Künstlerkonzept des Transiting Planet XO-1b. klicken um zu vergrößern
Amateurastronomen haben mit kostengünstiger Ausrüstung einen Jupiter-großen Planeten entdeckt, der einen sonnenähnlichen Stern in 600 Lichtjahren Entfernung umkreist. Ein automatisiertes Teleskop beobachtete Zehntausende heller Sterne, und dann wählte das Team einige Dutzend vielversprechende Kandidaten aus. Der neue Planet mit dem Namen X0-1b ist der 10. Planet, der jemals mit der Transitmethode entdeckt wurde.
Ein internationales Team von professionellen Astronomen und Amateurastronomen, die mit einfachen Standardgeräten den Himmel nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems durchsuchen, hat seinen ersten „Fang“ eingefahren.
Die Astronomen entdeckten im Sternbild Corona Borealis einen Jupiter-großen Planeten, der einen sonnenähnlichen Stern 600 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist. Das Team unter der Leitung von Peter McCullough vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Md., Besteht aus vier Amateurastronomen aus Nordamerika und Europa.
Die Verwendung bescheidener Teleskope zur Suche nach extrasolaren Planeten ermöglicht eine produktive Zusammenarbeit zwischen professionellen und Amateurastronomen, die die Suche nach dem Planeten beschleunigen könnte.
"Diese Entdeckung legt nahe, dass eine Flotte bescheidener Teleskope und die Hilfe von Amateurastronomen um ein Vielfaches schneller als jetzt nach durchlaufenden extrasolaren Planeten suchen können", sagte McCullough. Der Befund wurde zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal angenommen.
McCullough setzte ein relativ billiges Teleskop aus kommerzieller Ausrüstung ein, um den Himmel nach extrasolaren Planeten abzusuchen. Das so genannte XO-Teleskop besteht aus zwei 200-Millimeter-Teleobjektiven und sieht aus wie ein Fernglas. Das Teleskop befindet sich auf dem Gipfel des Haleakala-Vulkans in Hawaii.
"Die Replikation des XO-Prototyp-Teleskops würde 60.000 US-Dollar kosten", erklärte McCullough. "Wir haben weit mehr als das für Software ausgegeben, insbesondere für das Entwerfen und Betreiben des Systems und das Extrahieren dieses Planeten aus den Daten."
McCulloughs Team fand den Planeten, X0-1b genannt, indem es leichte Einbrüche in der Lichtleistung des Sterns bemerkte, als der Planet vor dem Stern vorbeifuhr, was als Transit bezeichnet wurde. Das Licht des Sterns, XO-1 genannt, fällt um ungefähr 2 Prozent ab, wenn der Planet XO-1b vor ihm vorbeizieht. Die Beobachtung ergab auch, dass sich X0-1b in einer engen viertägigen Umlaufbahn um seinen Mutterstern befindet.
Obwohl Astronomen mehr als 180 extrasolare Planeten entdeckt haben, ist X0-1b nur der zehnte Planet, der mit der Transitmethode entdeckt wurde. Es ist der zweite Planet, der mit Teleobjektiven gefunden wurde. Das erste, TrES-1 genannt, wurde 2004 gemeldet. Mit der Transitmethode können Astronomen die Masse und Größe eines Planeten bestimmen. Astronomen verwenden diese Informationen, um die Eigenschaften des Planeten wie seine Dichte abzuleiten.
Das Team bestätigte die Existenz des Planeten, indem es das Harlan J. Smith-Teleskop und das Hobby-Eberly-Teleskop am McDonald Observatory der Universität von Texas verwendete, um das leichte Wackeln zu messen, das der Planet auf seinem Mutterstern verursacht. Diese sogenannte Radialgeschwindigkeitsmethode ermöglichte es dem Team, eine genaue Masse für den Planeten zu berechnen, die etwas geringer ist als die des Jupiter (etwa 0,9 Jupitermassen). Der Planet ist auch viel größer als seine Masse vermuten lässt. "Von den Planeten, die vor ihren Sternen vorbeiziehen, ist XO-1b dem Jupiter am ähnlichsten, und der Stern XO-1 ist der Sonne am ähnlichsten", sagte McCullough, obwohl er schnell hinzufügte: " Aber XO-1b ist seinem Stern viel, viel näher als Jupiter der Sonne. “
Die innovative Technik des Astronomen, mit relativ kostengünstigen Teleskopen nach verdunkelnden Planeten zu suchen, begünstigt es, Planeten zu finden, die in der Nähe ihrer Elternsterne umkreisen. Der Planet muss auch groß genug sein, um einen messbaren Abfall im Sternenlicht zu erzeugen.
Der Planet ist der erste, der in McCulloughs dreijähriger Suche nach durchlaufenden extrasolaren Planeten entdeckt wurde. Die Planetenquest wird durch einen Zuschuss aus dem Origins-Programm der NASA finanziert.
McCulloughs Planetenfindungstechnik beinhaltet nächtliche Himmelsbewegungen mit dem XO-Teleskop in Hawaii, um die Helligkeit der Sterne zu erfassen, auf die es trifft. Ein Computersoftwareprogramm durchsucht alle zwei Monate viele tausend Sterne und sucht nach winzigen Einbrüchen im Licht der Sterne, der Signatur eines möglichen Planetentransits. Der Computer bietet einige hundert Möglichkeiten. Aus diesen Kandidaten wählen McCullough und sein Team ein paar Dutzend vielversprechende Leads aus. Er gibt diese Sterne an die vier Amateurastronomen weiter, um die möglichen Transite genauer zu untersuchen.
Von September 2003 bis September 2005 beobachtete das XO-Teleskop Zehntausende heller Sterne. In dieser Zeit studierte sein Team von Amateurastronomen einige Dutzend vielversprechende Kandidatenstars, die von McCullough und seinem Team identifiziert wurden. Der Stern X0-1 wurde im Juni 2005 als vielversprechender Kandidat eingestuft. Die Amateurastronomen beobachteten ihn im Juni und Juli 2005 und bestätigten, dass ein Objekt in Planetengröße den Stern verdunkelte. McCulloughs Team wandte sich dann an das McDonald Observatory in Texas, um die Masse des Objekts zu erhalten und es als Planeten zu verifizieren. Er erhielt die Nachricht von der Beobachtung des Teleskops am 16. Februar 2006 um 12:06 Uhr von Chris Johns-Krull, einem Freund und Kollegen an der Rice University.
"Es war ein wunderbares Gefühl, weil das Team drei Jahre lang daran gearbeitet hatte, diesen einen Planeten zu finden", erklärte McCullough. "Die Entdeckung repräsentiert ein paar Bytes von fast einem Terabyte an Daten: Es ist wie der Versuch, Gold aus Meerwasser zu destillieren."
Die Entdeckung hat auch eine besondere familiäre Bedeutung für den Astronomen. "Der Mentor meines Vaters war Harlan J. Smith, der Mann, dessen Ehrgeiz und harte Arbeit das Teleskop hervorbrachten, mit dem wir die Überprüfungsdaten erfasst haben."
McCullough glaubt, dass der neu gefundene Planet ein perfekter Kandidat für das Studium mit den Hubble- und Spitzer-Weltraumteleskopen ist. Hubble kann die Entfernung des Sterns und die Größe des Planeten genau messen. Spitzer kann tatsächlich die Infrarotstrahlung vom Planeten sehen. Indem Spitzer das Verschwinden des Planeten hinter dem Stern zeitlich festlegt, kann er auch die "Elliptizität" oder "Unrundheit" der Umlaufbahn des Planeten messen. Wenn die Umlaufbahn elliptisch ist, würde die sich ändernde Gravitationskraft zu einer zusätzlichen Erwärmung des Planeten führen, seine Atmosphäre erweitern und möglicherweise erklären, warum der Durchmesser des Objekts für einen Körper seiner berechneten Masse besonders groß erscheint.
"Durch die zeitliche Abstimmung der Passagen des Planeten über den Stern könnten sowohl Amateur- als auch professionelle Astronomen das Glück haben, die Anwesenheit eines anderen Planeten im XO-1-System anhand seiner Gravitationsschlepper an XO-1b zu erkennen", sagte McCullough. "Es ist sogar möglich, dass ein solcher Planet der Erde ähnlich ist."
Ursprüngliche Quelle: HubbleSite-Pressemitteilung
