Astronomie: Wenn die Sterne wackeln

Weltraumteleskope entdecken immer weiter entfernte Planeten. Ob diese lebensfreundlich sind, können Forscher nur schätzen - anhand von Bewegungen und Licht. Für eindeutige Beweise reicht das nicht.

Artikel veröffentlicht am , Florian Freistetter/Scienceblog
Eine Zeichnung vom Doppelsternsystem Kepler-47, das von zwei Exoplaneten umrundet wird.
Eine Zeichnung vom Doppelsternsystem Kepler-47, das von zwei Exoplaneten umrundet wird. (Bild: T. Pyle/Nasa/JPL-Caltech)

Astronomen haben es nicht leicht. Im Gegensatz zu anderen Wissenschaftlern können sie ihre Untersuchungsobjekte nur ansehen. Man kann die Sterne und Planeten nicht im Labor unter dem Mikroskop untersuchen, man kann sie nicht sezieren, nicht in einem Reagenzglas auflösen oder auf eine Waage legen. Alles, was den Astronomen bleibt, ist das Licht der Sterne, das zur Erde gelangt. Aus diesen wenigen Photonen müssen sie all das ableiten, was sie über das Universum wissen wollen. Und erstaunlicherweise funktioniert das ziemlich gut, selbst dann, wenn die Objekte, an denen man interessiert ist, gar kein eigenes Licht erzeugen. Zum Beispiel Planeten.

Inhalt:
  1. Astronomie: Wenn die Sterne wackeln
  2. Wenn Planeten wackeln
  3. Wichtige Informationen fehlen

Die Astronomen haben zurzeit knapp 1.000 Planeten, die um fremde Sterne kreisen, einwandfrei identifiziert. Bei der Entdeckung dieser extrasolaren Planeten wurde aber nur eine Handvoll davon tatsächlich im Teleskop direkt gesehen. Die Mehrheit der Planeten wurde indirekt gefunden. Etwas anderes blieb den Astronomen auch nicht übrig, denn verglichen mit den Sternen sind die Planeten winzig. Sie geben selbst kein Licht ab und das bisschen Licht, das sie reflektieren, wird vom viel helleren Stern überstrahlt. Und bei den riesigen Distanzen im All besteht nur in ganz wenigen Ausnahmefällen die Möglichkeit, einen Exoplaneten direkt zu sehen.

Radialgeschwindigkeitsmethode

Die indirekten Methoden verraten aber auch einiges über die Eigenschaften eines Planeten. Vor allem zwei Methoden werden bei der Suche nach extrasolaren Planeten eingesetzt. Die eine heißt Radialgeschwindigkeitsmethode und nutzt die Tatsache, dass ein Stern immer auch ein klein wenig von seinen Planeten beeinflusst wird. Denn es wirkt nicht nur eine Gravitationskraft vom Stern auf den Planeten, sondern auch umgekehrt vom Planeten auf den Stern. Da der Planet eine viel geringere Masse hat, ist dieser Effekt natürlich viel kleiner. Aber er ist vorhanden und lässt sich messen. Die Gravitationskraft des Planeten bringt den Stern ein klein wenig zum Wackeln, und von der Erde aus gesehen scheint er in regelmäßigen Abständen ein winziges Stückchen auf uns zuzukommen und sich dann wieder zu entfernen.

Je mehr Masse der Planet hat und je näher er seinem Stern ist, desto stärker ist der Effekt. Die Beobachtung des Wackelns kann den Astronomen also verraten, wie schwer der Planet ist und ob er sich auf einem engen oder weiten Orbit befindet. Man kann sogar herausfinden, ob die Bahn des Planeten kreisförmig oder oval ist. Das zweite Keplersche Gesetz der Planetenbewegung besagt, dass sich ein Planet umso schneller bewegt, je näher er dem Stern auf seiner Bahn kommt. Ist die Bahn kreisförmig, dann ist er immer gleich weit vom Stern entfernt. Also ist auch die Gravitationskraft, die er auf den Stern ausübt, immer gleich groß. Ist die Bahn allerdings oval, dann ist er dem Stern mal näher, mal ist er weiter entfernt. Der Planet beeinflusst den Stern also zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich stark und der Stern wackelt mal schneller und mal langsamer.

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Wenn Planeten wackeln 
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