Anlässlich zum bevorstehenden Start vom NASA Weltraumteleskop Tess im März, für die Suche nach Extrasolaren Planeten, wollen wir uns in einer kleinen Artikelserie, mit dem interessanten Thema der Exoplaneten beschäftigen. Alle Artikel der Serie könnt ihr hier finden.

Exoplaneten sind bis heute bereits etwa 3500 entdeckt worden.

Wie wurden diese Exoplaneten jedoch entdeckt?

Dabei ist die Entdeckung sehr schwierig. Häufig gelingt sie nur über ein Indirektes Verfahren. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten.

Die Transitmethode

Die meisten Exoplaneten wurden bis heute mit der Transitmethode gefunden. Dabei beobachtet man einen Stern mit einem Teleskop und vermisst sehr genau seine Helligkeit. Stellt man jetzt eine Verdunklung des Sterns fest könnte ein Planet vor dem Stern vorbeigezogen sein. Dabei würde man eine Verdunklung erwarten. Jedoch ist diese Verdunklung nur winzig. Ein großer Planet wie zum Beispiel der Jupiter in unserem Sonnensystem würde unsere Sonne nur um 2 % Verdunkeln. Kleinere Planeten wie die Erde währen noch schwerer zu Entdecken.

Diese Methode wird auch von Tess benutzt. Dabei soll Tess sich besonders auf nahe Sterne Konzentrieren. Hier wird Tess voraussichtlich einige Exoplaneten entdecken die nah genug sind um mit den Teleskopen der Nächsten Generation direkt gesehen zu werden. Dann können die Teleskope, die derzeit gebaut werden, die Zusammensetzung der Atmosphäre messen und nach Spuren von Leben suchen.

Die Dopplermethode

Eine weitere Methode um Exoplaneten zu finden ist die Dopplermethode. Dabei schaut man sich ihre Zentralen Sterne ganz genau an. Bewegen sich die Sterne von uns weg, erscheint das Licht im Specktrografen rotveschoben, bewegen sich die Sterne auf uns Zu erscheint das Licht hingegen blauverschoben. Diese Verschiebung des Lichts kann man in hochgenauen Spektographen Messen. Wenn die Verschiebung des Lichts sich hier mit der Zeit periodisch verändert, könnte ein Exoplanet die Ursache sein der mit seinen Stern durch Gravitationskräfte wechselwirkt. Dieses Verfahren wird Dopplerverfahren gennant. Dieses Verfahren ist sehr genau und man kann die Massegrenzen des Exoplaneten gut bestimmen. Der Nachteil ist, das auch große Teleskope nur immer einen Stern gleichzeitig vermessen können, womit dieses Verfahren nicht Skalierbar ist. Die Entdeckung von kleinen Planeten um Sonnenähnliche Sterne ist mit diesem Verfahren besonders schwierig.

Außerdem gibt es noch Funde über Gravitationslinseneffekte. Diese machen jedoch nur einen sehr kleinen Anteil aus. Da Gravitationslinsen einmalige Effekte sind ist eine Nachbeobachtung oder auch eine Bestätigung zu einem späteren Zeitpunkt unmöglich. Deshalb sind diese Planeten nicht für die weitere Erforschung Extrasolarer Planetensysteme geeignet.

Direkte Beobachtung

Auch klein ist der Anteil der Exoplaneten, die durch direkte Abbildung entdeckt wurden. Dies Exoplaneten sind für die Forschung aber besonders wichtig. Deshalb verschiebt die NASA den Fokus bei der Suche nach Exoplaneten mit Tess auch auf die nähere Umgebung in der Milchstraße. Ging es mit Kepler noch darum möglichst viele Exoplaneten zu entdecken, soll Tess möglichst Exoplaneten in einer relativ geringen Entfernung zur Erde entdecken. Diese Planeten eignen sich dann auch zur direkten Beobachtung mit den Teleskopen der nächsten Generation.

Kleine Exoplaneten

Dieses Problem kleine Planeten wie die Erde zu Entdecken haben alle Methoden. Bis heute sind die meisten entdeckten Planeten sehr groß. Durch einige kleinere Planeten die wir entdeckt haben wissen wir das kleine Planeten aber auch sehr häufig sein müssen. Die Schätzungen gehen dahin das im Schnitt etwa jeder Stern einen etwa Erdgroßen Gesteinsplaneten hat.

Anlässlich zum bevorstehenden Start vom NASA Weltraumteleskop Tess im März, für die Suche nach Extrasolaren Planeten, wollen wir uns in einer kleinen Artikelserie, mit dem interessanten Thema der Exoplaneten beschäftigen. Alle Artikel der Serie könnt ihr hier finden.

Exoplaneten – Was für Exoplaneten gibt es

Als man mit der Erforschung der ersten Exoplaneten anfing erwartete man Zunächst das alle Exoplaneten so aussehen wie die Planeten in unserem Sonnensystem doch dem war nicht so. Das führte dazu das sich schnell einige neue Planetenklassen durchsetzten die es so bei uns im Sonnensystem nicht gibt. Bei uns gibt es im inneren Sonnensystem die Gesteinsplaneten, wozu der Merkur, die Venus, die Erde und der Mars gehören. Weiter draußen sind die großen Gasplaneten Jupiter und Saturn. Dahinter spricht man dann bei Uranus und Neptun von sogenannten Eisriesen.

Exoplanet Quelle: NASA/JPL

Die ersten Exoplaneten wahren groß und heiß

Als die ersten Exoplaneten entdeckt wurden fand man zuerst große Planeten wie Jupiter die aber viel näher an ihrem Stern wahren als der Merkur der Sonne, unser innerster Planet im Sonnensystem. Dafür wurde bald die Kategorie der Hot Jupiter eingeführt

Danach wurden auch noch kleinere Gasplaneten in der Nähe ihres Sterns gefunden. Diese wurden dann Hot Neptun genannt. Neptun ist der kleinste Gasplanet in unserem Sonnensystem

Gesteinsplaneten

Nach den ersten Hot Jupiter fand man immer kleinere Exoplaneten. Diese wahren immer noch 10 mal schwerer als die Erde aber bestanden auch nicht aus Gas. Diese Exoplaneten wurden dann Supererden genannt.

Supererden sind zwischen 1 bis 10 mal so schwer wie die Erde. Dadurch bedingt ist auch die Gravitation auf diesen Exoplaneten teils deutlich stärker als auf der Erde. Bei kleineren Supererden kann es aber sein das es trotz der höheren Schwerkraft Leben gibt. Hierfür muss der Planet aber in der Habitablen Zone seines Sterns liegen.

Erdähnliche Planeten

Vor kurzen wurden dann auch die ersten Erdähnlichen Exoplaneten Entdeckt. Diese sind so groß wie die Erde. Wenn diese in der habitablen Zone ihres Sterns liegen, könnten sie auch Leben beherbergen. Dann spricht man auch von Erdähnliche Planeten

Der Erdähnliche Exoplanete Kepler 452b Quelle: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

In Zukunft wird man noch viele Planeten Entdecken die Erdähnlich sind. Durch die gesteigerte Leistung der Teleskope und ihrer Instrumente werden die Wissenschaftler immer mehr Exoplaneten entdecken können. Dadurch wird sich unser Verständnis von unserem Sonnensystem weiterentwickeln.