Max-Planck-Institut und James-Webb-Teleskop finden einzigartigen Exoplaneten
Älter und kälter war noch kein zuvor beobachteter Exoplanet. Der mit Hilfe des James-Webb-Teleskops entdeckte Super-Jupiter ist noch aus weiteren Gründen besonders.
So könnte der kalte Gasriese, der einen Roten Zwerg umkreist, aussehen. Auf den Aufnahmen des James-Webb-Teleskops ist lediglich ein Lichtpunkt zu sehen, die ersten Auswertungen lassen jedoch auf einen Gasplaneten schließen.
Foto: T. Müller (MPIA/HdA)
Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) sorgt erneut für Furore: Ein Team von Astronominnen und Astronomen unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) hat einen neuen Exoplaneten entdeckt. Dieser Planet umkreist den Hauptstern des nahen Dreifachsystems Epsilon Indi und wird als kalter Super-Jupiter klassifiziert. Mit einer Temperatur von etwa 0 Grad Celsius und einer großen Umlaufbahn, die der des Neptun ähnelt, stellt dieser Fund eine besondere Entdeckung dar.
Ein überraschender Fund
Elisabeth Matthews, Forscherin am MPIA in Heidelberg und Hauptautorin der Studie, drückt die Begeisterung des Teams aus: „Wir waren aufgeregt, als wir das Bild dieses neuen Planeten sahen.“ Matthews fügt hinzu: „Zu unserer Überraschung passte der helle Fleck, der auf unseren Bildern zu sehen war, nicht zu der Position, die wir für den Planeten erwartet hatten.“
Frühere Studien hatten bereits einen Planeten in diesem System identifiziert, jedoch die Masse und Umlaufbahn falsch eingeschätzt. Dank der präzisen Beobachtungen des JWST konnte das Team nun genauere Daten erheben.
Auf unserer Schwesterseite vdi-nachrichten beschäftigen wir uns ebenfalls mit Exoplaneten: Wie wir nach Exoplaneten suchen – und was wir gefunden haben
Nachweis in mehrfacher Hinsicht ungewöhnlich
Laut dem Autorenteam ist der Nachweis des neuen Exoplaneten in mehrfacher Hinsicht außergewöhnlich. So lieferte James-Webb das erste Bild eines Exoplaneten, der bisher nicht vom Boden aus beobachtet wurde. „Bild“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Planet auf den Aufnahmen nur als heller Punkt erscheint. Dies ist ein direkter Nachweis. Indirekte Nachweise können mit Hilfe von Transit- und Radialgeschwindigkeitsmethoden erbracht werden, so das Team.
Eps Ind Ab, wie der Planet genannt wird, umkreist seinen Heimatstern in einer Entfernung von 20 bis 40 Astronomischen Einheiten. Laut Forschungsteam entspricht dies einer Umlaufbahn, die die des Neptuns im Sonnensystem widerspiegelt. Zudem hat der Planet eine Masse, die etwa sechsmal so groß ist wie die des Jupiters. Zur Einordnung: Die Jupitermasse entspricht etwa 318 Erdmassen.
Das Besondere an Eps Ind Ab
Der Fund von Eps Ind Ab ist besonders, da nur wenige kalte Gasriesen bekannt sind, die um Sterne kreisen, die so alt wie die Sonne sind. Diese Planeten wurden meist durch Radialgeschwindigkeitsmessungen entdeckt, aber nun konnte durch direkte Bildaufnahmen und Spektren ein genauerer Einblick gewonnen werden. Diese Untersuchungen helfen, die Entwicklung von Planetensystemen besser zu verstehen und unser Wissen über die späten Phasen der Planetenentwicklung zu erweitern.
Dazu kommt: Planeten, die weit von ihrem Zentralstern entfernt sind, sind extrem schwer zu entdecken. Ihre kühle Temperatur und die weite Umlaufbahn machen es nahezu unmöglich, sie mit den klassischen Methoden wie der Transit- oder Radialgeschwindigkeitsmethode zu finden. Frühere Versuche, den Planeten Eps Ind A zu erforschen, führten zu fehlerhaften Rückschlüssen, da die Umlaufbahn des Planeten sehr lang ist und etwa 200 Jahre für einen Umlauf benötigt.
Direkte Abbildung durch das JWST
Das Team um Matthews entschied sich für eine Methode der direkten Abbildung. Dabei nutzt das JWST die MIRI-Kamera, die mit einem Koronografen ausgestattet ist. Diese spezielle Maske verdeckt den hellen Zentralstern und ermöglicht es, den Planeten sichtbar zu machen. Die geringe Entfernung von Eps Ind zur Erde, sie beträgt nur 12 Lichtjahre, erleichtert die Beobachtung zusätzlich, so das Forschungsteam.
Die Daten des Teleskops zeigten ein Signal, das nicht den bisherigen Erwartungen entsprach. Dies deutet darauf hin, dass der Planet anders ist als bisher angenommen. Nach Ausschluss einer Hintergrundquelle konnte das Team bestätigen, dass das Signal tatsächlich von Eps Ind A stammte. Weitere Bildanalysen, bei denen auch Daten des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) einbezogen wurden, bestätigten diese Ergebnisse.
Das Forschungsteam ist sich sicher: Die Entdeckung von Eps Ind Ab ist erst der Anfang. Thomas Henning, emeritierter Direktor am MPIA, betont die Bedeutung zukünftiger Spektralanalysen, um detaillierte Informationen über die chemische Zusammensetzung und Klimatologie des Planeten zu erhalten. Matthews und ihr Team planen, weitere nahe Planetensysteme zu untersuchen, um mehr über kalte Gasriesen zu erfahren.
Hier geht es zur Pressemeldung des MPIA
Ein Beitrag von:
