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Sternennachbar im Visier

Astronomie|Physik

Sternennachbar im Visier
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Unser nächster Nachbarstern Proxima Centauri (links). (Bild: NASA/ ESA/ K.Sahu et al.)
Der Rote Zwergstern Proxima Centauri liegt nur 4,2 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Er ist damit unser nächster Nachbar im Kosmos und deshalb besonders interessant. Deutlich kleiner und lichtschwächer als unsere Sonne, gehört Proxima Centauri zur verbreitetsten Sternklasse in der Milchstraße. Nach neuesten Erkenntnissen könnte dieser Sterntyp durchaus häufig erdähnliche Planeten besitzen. Bisher allerdings blieb die Suche nach Erdzwillingen bei unserem Nachbarstern vergeblich. In den nächsten zwei Jahren aber bekommen die Astronomen eine neue Chance. Denn Proxima Centauri wird in dieser Zeit direkt vor zwei weiter entfernten hellen Sternen vorüberziehen. Diese seltene Konjunktion wird es ermöglichen, sowohl die Masse des Sterns genauer zu ermitteln, als auch Ausschau nach kleinen Planeten zu halten, die mit bisherigen Methoden nicht aufgespürt werden konnten.

Bisher suchen Astronomen vor allem mit zwei Verfahren nach Planeten um fremde Sterne: Bei der sogenannten Radialgeschwindigkeits-Methode fangen sie das Licht des Sterns ein und analysieren dessen Spektrum. Weil die Bewegung des Sterns von uns weg oder auf uns zu das Licht leicht in den roten oder blauen Bereich verschiebt, lassen sich am Spektrum winzige Taumelbewegungen erkennen, die die Schwerkraft eines umkreisenden Planeten verursacht. Diese Methode funktioniert bisher aber nur bei Exoplaneten von mindestens der Masse des Neptun, die ihren Stern relativ nahe umrunden. Bei der sogenannten Transitmethode messen die Astronomen die winzigen Verdunklungen des Lichts, die ein vor seinem Stern vorüberziehender Planet verursacht. Das allerdings setzt voraus, dass der Orbit des Planeten ihn von uns aus gesehen vor dem Stern vorbeiführt.

Im Falle von Proxima Centauri war die Suche mit beiden Methoden aber bisher erfolglos, wie Kailash Sahu vom Space Telescope Science Institute in Baltimore und seine Kollegen berichten. Zwar hatte das Weltraumteleskop Hubble im Jahr 2009 Hinweise auf einen möglichen planetaren Begleiter geliefert. Diese konnten aber bei späteren Messungen nicht bestätigt werden. Das aber bedeutet noch nicht, dass dieser Stern keine Planeten besitzt. Denn weil Rote Zwergsterne deutlich masseärmer sind als unsere Sonne, sind auch ihre Planeten meist eher kleiner – und entsprechend schwer nachweisbar. Proxima Centauri hat nur rund 12,3 Prozent der Sonnenmasse, entsprechend könnten auch seine Planeten kleiner als die des Sonnensystems sein.

Hilfe durch kosmische Verzerrungslinse

Eine Chance, einen möglichen Planeten um Proxima Centauri doch noch aufzuspüren, bietet nun noch eine dritte Suchmethode: das sogenannte Microlensing. Dabei nutzen Astronomen die Tatsache, dass die Schwerkraft eines Sterns den Raum um ihn herum und auch das dort passierende Licht leicht krümmt. Das Schwerefeld des Sterns wirkt quasi wie eine Verzerrungslinse – und dies um so stärker, je mehr Masse der Stern besitzt. Kreist zudem noch ein Planet um diesen Stern, führt dessen Masse zu einer geringen zusätzlichen Verzerrung – die mit sensiblen Teleskopen nachgewiesen werden kann.

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Im Falle vom Proxima Centauri wird es ein solches Microlensing-Ereignis in näherer Zukunft gleich zwei Mal geben, wie Sahu und seine Kollegen nach intensiver Fahndung in Sternenkatalogen nun feststellten: Sowohl im Oktober 2014 als auch im Februar 2016 wird der Rote Zwerg jeweils direkt vor zwei fernen, hellen Hintergrundsternen vorüberziehen. Die Schwerkraft von Proxima Centauri wird dabei die Position dieser Hintergrundsterne um geschätzte 0,5 und 1,5 Milli-Bodensekunden verschieben, erklären die Astronomen. Das entspricht gerade einmal der Breite eines Centstücks, das am Strand von Hawaii steht und von New York City aus beobachtet wird. Die hochauflösenden Sensoren des Weltraumteleskops Hubble und des Very Large Telescope auf dem Paranal in Chile aber können diese winzigen Verschiebungen registrieren – und auch die noch kleineren Verzerrungen, die ein Planet um Proxima Centauri verursachen würde.

„Diese Ereignisse geben uns die Möglichkeit, planetare Begleiter von Proxima Centauri zu entdecken und auch ihre Masse zu bestimmen“, erklären die Forscher. Da jede Passage einige Stunden bis Tage anhält, gibt das genügend Zeit, um die Verzerrungseffekte der Schwerkraft von Proxima Centauri genau zu beobachten und die winzigen Anomalien zu detektieren. Die Frage, ob unser nächster stellarer Nachbar möglicherweise sogar erdähnliche Planeten besitzt, könnte dann endgültig geklärt werden.

Kailash Sahu (Space Telescope Science Institute, Baltimore) et al., Astrophysical Journal (in press)
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