D10 Exoplanetenerkennung: Methoden

Thema

Es gibt vier sich ergänzende Methoden zur Entdeckung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Jede Methode ist empfindlich für einen anderen physikalischen Effekt, den der Planet auf seine Umgebung ausübt.

Die Transitphotometrie misst die periodische Verdunkelung, die ein Planet beim Vorbeiziehen vor seinem Stern verursacht. Die Intensität dieser Verdunkelung nimmt mit der Größe des Planeten im Verhältnis zu seinem Stern zu. Daher sind Transits großer Planeten um kleine Sterne deutlich leichter zu beobachten als Transits kleiner Planeten um große Sterne. Die Periodizität dieser Verdunkelung gibt zudem Aufschluss über die vollständige Umlaufbahn des Planeten.

Die Radialgeschwindigkeitsmessung hingegen erfasst die Taumelbewegung, die der Planet selbst auf seinen Stern auslöst. Die Amplitude dieser Taumelbewegung nimmt mit der Masse des Planeten zu, aber mit zunehmender Masse des Sterns und mit zunehmendem Abstand des Planeten zum Stern ab.

Die Astrometrie, die bereits als separate Methode beschrieben wurde, kann dieselbe planetenbedingte Taumelbewegung nachweisen, indem sie eine Positionsverschiebung am Himmel beobachtet, anstatt eine Geschwindigkeit zu messen. Die direkte Bildgebung unterdrückt die überwältigende Helligkeit des Zentralsterns und macht so den Planeten selbst sichtbar. Sie ist nur für junge, noch heiße Planeten geeignet, die ihren Stern in großer Entfernung umkreisen.

Die habitable Zone eines Systems ist der von der Leuchtkraft des Sterns bestimmte Bahnring, innerhalb dessen die Gleichgewichtstemperatur eines Planeten die Existenz von flüssigem Wasser auf seiner Oberfläche ermöglicht. Somit offenbart ein Planet außerhalb des Sonnensystems seine Existenz auf vier verschiedene Arten, wenn auch fast immer unsichtbar für das bloße Auge – vorausgesetzt, man weiß, wo man suchen muss.

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