"Lonely Planets"

Astronomen entdecken eine neue Art von Planeten: Einsame Wanderer, die fernab von jeder Sonne ihre Bahn ziehen. Davon gibt es anscheinend eine ganze Menge

Dass Himmelsforscher neue Planeten ausfindig machen, ist fast schon alltäglich geworden. Seit 1995 hat man über 500 Exoplaneten gefunden. In dem Maße, wie die Suchmethoden von Jahr zu Jahr verfeinert wurden, ist auch die Nachweisgrenze gesunken: Heute ist man längst auf der Jagd nach möglichst erdähnlichen Himmelkörpern, die Modell für das Sonnensystem stehen könnten. Dabei kann man sich sehr selten auf die Direktbeobachtung verlassen. Bei der Suche kommt deshalb eine Auswahl verschiedenster Technologien zum Einsatz, die jeweils auf eine bestimmte Eigenschaft des Objekts und seines Sternsystems abzielen.

Künstlerische Darstellung des an seiner Sonne vorbeiziehenden Exoplaneten Corot-9b. Bild: ESO/L. Calçada. Aus: Die Entdeckung des Exoplaneten Corot-9b mit dem HARPS-Spektrografen der ESO

Da gibt es zunächst die so genannte Radialgeschwindigkeitsmethode. Sie beruht auf der Tatsache, dass selbst ein recht kleines Objekt - der Planet - über seine Gravitation auf seinen riesigen Nachbarn - den Stern - wirkt. Es genügt, das größere Objekt zu beobachten, um aus dessen Bahn-Verzerrung auf den kleinen Begleiter zu schließen.

Die Wankel-Bahn erkennt man an einer Dopplerverschiebung des Sternen-Spektrums, die sich auch von der Erde aus detektieren lässt. Je ähnlicher sich beide Objekte, das sichtbare und das unsichtbare, sind, umso besser funktioniert diese Methode. Bei kleinen Sternen (dazu gehört auch die Sonne) findet man so auch erdähnliche Planeten.

Die Transitmethode, der man derzeit die besten Chancen zur Entdeckung wirklich kleiner Planeten zutraut, beruht auf einem Prinzip, das Menschen schon seit Jahrmillionen am Himmel beobachten können: Der Abdunkelung eines Objekts durch ein anderes, wie es Mond, Erde und Sonne regelmäßig praktizieren. Diese Abdunkelung sehen wir natürlich nur, wenn wir von der Seite auf die Bahnebene des abdeckenden Objekts blicken. Aber dank der vielen Sterne im Weltall muss man eben nur mehr Beobachtungen anstellen, um irgendwann auf diese Weise einen Fund zu machen.

Ähnliches gilt für die Methode des Microlensing. Der Name erklärt das Prinzip eigentlich schon recht gut: Es beruht darauf, dass die Gravitation eines schweren Objekts als Linse für die Strahlung eines anderen Objekts in dessen Hintergrund dienen kann. Wer eine Fotokamera besitzt, weiß jedoch, dass ein durch eine Linse beobachtetes Motiv nicht automatisch scharf aussieht: Man muss Motiv, Linse und Sensor in dieselbe Ebene und in die richtige Entfernung bringen.

Und so wird nur einer von einer Million Sternen der zentralen Milchstraße zu einem bestimmten Zeitpunkt durch ein solches Zusammentreffen glücklicher Ereignisse vergrößert, wie der Astronom Joachim Wambsganss in einem Beitrag im Wissenschaftsmagazin Nature schreibt. Und selbst wenn jeder dieser Sterne einen jupitergroßen Begleiter hätte, könnte man wegen unpassender geometrischer Verhältnisse nur ein Prozent dieser Planeten tatsächlich entdecken. Da Astronomen nun einmal nicht an ihren Linsen, den Sternen, drehen können, bleibt Ihnen nur übrig, eben ganz oft hinzusehen und auf ihr Glück zu vertrauen.

Genau damit sind seit ein paar Jahren zwei internationale Forscherteams befasst. Denn das Microlensing-Verfahren bietet zwei Vorteile: Es verschafft einen guten statistischen Überblick über die Bestandteile des Universums, und es ist auch geeignet, recht kleine Planeten zu lokalisieren. In Nature berichten die Forscher nun von den Ergebnissen ihrer Arbeit. Dem MOA-Team (Microlensing Observations in Astrophysics) etwa ist es gelungen, 50 Millionen Sterne der Milchstraße über zwei Jahre hinweg mindestens einmal pro Stunde zu überprüfen. Dabei entdeckten die Forscher gerade einmal 474 Microlensing-Ereignisse, von denen zehn kürzer als zwei Tage zu beobachten waren.

Je kürzer das Event, desto kleiner die Linse - bei weniger als zwei Tagen gehen die Forscher davon aus, dass die Linsen Planeten-, nicht Sternenmasse hatten. Die Wissenschaftler verglichen ihre Daten mit denen des OGLE-Teams (Optical Gravitational Lensing Experiment) - sieben der Ereignisse waren bei OGLE ebenfalls aufgefallen. Da sich auch über acht Jahre keine Periodizität zeigte, gehen die Forscher davon aus, dass es sich um mindestens sehr weit von ihren Gaststernen entfernte Planeten handeln muss - vermutlich auch um solche, die ganz allein durch das All wandern.

Interessant ist aber auch die statistische Analyse: Sie zeigt, dass solche Planeten weit häufiger sein müssen, als man bisher annahm. Es sollten in der Milchstraße sogar mehr davon existieren, als es Sterne der Hauptreihe gibt.

Wie sind die einsamen Wanderer zu ihrer Reise aufgebrochen? Die Forscher vermuten, dass es sich um die Ergebnisse kosmischen Billards handeln könnte. In Systemen und protoplanetaren Scheiben mit mehreren großen Körpern kann es leicht dazu kommen, dass einerseits Gasriesen in große Nähe zu ihren Heimatsternen gelangen, ihre Brüder aber andererseits aus dem System geschleudert werden. (Matthias Gräbner)

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