Neue Technik hilft bei Wassersuche auf fernen Planeten
St. Andrews/Hamburg (dpa) - Mit einer neuen Technik haben Astronomen Wassermoleküle in der Atmosphäre eines fernen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt.
Es ist nicht der erste Hinweis auf Wasser bei einem solchen Exoplaneten, die neue Methode könne jedoch eine Routinesuche nach Wasser bei Hunderten ferner Planeten ermöglichen. Das berichtete Forschungsleiterin Jane Birkby von der Universität Leiden auf dem Jahreskongress des britischen Royal Astronomical Society. Dieser tagt noch bis zu diesem Freitag im schottischen St. Andrews.
Die Wissenschaftler hatten den Stern mit der Katalognummer HD 189733 ins Visier genommen, den ein großer Gasplanet in nur 2,2 Tagen umkreist. Obwohl das Licht des Planeten mehr als tausendmal schwächer ist als das seines Sterns, konnten sie den charakteristischen „Fingerabdruck“ von Wassermolekülen aus der Planetenatmosphäre im Spektrum des kombinierten Sternen- und Planetenlichts nachweisen.
Für diese Analyse haben die Forscher eine Standardmethode erweitert, mit der die meisten der bisher rund 900 bekannten Exoplaneten gefunden worden sind: Sie haben sich durch ihre Schwerkraft verraten, mit der sie leicht an ihrem Heimatstern rütteln und ihn so regelmäßig hin- und herschwanken lassen. Das zeigt sich an charakteristischen Spektrallinien, die verschiedene chemische Elemente im Regenbogenspektrum des Sternenlichts hinterlassen. Wenn diese Spektrallinien leicht hin- und herwandern, ist das ein Hinweis auf ein Schwanken des Sterns und somit auf einen unsichtbaren Begleiter. Denn so wie die Sirene eines herannahenden Feuerwehrautos heller klingt als die eines davonfahrenden, erscheinen die Spektrallinien etwas blauer, wenn sich der Stern auf den Beobachter zubewegt, und leicht röter, wenn er sich wegbewegt.
Die chemischen Elemente und Verbindungen in der Atmosphäre der Exoplaneten hinterlassen ebenfalls charakteristische Linien im kombinierten Sternen- und Planetenlicht. Allerdings sind diese Linien sehr viel schwächer. Da sich der Planet jedoch stets viel schneller bewegt als sein Stern, schwanken die Linien viel stärker.
Der Begleiter von HD 189733 rast mit einer Bahngeschwindigkeit von rund 400 000 Kilometern pro Stunde um seinen Stern. Entsprechend stark schwanken seine Spektrallinien, was sie von den Linien aus der Atmosphäre seines Heimatsterns unterscheidet. Mit einem neuen Präzisionsinstrument, dem „Cryogenic high-resolution Infrared Echelle Spectrograph“ Crires, am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte Eso in Chile konnten die Astronomen dies messen.
Auf diese Weise hatten Forscher bereits Kohlenmonoxid (CO) in der Atmosphäre nachgewiesen. „Wir wussten, dass unsere Technik für einfache Moleküle bei kürzeren Wellenlängen funktioniert“, erläuterte Birkby. „Aber um nach Wasser zu fahnden, mussten wir in einem Bereich größerer Wellenlängen suchen, wo die Erdatmosphäre bereits beginnt, die gesuchten Signale zu verschlucken.“ Der dennoch geglückte Nachweis von Wasser eröffne neue Möglichkeiten mit der nächsten Generation von Teleskopen wie dem European Extremely Large Telescope E-ELT, das 2020 in Chile in Betrieb gehen soll.
„Im nächsten Jahrzehnt wird unsere Arbeit Astronomen helfen, ihre Suche nach erdähnlichen Planeten - und sogar nach Leben - zu verfeinern“, ist die Forscherin überzeugt. Auf dem nun untersuchten Planeten ist Leben jedoch trotz des Wassers nicht denkbar - er ist wegen des geringen Abstands zu seinem Stern vermutlich über 1500 Grad Celsius heiß.
