser Gruppe liegen im Mittel bei rund 100 Millionen Jahren (zum Vergleich: das Alter unserer Sonne beträgt rund 4,5 Milliarden Jahre).

Bei den Beobachtungen wurde gezielt nach möglichen Begleitern Ausschau gehalten, da diese wegen ihrer Jugend noch heiß sind. Somit leuchten sie im infraroten Spektralbereich relativ hell und lassen sich leichter aufspüren. Durch den im Fall von GU Psc relativ großen Abstand von 42 Bogensekunden (eine Bogensekunde ist der 3600ste Teil eines Grads) lassen sich beide Objekte gut getrennt beobachten und untersuchen.

Künstlerische Darstellung von GU Psc b
Künstlerische Darstellung von GU Psc b | Einem nahen hypothetischen Beobachter würde der Exoplanet GU Psc b in einem dunklen matten Rot erscheinen, da seine Oberflächentemperatur rund 800 Grad Celsius beträgt. Links von ihm glimmt schwach rötlich sein Zentralgestirn, der Rote Zwerg GU Psc A.

Das Zentralgestirn GU Psc (im oberen Bild mit GU Psc A bezeichnet) ist ein Roter Zwerg des Spektraltyps M3 und weist etwa 35 Prozent der Masse unserer Sonne auf. Er ist rund 155 Lichtjahre von uns entfernt. Der Begleiter GU Psc b ist ein Gasriese vom Jupitertyp und etwa 800 Grad Celsius heiß, da er noch Wärme aus seiner Entstehung vor rund 100 Millionen Jahren abgibt. Somit wäre er für Leben, wie wir es kennen, denkbar ungeeignet, zumal er auch keine feste Oberfläche besitzt. Für einen Beobachter in der Nähe würde er im sichtbaren Licht matt dunkelrot leuchten.

Aus spektroskopischen Untersuchungen und Sternentwicklungsmodellen leiten die Forscher um Naud eine Masse vom elffachen derjenigen von Jupiter ab. Damit liegt GU Psc b eindeutig unterhalb der Grenze von rund 13 Jupitermassen, oberhalb derer er nicht mehr als Planet, sondern als ein Brauner Zwerg eingestuft würde. Mit einem Braunen Zwerg als Begleiter wäre GU Psc dann ein Doppelsternsystem. Braune Zwerge sind Himmelskörper mit stellarer Zusammensetzung, deren Masse aber nicht ausreicht, um in ihren Zentren die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium in Gang zu bringen, die Energiequelle der meisten Sterne. GU Psc b wird in Zukunft noch detaillierter untersucht werden, da er relativ leicht zu beobachten ist. So lassen sich ohne großen Aufwand hochaufgelöste Spektren gewinnen, die Aufschluss über die Zusammensetzung und Eigenschaften dieses Himmelskörpers bieten.

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