Optisches Foto eines Exoplaneten beim nahen Stern Fomalhaut

Nach acht Jahren und wiederholten Aufnahmen eines nahe gelegenen Sterns in der Hoffnung einen Planeten zu entdecken, gelang Paul Kalas von der Universität von Kalifornien der erste "Schnappschuss" eines Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems.

Die aus dem Jahr 2006 stammende Aufnahme vom Hubble Space Telescope im sichtbaren Licht zeigt den Gürtel aus Staub und Trümmern (helles Oval) um den Stern Fomalhaut und den Planeten (Nebenbild) der den Stern in 872 Jahren umkreist und den inneren Rand des Gürtels formt. Ein Koronograph blockt das Licht des Stern (Mitte) ab, der hundertmal heller strahlt als der Planet.

Nur 25 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist ein Planet mit annähernd Jupitermasse im Abstand von 119 AE den Stern Fomalhaut. Der mit dem offiziellen Namen Fomalhaut b benannte Planet könnte ein Ringsystem mit einer Ausdehnung haben, das dem sehr frühen Ringsystems gleicht welches Jupiter hatte, bevor die vier Galileischen Monde sich aus Staub und Trümmern bildeten.

Die Existenz dieses Planeten wurde schon im Jahr 2005 vermutet, als Paul Kalas auf Aufnahmen die mit der Advanced Camera for Surveys am Hubble Space Telescope gemacht wurden, einen scharf begrenzten inneren Rand eines Staubgürtels um Fomalhaut, dem Hauptstern des Sternbilds Piscus Austrinus (südlicher Fisch) entdeckte.

Die scharfe Kante und der sich aus dem Mittel befindliche Gürtel weisen auf eine elliptische Umlaufbahn des Planeten hin, der durch seine Gravitation die Gestaltung der inneren Kante beeinflusst, so wie die Saturnmonde die Ringstruktur um Saturn beeinflussen. Die Gravitation von Fomalhaut b ist die Ursache dafür, dass der überwiegende Teil des Staubgürtels sich an dessen Umlaufbahn anpasste, unabhängig vom Einfluss des Muttersterns. Jetzt gibt es für den vorhergesagten Planeten den direkten Beweis.

Die Entdeckung wurde am 14. November 08 auf der Online-Seite des Science Express publiziert. Hier werden immer wieder Beiträge veröffentlicht, ehe sie in der gedruckten Version im Journal Science erscheinen. Der wissenschaftliche Artikel wird ergänzt durch einen Artikel im Astrophysikalischen Journal (ApJ), in welchem analysiert wird, dass durch die Interaktion zwischen dem Planeten und dem sie umgebenden Staubgürtel die Bestimmung der Masse des Planeten erleichtert wird.

Jeden Planeten umgibt im Grunde jenseits seiner Unlaufbahn eine chaotische Zone in die er kleinere Partikel hinauswirft, sagt Eugene Chiang vom U-Berkeley.und Hauptauthor des ApJ-Artikels. Die Zone wächst mit der Masse des Planeten, so dass angesichts der Größe der chaotischen Zone um Fomalhaut b die Masse des Planeten gut abgeschätzt werden kann.

Paul Kalas beobachtet Fomalhaut schon seit seinen Tagen als junger Doktorand vor 15 Jahren. Damals war er mit der frühen optischen CCD-Technologie auf der Suche nach Staub um Fomalhaut. Im Jahr 1998 haben Radio-Beobachtungen mit Submillimeter-Wellenlängen gezeigt dass es kaltern Staub, (verteilt in einem Ring um den Zentral-Stern) gibt, der dem Kuiper-Gürtel in unserem Sonnensystem ähnelt. Im Jahr 2004 begann Kalas mit der Advanced Camera for Surveys am Hubble Space zu arbeiten um das Staubband zu erforschen und es zeigte sich, dass die innere Kante einen scharf begrenzten Rand hat was darauf hindeutet, dass ein unsichtbarer Planet Fomalhaut umkreist.

Aus den Jahren 2004 und 2006 hat Kalas nun zwei Aufnahmen von dem Planeten die zeigen, dass seine Bewegung über einen Zeitraum von 21 Monaten genau passt, was zu erwarten war von einem Planeten, der Fomalhaut alle 872 Jahre in einer Entfernung von 119 AE umkreist.

Fomalhaut b wurde nicht im Infrarotem entdeckt sondern im sichtbaren Licht, was für die meisten Planeten nicht möglich wäre, da das Licht des Sterns den Planeten überdeckt. Aber Hubbles Koronograph blockte das Licht von Fomalhaut so gut ab, dass der Planet entdeckt werden konnte; allerdings hätte der Planet so kaum entdeckt werden können, wenn er näher beim Stern und um einiges lichtschwächer gewesen wäre.