Sternstunde: Sternbeben hilft bei der Analyse neuer Exoplaneten

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kolumneSternstunde: Sternbeben hilft bei der Analyse neuer Exoplaneten

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Der Blick des CoRoT-Weltraumteleskops auf den Exoplaneten, der den auf Stern HD52265 umkreist.

Grafik: Mark A.Garlick

Kolumne von Meike Lorenzen

Erstmals haben deutsche Wissenschaftler Daten vom Beben auf einem fernen Stern ausgenutzt, und so die Masse eines Himmelskörpers bestimmen können. Über einen Meilenstein in der Forschung.

Erstmals haben Forscher mit Hilfe sogenannter asteroseismologischer Daten eines Weltraumteleskops die innere Rotation eines sonnenähnlichen Sterns bestimmen können - und dabei auch noch einen Exoplaneten charakterisiert.

Die Suche nach Exoplaneten ist gerade ein ganz heißes Thema in der Weltraumforschung. Schon seit einer Weile sind die Astronomen von dem Ehrgeiz gepackt, mehr über die exosolaren Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu erfahren. Denn während in unserem Sonnensystem bisher kein Planet gefunden werden konnte, der wie die Erde Leben ermöglicht, hofft man auf eine zweite Erde in einem anderen System. Dabei wird vor allem von der Erde aus gearbeitet, denn die neuen Teleskope schauen weiter als je zuvor ins All – und vor allem genauer hin. Gesichtet werden in der Regel erst die Sterne, ehe dann analysiert wird, ob in einem adäquaten Abstand zum Feuerball auch ein Planet zu entdecken ist.

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Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter Leitung des Max-Planck-Institutes für Sonnensystemforschung (MPS) und der Universität Göttingen hat in diesem Fall den Stern HD52265 genau untersucht. Er befindet sich mehr als 90 Lichtjahre entfernt im Sternbild Einhorn, östlich des Orion. Einen Himmelskörper, der den Stern umkreist, hatte die Forschung schon vor zehn Jahren erfasst – bisher jedoch als Braunen Zwerg charakterisiert. Braune Zwerge nehmen aufgrund ihrer Masse eine Sonderstellung zwischen Planeten und Sternen ein. Nun ist klar, dass der Zwerg tatsächlich ein sehr massearmer Planet ist.  

Zu dem Ergebnis konnten die Forscher kommen, weil sie sich erstmals Methoden der Asteroseismologie bedient haben, um die Masse eines Körpers einzugrenzen. Seismologen beschäftigen sich mit der Erforschung von Erdbeben. Asteroseismologen erforschen Sternbeben, also die inneren Schwingungen von Sternen. Die Forschergruppe unter Leitung von Laurent Gizon, Direktor am MPS und Professor an der Universität Göttingen, verwendete für ihre Studie Daten des Weltraumteleskops CoRoT. Zwischen November 2008 und März 2009 richtete das Teleskop 117 Tage lang seinen Blick ohne Pause auf Stern HD52265. Solch lange und ununterbrochenen Beobachtungszeiten sind entscheidend, um die Schwingungsfrequenzen eines Sterns mit der notwendigen Genauigkeit bestimmen zu können.

Wie Stern-Schwingungen entstehen

In Sternen, die der Sonne ähneln, steigt heißes Plasma im Innern auf, kühlt ab und sinkt wieder herab. Dieser Vorgang erzeugt Druck- beziehungsweise Schallwellen, die im Inneren des Sterns eingeschlossen sind. Sie sorgen dafür, dass der Stern wie eine Glocke vibriert. Die Asteroseismologie nutzt die Schwingungen an der Oberfläche, um unter anderem die Rotation im Inneren von Sternen zu bestimmen.

"Die Drehung des Sterns hinterlässt winzige Spuren in den Frequenzen, mit denen er schwingt", erklärt Gizon. Druckwellen, die sich in Richtung der Rotationsbewegung ausbreiten, sind schneller als solche, die sich in entgegengesetzte Richtung bewegen. Dies führt zu Unterschieden in den Schwingungsfrequenzen, die im hypothetischen Fall eines nicht-rotierenden Sterns nicht vorhanden wären. Die Sichtbarkeit der einzelnen Schwingungen hängt zudem vom Winkel ab, unter dem der Stern betrachtet wird.

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