Geschichte der Exoplanetenentdeckungen

Das Bild zeigt keinen Exoplaneten, sondern die Oberfläche des Mars

Die Anfänge einer langen Diskussion

Wie viele Planeten gibt es? Seit Menschen den Himmel beobachten beschäftigen Sie sich mit der Frage, ob es auch um andere Sterne Planetensysteme gibt. Die Idee, das es neben unserer Welt noch weitere ähnliche gibt wurde bereits von den alten Griechen diskutiert. So ist vom griechischen Philosophen Demokrit von Abdera (460/459 v.u.Z - 371 v.u.Z) folgendes Zitat überliefert [1]:

"In einigen Welten gibt es weder Sonne noch Mond, in anderen sind sie größer als in der unsrigen, in wieder anderen sind sie zahlreicher. In einigen Teilen gibt es mehr Welten, in anderen weniger ..."

Später im Europa des 16. Jahrhunderts glaubte auch Giordano Bruno, ein italienischer Priester und Gelehrter, das das Weltall unendlich ist und es unendlich viele bewohnte Welten im Universum gibt.

Zitat von Giordano Bruno: Ich behaupte, das das All unendlich ist, dass eine Unzahl von Weltkörpern existiert: Gestirne, Erden, Sonnen

Bei der Kirche war diese Ansicht allerdings recht unpopulär und einer der Gründe warum Giordano Bruno von der Inquisition im Jahr 1600 wegen Ketzerei zum Tode auf dem Scheiterhaufen verurteilt wurde. Die gleiche Vermutung äußerte Isaac Newton später im wissenschaftsfreundlicheren Klima des 18. Jahrhunderts in England. So vermutete auch er in seinem Aufsatz "Scholium Generale" [4], dass auch um andere Sterne Planetensysteme existieren müssten.

In der Folgezeit gelangten Astronomen zunehmend zu der Meinung, dass auch andere Sterne Planetensysteme haben könnten. Es fehlte aber für eine lange Zeit die Möglichkeit dies zu beweisen. Im Jahr 1952 stellte der russisch-amerikanische Astronom Otto Struve die Vermutung auf, dass Planeten ihr Zentralgestirn auch in viel kleinerem Abstand umkreisen könnten als dies im Sonnensystem der Fall ist. Aufgrund dieser Theorie schlug er fast 40 Jahre vor der ersten bestätigten Entdeckung eines "heißen Jupiter" die Doppler Spektroskopie und Transitmethode als mögliche Entdeckungsmethoden vor. Beide Methoden gehören gegenwärtig zu den erfolgreichsten Methoden der Exoplanetenentdeckung.

Exoplanetensuche als neuer Zweig der Astronomie

Erste Exoplanetenentdeckung

Es sollte noch über 35 Jahre dauern, bis die kanadischen Astronomen Bruce Campbell, G. A. H. Walker, and Stephenson Yang von der "University of Victoria" und der "University of British Columbia" im Jahr 1988 die erste Exoplanetenentdeckung vermeldeten. Sie nutzten die Doppler Spektroskopie um einen Exoplaneten um den Stern Gamma Cephei nachzuweisen [2]. Eine Entdeckung, die erst im Jahr 2003 nach mehreren Jahren der zusätzlichen Beobachtung bestätigt werden konnte [3]. Das zeigt, das die Exoplanetenentdeckung schwierig ist und oft an der Grenze das technisch möglichen stattfindet.

In den Folgejahren kam es zu weiteren Entdeckungen. Im Jahr 1995 fanden Michel Mayor und Didier Queloz das Objekt 51 Pegasi b, den ersten Exoplaneten um einen Stern ähnlich der Sonne. Es war der erste entdeckte Vertreter einer neuen Klasse von Exoplaneten, den "heißen Jupiter". Das sind Gasplaneten, die ihr Zentralgestirn in geringem Abstand umkreisen, dadurch sehr heiß sind (>900 K) und Umlaufzeiten von nur einem bis 5 Tagen haben. Diese Art von Exoplanet ist geradezu prädestiniert für die Entdeckung mittels Doppler Spektroskopie.

Künstlerische Darstellung des Exoplaneten 51 Pegasi b, einem Vertreter der "heißen Jupiter". (Quelle: ESO/M)

Im Jahr 1999 fand man um den 160 Lichtjahre von der Erde entfernten Stern HD 209458 erstmalig einen Exoplaneten mit der Transitmethode. HD 209458 b ist ebenfalls ein Gasriese mit 69% Jupitermasse. Auch er ist ein "heißer Jupiter", der seinen Zentralstern in geringem Abstand umkreist. Seine aufgeheizte Atmosphäre macht ihn allerdings 1,3 mal größer als Jupiter.

Quellenangaben

  1. Search for Exoplanets Webpage
  2. Campbell, B.; Walker, G. A. H.; Yang, S.: "A search for substellar companions to solar-type stars". The Astrophysical Journal. 331: 902 (1988)
  3. Hatzes, Artie P.; et al.: "A Planetary Companion to Gamma Cephei A". The Astrophysical Journal. 599 (2): 1383-1394 (2003)
  4. Isaac Newton: "The General Scholium to Isaac Newton's Principia mathematica". The General Scholium online, translated by Andrew Motte, 1729; via archive.org