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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Exzentrische Spuren im Universum |
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| | | Die Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems beschäftigt nicht nur FBI-Agenten a la "Akte X". Eine Wiener Astronomin analysiert nun mit Unterstützung des Wissenschaftsfonds (FWF) die Bahnstabilität so genannter "extra-solarer Planeten" - eine Voraussetzung für die Bildung einer Biosphäre, die Leben überhaupt ermöglicht. |
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Wir sind nicht allein im Universum - das können Astronomen seit zehn Jahren mit Fug und Recht behaupten. Zumindest, was die Existenz von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems betrifft.
Die Wiener Astronomin Elke Pilat-Lohinger erörtert derzeit die Stabilität jener so genannten "extra-solaren Planetensysteme", die sich um einen oder zwei sonnenähnliche Sterne bewegen.
Der Wissenschaftsfonds (FWF) unterstützt dieses Projekt mit einer "Hertha Firnberg-Nachwuchsstelle", die der Wissenschaftlerin Anfang Oktober verliehen wurde.
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Extra-solare Planeten (Teil I)
Die Entdeckung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zählt zu den herausragendsten Ereignissen der Astronomie des letzten Jahrzehnts. Der erste dieser "extra-solaren Planeten" wurde 1992 bei dem Pulsar PSR 1257+12 gefunden und gab somit erstmals Antwort auf die offene Frage nach der Existenz anderer Planetensysteme. Drei Jahre danach gelang es Genfer Astronomen den ersten Planeten bei einem sonnenähnlichen Stern (bei 51 Pegasi) nachzuweisen. Der planetare Begleiter von 51 Pegasi umläuft seinen Zentralstern in nur 4,2 Tagen, wodurch sich eine Umlaufgeschwindigkeit von circa 120 km/s ergibt - das entspricht etwa der vierfachen Geschwindigkeit der Erde um die Sonne. |
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Mehr als reine Beobachtung |
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"Abgesehen von der reinen Beobachtung und Analyse dieser Planetensysteme interessiert uns vor allem die Langzeitstabilität von Planetenbahnen", erläutert Pilat-Lohinger. "Diese ist nämlich Voraussetzung für die Bildung einer Biosphäre, ähnlich wie die der Erde."
Die Astronomin studiert im speziellen jene Systeme, deren Bahnen - im Gegensatz zu unserem Planetensystem - eine Ellipsenform mit hoher Exzentrizität, das heißt, mit großer Abweichung von der Kreisbahn, aufweisen.
"Je ellipsenförmiger, desto schwieriger ist es, die Stabilität zu wahren. Nur wenn es noch weitere Planeten gibt, kann es zu Störungen kommen", setzt die Wissenschaftlerin fort.
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Doppelsternsystem in Sternbild des Krebs
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Bei diesem Doppelsternsystem wurde ein extrasolarer Planet entdeckt.
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Auf der Suche nach neuen Planetensystemen |
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"Deshalb versuchen wir durch Modellrechnungen am Computer jene Bereiche in diesem Planetensystem zu erörtern, wo weitere Himmelskörper existieren könnten. Die essentiellen Bestimmungsfaktoren für die Stabilität sind in diesem Zusammenhang die Bahnform, -neigung und Masse", so Pilat - Lohinger.
Ein weiterer Schwerpunkt des Forschungsprojekts ist die Untersuchung von Doppelsternsystemen, weil die meisten Sterne Doppel- oder Mehrfachsysteme bilden, die wiederum ganz andere Voraussetzungen für die Stabilität von Planetenbahnen rund um einen oder beide Sterne verlangen.
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Extra-solare Planeten (Teil II)
Bis vor wenigen Jahren konnten diese Planeten mangels geeigneter photometrischer Messmethoden nicht entdeckt werden. Erst mit Hilfe neuer Methoden, die sich die periodische Dopplerverschiebung im Sternspektrum zunutze machen, ließen sich die Planeten aufspüren. Heute kennt man bereits 65 extra-solare Planeten bei sonnenähnlichen Sternen, deren Planetenmassen unter 11 Jupitermassen sind - dies ist circa die magische Grenze, in der ein Himmelsobjekt als Planet klassifiziert wird (1 Jupitermasse entspricht 317 Erdmassen). |
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Auf der Suche nach Leben |
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In einem weiteren Schritt möchte Pilat-Lohinger auch jene Planetensysteme genauer untersuchen, bei denen sich der Körper nur um einen der beiden Sterne aus dem Doppelsternsystem bewegt.
"Für mich sind vor allem die Systeme interessant, bei denen ein massereicher Gasplanet gefunden wurde, der etwa in Erdentfernung vom Stern liegt", so die Astronomin.
"Diese Planeten befinden sich nämlich in der so genannten "habitable zone": In diesem Bereich könnte sich theoretisch Leben entwickeln", sagt Pilat - Lohinger.
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Extra-solare Planeten (Teil III)
Natürlich erhofften sich die Wissenschaftler, dass sie darunter ferne Planetensysteme entdecken, die unserem Sonnensystem ähneln. Die neuesten Erkenntnisse weisen aber darauf hin, dass es gravierende Unterschiede gibt: In unserem Sonnensystem bewegen sich die Planeten nahezu auf einer Kreisbahn und umlaufen beinahe in derselben Bahnebene die Sonne, wohingegen die extra-solaren Planeten oft in sehr exzentrischen Bahnen ziehen. Außerdem wurden bislang nur sehr massereiche Planeten entdeckt, die ihrem Stern zum Teil sehr nahe sind - bis zu einem Zehntel der Distanz des Merkurs - dem innersten Planeten unseres Systems - zur Sonne. |
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Entwicklungen wie auf der Erde möglich |
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Auf diesen Gasplaneten zeige sich natürlich keine biologische Existenz wie auf der Erde, doch bei Vorhandensein eines oder mehrerer Monde könnte es dort sehr ähnliche Entwicklung wie auf der Erde geben.
Die Stabilitätsbereiche um diese Riesenplaneten und damit die mögliche Existenz von Monden wird Pilat-Lohinger in ihren laufenden Analysen erörtern.
Eva-Maria Gruber, Universum Magazin
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01.01.2010 |
