Schlagwort: Exoplanet

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Orion und der Laufende Mann

Der Orionnebel füllt das Bild. Er ist einer der bekanntesten und schönsten Nebel am Himmel. Rechts ist die bekannte rosarote Emissionsregion, links ist der Laufende Mann, ein Reflexionsnebel, der weniger oft abgebildet wird.

Bildcredit und Bildrechte: R. Jay Gabany

Nur wenige kosmische Ausblicke regen die Fantasie so an wie der Orionnebel. Mit bloßem Auge sieht man ihn nur als schwachen, blassen Fleck am Himmel. Hier breitet sich das nächstliegende große Sternentstehungsgebiet über das scharfe, farbige Teleskopbild aus.

Der Orionnebel ist im Messier-Katalog als M42 verzeichnet. Sein leuchtendes Gas und sein Staub umgeben heiße, junge Sterne. M42 ist ungefähr 40 Lichtjahre groß. Er liegt am Rand einer gewaltigen interstellaren Molekülwolke, die nur 1.500 Lichtjahre entfernt ist und sich im selben Spiralarm unserer Milchstraße befindet wie die Sonne.

Die ursprünglichen Nebel sind jedoch nur ein kleiner Teil vom Reichtum an Material in unserer galaktischen Nachbarschaft, das Sterne bildet. Auch der staubige, bläuliche Reflexionsnebel NGC 1977 gehört dazu. Er ist links im Bild. Man kennt ihn als Running-Man-Nebel. In der gut untersuchten Sternschmiede fanden Forschende der Astronomie zudem zahlreiche entstehende Planetensysteme.

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50 Lichtjahre bis 51 Pegasi

Über der Kuppel eines Observatoriums, das zwischen Bäumen steht, leuchten Sterne am aufgehellten Himmel. Grüne Linien ziehen die Sternbilder Pegasus und Andromeda. Kreise markieren die Galaxien M31 und M33, den Planeten Saturn und 51 Pegasi.

Bildcredit und Bildrechte: José Rodrigues

Es sind nur 50 Lichtjahre bis 51 Pegasi. Diese Momentaufnahme vom August 2025 zeigt die Position dieses Sterns. In dieser Nacht sah man über der Kuppel des Observatoire de Haute-Provence in Frankreich überwiegend hellere Sterne.

Im Oktober 1995 gaben die Astronomen Michel Mayor und Didier Queloz eine bahnbrechende Entdeckung bekannt, die sie an diesem Observatorium gemacht hatten. Das war vor dreißig Jahren. Mit Hilfe eines präzisen Spektrografen hatten sie einen Planeten entdeckt, der 51 Peg umkreist. Es war der erste bekannte Exoplanet, der um einen sonnenähnlichen Stern kreist.

Mayor und Queloz maßen mit dem Spektrografen die Veränderungen der Radialgeschwindigkeit des Sterns. Diese regelmäßige Schwankung entsteht durch die Anziehungskraft des Planeten, der um den Stern kreist. Der Planet mit der Bezeichnung 51 Pegasi b hat laut Messungen eine Masse von mindestens der Hälfte der Masse von Jupiter. Seine Umlaufzeit beträgt 4,2 Tage. Damit ist der Exoplanet viel näher an seinem Heimatstern als Merkur an der Sonne.

Ihre Entdeckung wurde schnell bestätigt. 2019 erhielten Mayor und Queloz schließlich den Nobelpreis für Physik. 51 Pegasi b gilt heute als Prototyp einer Klasse von Exoplaneten, die liebevoll als heiße Jupiter bezeichnet werden. 2015 erhielt er den offiziellen Namen Dimidium, das ist die lateinische Bezeichnung für „die Hälfte“. Seit er vor 30 Jahren entdeckt wurde, fand man mehr als 6.000 Exoplaneten.

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IRAS 04302: In der Schmetterlingsscheibe entsteht ein Planet

Der Nebel im Bild erinnert an einen Schmetterling. In der Mitte ist ein Staubring, den wir von der Kante sehen. Im Bild sind mehrere Galaxien verteilt, die größte davon ist links unten.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Webb; Bearbeitung: M. Villenave et al.

Dieser Schmetterling kann Planeten bilden. Die Nebelwolke, die sich vom Stern IRAS 04302+2247 ausbreitet, sieht aus wie die Flügel eines Schmetterlings, während der vertikale braune Streifen in der Mitte wie der Körper des Schmetterlings aussieht. Doch zusammen deuten sie auf ein aktives System hin, in dem Planeten entstehen.

Dieses Bild wurde kürzlich vom Weltraumteleskop Webb im Infrarotlicht aufgenommen. Die vertikale Scheibe im Bild ist dicht mit Gas und Staub gefüllt. Daraus entstehen Planeten. Die Scheibe verdeckt das sichtbare und (fast) das gesamte Infrarotlicht des Zentralsterns, sodass man einen guten Blick auf den umgebenden Staub hat, der das Licht reflektiert.

In den nächsten Millionen Jahren spaltet sich die Staubscheibe wahrscheinlich durch die Schwerkraft neu entstandener Planeten in Ringe auf. Und in einer Milliarde Jahren löst sich das verbleibende Gas und der Staub wahrscheinlich auf. Dann bleiben hauptsächlich die Planeten übrig – wie in unserem Sonnensystem.

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WISPIT 2b: Exoplanet reißt Lücke in Entstehungsscheibe

Um einen verdeckten Stern kreist eine diffuse helle Scheibe mit einer markanten Lücke. In dieser Lücke ist ein Planet.

Bildcredit: ESO, VLT, SPHERE; Bearbeitung und Bildrechte: ESO, Richelle van Capelleveen (Leiden Obs.) et al.; Text: Ogetay Kayali (MTU)

Der gelbe Punkt – was ist das? Ein junger Planet außerhalb unseres Sonnensystems. Dieses Bild des Very Large Telescope in Chile zeigt überraschenderweise eine ferne Szene, die stark an die Entstehung unseres Sonnensystems erinnert, vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Wir können zwar nicht in die Vergangenheit blicken, um die Entstehung der Erde direkt zu sehen. Doch mit Teleskopen beobachten wir, wie sich ähnliche Prozesse bei fernen Sternen entwickeln.

Mitten im Bild ist ein junger sonnenähnlicher Stern. Er ist hinter einem Koronagrafen verborgen, der seinen hellen Glanz abdeckt. Um den Stern kreist eine helle, staubige protoplanetare Scheibe. Sie enthält das Rohmaterial für Planeten. Spalte und konzentrische Ringe markieren den Orbit, wo eine neu entstandene Welt mit ihrer Gravitation Gas und Staub ansammelt. Auf ihrer Bahn um den Stern räumt sie den Weg frei.

Forschende der Astronomie bildeten zwar auch schon früher Planeten ab, die in Scheiben gebettet sind. Doch diese Beobachtung ist die allererste eines Exoplaneten, der aktiv eine Lücke in eine Scheibe rammt. Es ist der früheste direkte Blick auf aktive planetare Bildhauerei.

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Alpha Centauri: Das nahegelegenste Sternensystem

Ein Sternenfeld ist voll mit rot leuchtendem Gas. Nahe der Mitte befindet sich das helle Sternensystem Alpha Centauri, das unserer Sonne am nächsten ist.

Bildcredit und Bildrechte: Telescope Live, Heaven’s Mirror Observatory; Bearbeitung: Chris Cantrell

Das Sternsystem, das der Sonne am nächsten liegt, ist das System Alpha Centauri. Der schwächste der drei Sternen im System wird Proxima Centauri genannt. Er ist der nächstgelegene Stern. Die hellen Sterne Alpha Centauri A und B bilden ein enges Doppelsternsystem. Sie sind nur 23 Erde-Sonne-Distanzen voneinander entfernt.* Das ist etwas mehr als die Entfernung zwischen Uranus und der Sonne.

Das Alphasystem ist auf einem Großteil der Nordhalbkugel nicht sichtbar. Alpha Centauri A ist auch als Rigil Kentaurus bekannt. Er ist der hellste Stern im Sternbild Zentaur und der vierthellste Stern am Nachthimmel. Sirius ist der hellste Stern, obwohl er mehr als doppelt so weit entfernt ist. Durch einen aufregenden Zufall gehört Alpha Centauri A zur selben Art von Sternen wie unsere Sonne, und Proxima Centauri besitzt einen möglicherweise bewohnbaren Exoplaneten.

*Eine Erde-Sonne-Distanz ist eine Astronomische Einheit (AE).

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Messier 4

Mitten im Bild drängen sich die Sterne des Kugelsternhaufens M4, zum Rand hin sind die Sterne dünner verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Steve Crouch

Messier 4 findet man westlich des hellen roten Riesen Antares. Das ist der Alpha-Stern im Sternbild Skorpion. Er enthält rund 100.000 Sterne. Der Kugelsternhaufen M4 ist an dunklen Standorten nur als schwaches Fleckchen sichtbar, obwohl er nur 5500 Lichtjahre entfernt ist. Diese relative Nähe macht ihn zu einem bevorzugten Ziel für astronomische Erkundungen. In einem Teleskop kann er all seine Besonderheiten zeigen.

Mit dem Weltraumteleskop Hubble werden für neueste Studien die pulsierenden Cepheiden (das sind veränderliche Sterne) von M4 untersucht, abkühlende weiße Zwergsterne vermessen und Beobachtungen des alten, pulsarumkreisenden Exoplaneten PSR B1620-26 b durchgeführt.

Dieses scharfe Bild wurde mit einem kleinen Teleskop auf der Erde aufgenommen. Bei der geschätzten Entfernung von M4 erstreckt es sich etwa 50 Lichtjahre quer über den Kern des Kugelsternhaufens.

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Exoplaneten-Zoo: Andere Sterne

Wie Perlen sind verschieden große Exoplaneten verteilt. Links sind bräunliche Planeten, zur Mitte hin sind hellblau bis dunkelblaue Planeten, und rechts sind rote und orangefarbene Himmelskörper.

Illustrationscredit und Bildrechte: Martin Vargic, Halcyon Maps

Haben andere Sterne Planeten wie unsere Sonne? Sicherlich. Dafür gibt es viele Hinweise. Die Gravitation kreisender Exoplaneten erzeugt leichte Sternwackler. Andere Planeten wandern vor Sternen vorbei und trüben sie.

Bisher wurden insgesamt mehr als 5500 Exoplaneten entdeckt. Tausende davon fanden die Weltraummissionen Kepler und TESS der NASA. Mehr als 100 wurden mit dem erdgebundenen Instrument HARPS der ESO entdeckt.

Diese Illustration zeigt eine Vermutung, wie manche dieser Exoplaneten wohl aussehen. In der Mitte sind neptunartige Planeten verteilt. Ihre Atmosphären enthalten vielleicht Methan, das blaues Licht streut. Daher sind sie blau. An den Seiten des Bildes befinden sich jupiterähnliche Planeten. Sie sind hellbraun und rot, weil die Gase in ihren Atmosphären wahrscheinlich kleine Mengen Kohlenstoff enthalten. Dazwischen sind viele erdähnliche Gesteinsplaneten mit unterschiedlichen Farben verteilt.

Je mehr Exoplaneten entdeckt werden, desto besser versteht die Menschheit, wie häufig erdähnliche Planeten sind und wie häufig es Leben im Universum geben könnte.

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Temperaturen auf dem Exoplaneten WASP-43b

Die schematische Illustration zeigt einen Planeten, der um einen Stern kreist und diesem immer dieselbe Seite zeigt. Vorne ist seine Temperatur gelb visualisiert, hinten violett.

Illustrationscredit: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI); Forschung: Taylor Bell (BAERI), Joanna Barstow (The Open University), Michael Roman (Universität von Leicester)

Nur 280 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist der jupitergroße Exoplanet WASP-43b seinen Mutterstern in gebundener Rotation einmal in 0,8 Erdtagen. Damit ist er etwa 2 Millionen Kilometer (weniger als 1/25 der Umlaufdistanz des Merkurs) von einer kleinen, kühlen Sonne entfernt. Dennoch nähern sich die Temperaturen auf der Tagseite, die immer dem Mutterstern zugewandt ist, glühenden 2500 Grad Celsius, wie das MIRI-Instrument an Bord des James-Webb-Weltraumteleskops bei Infrarot-Wellenlängen gemessen hat.

In dieser Abbildung der Umlaufbahn des heißen Exoplaneten zeigen die Webb-Messungen auch, dass die Temperaturen auf der Nachtseite über 1000 Grad Celsius bleiben. Das deutet darauf hin, dass starke äquatoriale Winde die atmosphärischen Gase auf der Tagseite zur Nachtseite transportieren, bevor sie vollständig abkühlen können.

Der Exoplanet WASP-43b ist nun offiziell als Astrolábos bekannt, und sein Mutterstern vom Typ K wurde auf den Namen Gnomon getauft. Die Infrarotspektren von Webb weisen Wasserdampf sowohl auf der Nacht- als auch auf der Tagseite des Planeten nach und geben Aufschluss über die Wolkendecke von Astrolábos.

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