Exoplaneten - Welten weit außerhalb…
In dieser Rubrik möchte ich Ihnen einmal zeigen, wie Exoplaneten nachgewiesen werden
können. Doch zu aller erst - Was sind Exoplaneten eigentlich ?
Als Exoplaneten werden alle Planeten bezeichnet, die sich außerhalb unseres Sonnen-
systems befinden. Egal wie weit von Ihrem Mutterstern sie sich befinden oder wie weit
sie von unserer Erde entfernt sind. Es gibt verschiedene Möglichkeiten solche Planeten
nachzuweisen. Eine Methode, die Profis, wie auch Amateure einsetzen ist die Transit-
methode. Dazu stellen wir und eine sternklare Nacht vor. Wir schauen in den Himmel
der mit zahllosen Sternen übersät ist. Nun picken wir uns einen Stern heraus.
Jetzt sind wir in einer Sichtlinie mit dem Stern. Wenn jetzt ein Exoplanet, der diesen
Stern umkreist, zwischen uns und dem Stern vorbei zieht, so verdunkelt er ganz minimal
diesen Stern, den wir beobachten. Das ganze sind zwar nur immer kleine Bruchteile,
die dem Licht unseres Sternes fehlen, aber…sie sind Messbar !
Und das auch mit Amateurmitteln und Kameras. Man meint immer. man müsste dafür
ein Hight-Tech Equipment vorweisen können. Das ist aber Falsch. Selbst die Profis
nehmen für die suche eine gekühlte Astrokamera mit einem Teleobjektiv dafür.
Natürlich kann man auch eine normale digitale Spiegelreflexkamera nehmen.
Doch wie beginnt man am besten ?
Als erstes sucht man sich einen Exoplaneten von folgender Website aus.
Am besten geht das, wenn man seinen Standort eingibt.
Die Tschechen bieten da mit ihrer Plattform das beste Database. Hat man seine
Koordinaten eingegeben, so bekommt man die Transite, die sichtbar sind, angezeigt.
Nun kann man sich diese nach belieben aussuchen. Am besten, man geht nach der
„Depth“-Zahl. Diese beschreibt, um wieviel sich der Mutterstern verdunkelt. Für den
Anfang ist es hilfreich, wenn diese Zahl recht hoch ist. So ab 0.0300 ist da schon
empfehlenswert. Denn dann ist der Transit gut zu sehen. In diesem Fall entspräche
die Verdunkelung ca. 3% des Sternenlichts. Klingt viel, ist es für Exoplaneten auch,
doch auf Bildern mit dem menschlichen nicht sichtbar.
Dann geht es weiter, dass man von diesem Stern zur besagten Uhrzeit eine Aufnahme-
serie macht und diese Bilder abspeichert. Ganz wichtig ist, dass alle Parameter während
der Aufnahmephase gleich bleiben. Das heißt in der Praxis: Sehr gute Nachführung,
möglichst konstante gute Wetterbedingungen (kein Dunst der aufzieht, Wolkenzirren oder
das Wolkenfelder durchziehen), aber auch das die künstliche Beleuchtung gleich bleibt.
Die Konstanz der Bedingungen ist das A und O.
Warum ist das aber so wichtig ?
Weil wir sonst in der Auswertung Probleme bekommen und uns das Ergebnis ruinieren
könnte. Jedes Bild bildet die Referenz zum nächsten Bild. Kurz gesagt, alles im Bild muss
gleich bleiben, dass man den Helligkeitsunterschied von nur diesem einen Stern messen
kann. Jede noch so kleine Störung wird von der Auswertesoftware erkannt und mit in die
Auswertung gezogen. Dann kann es sein, dass die Helligkeitsunterschiede des Sterns in
den Bildern nicht nachweisbar oder zu fehlerbehaftet sind.
Nachdem wir die einzelnen Bilder ausgewertet haben, kommt dabei eine Grafik wie diese
beiden heraus:
Dieses Diagramm zeigt den Helligkeitsverlauf von WASP-2. Dieser Stern mit seinem
Exoplanet liegt im Sternbild Delfin. Der Verdunklungsgrad liegt bei 0.0216 mag. Also
ca. 2,1 %. Unten ist immer die Zeit in UT angeben, die Y-Achse zeigt die Helligkeit
in mag. Nun muss man von links nach rechts eigentlich mitteln. Dann haben wir eine
Art „U“. Man kann aber trotzdem sehr schön sehen, dass sich der Stern verdunkelt hat.
Je nachdem, wie „rund“ dieses „U“ verläuft kann ich sehen, ob der Planet auf unserer
Sichtachse mehr Äquatornah oder eher Polnah am Stern vorrüber gezogen ist.
In diesem Fall dürfte er so dazwischen liegen.
Das ist die Lichtkurve von WASP-3. Dieser hat einen „Depth“-Wert von 0.0123 mag. Er ist also
noch eine ganze Ecke schwächer. Man erkennt links, wenn man sich wieder eine Linie im Mittel
denkt, wie der Transit beginnt. Der Nachweis ist aber schon deutlich schwerer und die ganzen
Anforderungen steigen. Da muss das Wetter vor allem mitspielen. Gerade, wenn der Transit,
so wie hier über 2 Stunden dauert. Jeder einzelne Punkt oben in der Kurve steht im übrigen für
ein Bild. In diesem Fall ist nach ca. 1,5 Stunden seit dem Start der Bilderserie, der Mond auf-
gegangen. Da hatte ich nicht gründlich genug recherchiert. Das passiert, wenn man am Abend
„mal eben schnell“ umschwenkt und Exoplanetentransite aufnehmen will. Wie man sieht, reicht
das als „Störfeuer“ vollkommen aus und das Ende des Transits ist hinüber.
Wenn die Ergebnisse gut sind, kann man sie bei der TRESCA, die Gruppe die für die Exo-
planeten zuständig ist, einreichen. Somit hilft man der Forschung ebenfalls.