Extrasolare Welten

K�hler Exoplanet vor der Kamera

Direkt abgelichtete Exoplanten lassen sich bislang noch an zwei H�nden abz�hlen. Der neueste Schnappschuss zeigt einen lichtschwachen Begleiter, der um einen sonnen�hnlichen Stern kreist.

Ist es m�glich, ein Gl�hw�rmchen zu fotografieren, das unmittelbar neben einer kilometerweit entfernten 300-Watt-Flutlichtlampe sitzt? Einer vergleichbaren Aufgabe stellen sich Astronomen, wenn sie ferne Exoplaneten direkt ablichten wollen – deren Sonnen sind um ein Vielfaches heller als sie selbst. Dennoch sind heute mehr als 400 extrasolare Planeten bekannt. Die meisten von ihnen wurden allerdings indirekt �ber die Bewegung oder die Helligkeit des Zentralsterns nachgewiesen, die der Begleiter minimal beeinflusst.

Dagegen sind bisher nur zehn m�gliche Exoplaneten direkt abgebildet worden. In all diesen F�llen unterscheiden sich die Sternsysteme stark von unserem Sonnensystem: Entweder uml�uft der Begleiter seinen Zentralstern in sehr gro�er Entfernung (mehrere hundert Mal gr��er als die Entfernung Erde-Sonne), seine Temperatur entspricht eher der eines Sterns als der eines Planeten oder aber der Zentralstern ist der Sonne sehr un�hnlich.

Christian Thalmann vom Max-Planck-Institut f�r Astronomie in Heidelberg und seine Kollegen entdeckten nun mit Hilfe des 8-Meter-Teleskops Subaru auf dem Mauna Kea in Hawaii einen neuen Planetenkandidaten. Zwar geht auf jeder einzelnen Aufnahme dessen schwaches Leuchten im verbliebenen Lichthof des Zentralsterns unter, doch dank einer raffinierten Kombination von nacheinander aufgenommenen Bildern konnten die Astronomen den Trabanten erkennbar machen.

Er uml�uft den Stern GJ 758 im Sternbild Leier und gleicht den Planeten unseres eigenen Sonnensystems mehr als seine Vorg�nger. So uml�uft er den sonnen�hnlichen Stern vermutlich in einer �hnlichen Entfernung wie die Begleiter unserer Sonne. Bislang k�nnen die Wissenschaftler die Umlaufbahn von GJ 758 B, so der Name des Neufunds, jedoch lediglich absch�tzen; am wahrscheinlichsten halten sie einen mittleren Abstand vom Zentralstern von 59 Astronomischen Einheiten (verglichen mit 39 Astronomischen Einheiten f�r die Pluto-Umlaufbahn).

**Gr��envergleich von GJ 758 B und Jupiter**

Besonders interessant finden Thalmann und sein Team die vergleichsweise geringe Temperatur des Planeten: 280 bis 330 Grad Celsius. "Dies entspricht der Temperatur eines Backofens oder der Temperatur auf der sonnenzugewandten Seite des Planeten Merkur", erl�utert Thalmann. Damit sei GJ 758 B der k�hlste jemals direkt abgebildete Begleiter eines sonnen�hnlichen Sterns. Andererseits ist er mehr als 450 Grad hei�er als der �u�erste Planet unseres Sonnensystems, obwohl er noch weiter von seiner Sonne entfernt ist.

Diese Diskrepanz lie�e sich damit erkl�ren, dass es sich bei dem Exoplaneten um einen jungen, massereichen Gasplaneten handelt, der sich noch in der Phase der Kontraktion befindet, wobei er seine Gravitationsenergie in W�rme umwandelt. Bei einem solchen K�rper sind Temperatur, Alter und Masse miteinander verkn�pft: Je massereicher er ist, umso l�nger dauert es, bis er seine �bersch�ssige W�rme in den Weltraum abgestrahlt und seine endg�ltige Gleichgewichtstemperatur erreicht hat.

Aus diesem Grund l�sst sich die Masse von GJ 758 B leider nicht genau bestimmen: Seine gemessene Infrarothelligkeit entspricht der eines 700 Millionen Jahre alten Planeten mit zehn Jupitermassen oder aber der eines 8700 Millionen Jahre alten Begleiters mit 40 Jupitermassen, berichten die Wissenschaftler. Demnach handelt es sich entweder um einen Riesenplaneten oder aber um einen massearmen Braunen Zwerg. Da Sterne gleichzeitig mit ihren Planeten entstehen, w�rde eine genaue Altersbestimmung des Zentralsterns diese Unsicherheit beseitigen; die bisherige Datenlage l�sst eine solche Messung allerdings noch nicht zu.

**Suchkarte f�r das neu entdeckte System GJ 758**

Aber auch ein potenzieller zweiter Trabant von GJ 758 k�nnte die Hinweise auf einen Riesenstern verdichten: Denn im August 2009 gewonnene Bilder zeigen ein weiteres, dem Zentralstern etwas n�her gelegenes Objekt. Ob dieses tats�chlich zum System geh�rt oder einfach nur im Hintergrund liegt, muss allerdings noch �berpr�ft werden.

"Was unsere bisherigen Beobachtungen zeigen, sieht sehr viel versprechend aus", erz�hlt Thalmann. Wenn es sich tats�chlich um einen weiteren Begleiter handelt, dann sei es sehr wahrscheinlich, dass beide Objekte junge Planeten sind und nicht alte Braune Zwerge, so die Forscher. Denn ein System mit zwei Braunen Zwergen auf so engen Bahnen w�rde auf Dauer mit gro�er Wahrscheinlichkeit instabil werden.

Nichtsdestoweniger verschafft die direkte Beobachtung von GJ 758 B den Wissenschaftlern bereits jetzt einen Einblick in die Vielfalt substellarer Objekte, die in der Umgebung sonnen�hnlicher Sterne entstehen k�nnen.