Exoplaneten durch Transits finden — Astronomie, 14–17 Jahre
Ein Planet kann sich verraten, indem er das Licht seines Sterns regelmäßig ein wenig abschwächt, wenn er vor ihm vorbeizieht.
Ein Planet erzeugt einen winzigen Schatten
Wenn ein Planet zwischen seinem Stern und unserem Teleskop hindurchzieht, verdeckt er einen kleinen Teil des Sternenlichts. Dieses Ereignis heißt Transit. Wiederholt sich die Abschwächung in regelmäßigen Abständen, kann das auf einen umlaufenden Planeten hinweisen, obwohl der Planet selbst zu lichtschwach für eine direkte Sichtung ist.
Warum man eine Helligkeitsänderung nutzt
Sterne sind riesig und hell, daher gehen ihre Planeten auf einem Teleskopbild meist unter. Gesucht war eine Methode, einen kleinen dunklen Körper ohne direkte Sichtung zu erkennen. Wiederholte Messungen des Sterns machen daraus ein Muster: Die Tiefe des Helligkeitsabfalls schätzt die Planetengröße, der Abstand zwischen den Abfällen seine Umlaufzeit.
Die Größe eines Planeten abschätzen
Nehmen wir an, das Licht eines Sterns nimmt während eines Transits um 1 % ab. Die Methode verknüpft den Lichtverlust mit der Fläche des Planeten geteilt durch die Fläche des Sterns: (Planetenradius ÷ Sternradius)². Da 1 % = 0,01 ist, ziehen wir die Quadratwurzel: 0,1. Der Planetenradius beträgt also ungefähr ein Zehntel des Sternradius.
Ein Helligkeitsabfall ist nicht automatisch ein Planet
Ein wiederkehrender Helligkeitsabfall wirkt wie ein starker Beweis, deshalb ist es verständlich, schnell von einem Planeten auszugehen. Aber auch ein zweiter Stern, ein Sternfleck oder ein Instrumentenfehler können die gemessene Helligkeit verändern. Astronominnen und Astronomen prüfen das Signal mit weiteren Beobachtungen, vergleichen verschiedene Wellenlängen und suchen nach einer gleichmäßigen Umlaufperiode, bevor sie einen Exoplaneten bestätigen.
Welten außerhalb des Sonnensystems suchen
Weltraumteleskope überwachen Tausende Sterne und erstellen Lichtkurven, die kleine Veränderungen über die Zeit zeigen. Transitdaten können Größe, Umlaufzeit und Abstand eines Planeten von seinem Stern verraten; zusammen mit anderen Methoden helfen sie, seine Atmosphäre zu untersuchen. So vergleichen Forschende Planetensysteme, statt aus einem einzigen Helligkeitsabfall auf Leben zu schließen.
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