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Exoplanetensuche: Neue Technik lässt Teleskope besser sehen

Die Staubscheibe um HR 8799
Mit einem speziellen Koronografen gelang es Astronomen, einen extrasolaren Planeten abzubilden, der sich sehr nahe an seinem Zentralstern befindet. Die neue Technik könnte die Suche nach erdähnlichen Planeten mit bodengestützten Teleskopen vorantreiben, aber auch Weltraumteleskope ließen sich damit effizienter konstruieren, meinen die Forscher um Eugene Serabyn vom Jet Propulsion Laboratory im kalifornischen Pasadena.

Das Team verwendete einen Koronografen (vortex coronagraph), der die Phase des eintreffenden Sternlichts verschiebt, wodurch es zur destruktiven Interferenz kommt – die Lichtwellen überlagern sich und löschen sich gegenseitig aus. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler die Zone um den Mutterstern erheblich reduzieren, die ansonsten auf Grund von Beugungseffekten unzugänglich ist. Im Vergleich zu einem gewöhnlichen Koronografen lassen sich mit der neuen Technik noch extrasolare Planeten aufspüren, deren Winkelabstand zum Stern fünfmal kleiner ist.

Vergleich zwischen dem HR-8799- und unserem Planetensystem | Das Schema zeigt einen Vergleich zwischen unserem Sonnensystem und dem wesentlich größeren Planetensystem HR 8799.
Zu Testzwecken wiesen Serabyn und seine Kollegen mit dieser Methode alle drei bekannten Planeten um den rund 130 Lichtjahre von der Erde entfernten Stern HR 8799 mit dem 5-Meter-Hale-Teleskop am Palomar-Observatorium in den USA nach. Der engste Begleiter kreist im Abstand von 24 Erde-Sonne-Abständen um HR 8799. Die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass mit diesem Verfahren und entsprechend größeren Teleskopen auch Exoplaneten nachgewiesen werden können, die sich noch dichter an ihrem Mutterstern befinden.

Das direkte Ablichten von extrasolaren Planeten wird meist durch das helle Streulicht ihres Muttersterns verhindert. Zwar lässt sich der Stern mit Hilfe eines Koronografen überdecken – dieser erzeugt gewissermaßen eine künstliche Sonnenfinsternis –, doch wegen der Wellennatur des Lichts dringt die Strahlung über den Rand der undurchsichtigen Scheibe hinweg und überstrahlt eventuell dort verborgene leuchtschwache Planeten. (mp)

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  • Quellen
Serabyn, E. et al.: An image of an exoplanet separated by two diffraction beamwidths from a star. In: Nature 464, S. 1018–1020, 2010.

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