Exo-Erdensucher CARMENES erfolgreich getestet

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Das 3,5-Meter-Spiegelteleskop auf dem Calar-Alto.

Copyright: Max-Planck-Institut für Astronomie

Heidelberg (Deutschland) – Mit dem CARMENES-Instrument am 3,5-Meter-Spiegelteleskop des Calar Alto Observatoriums nahe Almería in Südspanien (s.Abb.) haben Astronomen ein neuartiges astronomisches Messgerät erfolgreich getestet, mit dessen Hilfe erdähnliche Planeten aufgespürt werden sollen. Schon in den kommenden Wochen kann das Instrument die Suche nach erdartigen Planeten innerhalb der lebensfreundlichen Zonen um ferne Sterne aufnehmen.

Wie die Pressemitteilung der Universität Heidelberg, deren Zentrum für Astronomie (ZAH) gemeinsam mit internationalen Kollegen maßgeblich an der Planung und Konstruktion des Instruments beteiligt war, in einer Pressemitteilung berichtet, besteht CARMENES hauptsächlich aus zwei Spektrographen, die für die Entdeckung von Planeten naher Sterne optimiert wurden.

„Mit der Suche nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems wollen wir verstehen, wie und wo diese Himmelskörper entstanden sind und ob sie lebensfreundliche Bedingungen bieten. Inzwischen wurden schon etwa 2.000 Exoplaneten entdeckt. Allerdings sind die meisten von ihnen eher lebensfeindlich“, erläutert der Leiter des CARMENES-Projekts, Prof. Dr. Andreas Quirrenbach, Direktor der Landessternwarte Königstuhl im ZAH.

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Vielversprechend seien dagegen Planeten, die um sogenannte M-Sterne – also Rote Zwergsterne – kreisen. Bei M-Sternen handelt es sich um kleinere und leuchtschwächere Sterne, die Planeten mit sternnahen Bahnen „angenehme“ Temperaturen bieten. „Weil M-Sterne viel kühler sind als die Sonne, senden sie ihr Licht hauptsächlich im nah-infraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums aus. Deshalb konstruierten die Forscher einen Spektrographen, der für dieses Infrarotlicht empfindlich ist – derzeit ist kein anderes Instrument dazu in der Lage“, betont Quirrenbach.

Da der direkte Nachweis von ihren Sternen derart nahe Planeten jedoch auf Himmelsaufnahmen sehr schwierig ist, weil sie von ihren eine Milliarde Mal helleren Muttersternen überstrahlt werden, machen sich Astronomen die Wirkung der Schwerkraft zunutze, die ein Planet auf seinen Stern ausübt: „Stern und Planet umkreisen sich wie Eiskunstläufer, die sich gegenseitig die Hände reichen und umeinander rotieren“, erläutert die Pressemitteilung weiter. „Ist aber einer der Läufer sehr klein und leicht, dann dreht sich der größere und schwerere fast genau um seine eigene Achse und bewegt sich nur noch wenig auf den Zuschauer zu oder von ihm weg.

Im Falle von Sternen und Planeten ist der Massenunterschied so gewaltig, dass sich der Stern nur mit einer ‚Fußgängergeschwindigkeit‘ von wenigen Metern pro Sekunde bewegt. Im Gegensatz dazu beträgt die Geschwindigkeit des Planeten viele Kilometer pro Sekunde. Es ist aber die langsame Bewegung des Sterns, die durch die sogenannte Doppler-Verschiebung von dunklen Linien im Sternspektrum die Existenz des Planeten verrät. Diese periodische Änderung der Spektralfarbe des Sterns wird durch die abwechselnde Bewegung des Sterns auf den Beobachter zu und wieder von ihm weg verursacht.“

Das CARMENES-Instrument kann nun genau diese Minimalstbewegungen messen und durch die Kombination der Daten beider Spektrographen ergeben sich erheblich mehr Informationen als mit ähnlichen Vorgängerinstrumenten.

Die Astronomen um Quirrenbach rechnen nun damit, dass CARMENES in den kommenden Jahren dutzende Planeten außerhalb unseres Sonnensystems in der sogenannten habitablen – also lebensfreundlichen – Zone um ferne Sterne entdecken wird.

Hierzu wurde in den vergangenen Wochen die Funktion des Instruments optimiert. Schon im Januar 2016 soll mit den wissenschaftlichen Beobachtungen begonnen werden. Danach soll es weitere fünf Jahre dauern, bis alle notwendigen Daten gesammelt und ausgewertet sind.

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