Exoplanet direkt beobachtet

Mit einer neuen Methode hat ein internationales Team von Astronomen erstmals direkt das reflektierte Licht eines extrasolaren Planeten gesichtet und damit dessen Radius und Umlaufbahn vermessen.

Der untersuchte Exoplanet ist ein Gasplanet und liegt etwa sechzig Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Fuchs. Ähnlich wie eine Polaroid-Sonnenbrille grelles, reflektiertes Sonnenlicht herausfiltert, extrahierte nun ein Forschungsteam um Svetlana Berdyugina vom Institut für Astronomie der ETH Zürich durch die Messung von polarisiertem Licht das schwache, vom Exoplaneten reflektierte Licht aus dem viel helleren Sternlicht. Dies gelang ihnen mit Hilfe des ferngesteuerten 60-Zentimeter-Teleskops auf La Palma.

Dadurch konnten die Wissenschaftler nicht nur die Größe des Exoplaneten und dessen Atmosphäre bestimmen, sondern zudem direkt seine Umlaufbahn beschreiben. Die Stärke der Polarisation hängt vom jeweiligen Streuungswinkel ab. Bei einem Winkel von 90 Grad ist das Licht am stärksten polarisiert. Die Wissenschaftler haben entdeckt, dass die Polarisation ein Maximum erreicht, wenn der Planet von der Erde aus gesehen etwa halb - analog zu Halbmondphasen - beleuchtet wird, was zweimal pro Orbit vorkommt.

Der Planet umkreist den Zwergstern HD189733 so, dass er - von der Erde aus gesehen - bei jedem Umlauf vor dem Stern entlangläuft. Aus der gemessenen Polarisation ergibt sich, dass die Atmosphäre um rund dreißig Prozent größer ist als der undurchsichtige Bestandteil des Planeten, der während des Transits beobachtet wurde. Da er sich extrem nahe um den Mutterstern bewegt, dehnt sich seine Atmosphäre wegen der enormen Hitze aus.

"Die polarimetrische Entdeckung reflektierten Lichts von Exoplaneten eröffnet neue, weit reichende Möglichkeiten zur Erforschung der physikalischen Eigenschaften ihrer Atmosphären“, berichtet Berdyugina. "Außerdem können wir mehr über die Radien und Massen und dadurch die Dichten der Planeten lernen, auch im Fall von anderen Exoplaneten ohne Transits.“ (ETH Zürich/mp)