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22.02.2023 10:33
CARMENES am Calar-Alto-Observatorium: 59 neue Exoplaneten entdeckt
Ein Konsortium aus spanischen und deutschen Forschungseinrichtungen, darunter auch die Hamburger Sternwarte der Universität Hamburg, veröffentlicht 20.000 Beobachtungen. Sie wurden mit dem Instrument CARMENES am Calar-Alto Observatorium gewonnen und haben bisher zur Entdeckung von neuen Exoplaneten geführt. Darunter befinden sich auch einige potenziell lebensfreundliche Planeten.
Insgesamt 59 Exoplaneten, also Gesteinsplaneten mit gemäßigten Temperaturen, haben die Forschenden entdeckt. Dabei handelt es sich um sechs Jupiter-ähnliche Planeten (mit einer Masse von mehr als dem 50-fachen der Erde), zehn Neptune (zehn bis 50 Erdmassen) und 43 Erden sowie Super-Erden (bis zu zehn Erdmassen). Ein Dutzend von ihnen ist potenziell lebensfreundlich. Sie befinden sich in der sogenannten „habitablen Zone“ ihres Sterns und könnten flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche beherbergen. Die Studie, die einen Überblick über die Datenprodukte und die bisherigen Entdeckungen gibt, wurde in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
„Seit seiner Inbetriebnahme hat CARMENES 17 bekannte Planeten neu analysiert und 59 neue Planeten in der Nähe unseres Sonnensystems entdeckt und bestätigt, womit es einen wichtigen Beitrag zur Erfassung der nahen Exoplaneten leistet“, erklärt Ignasi Ribas, Forscher am Institute of Space Sciences (ICE-CSIC) und Direktor des Instituts für Weltraumstudien von Katalonien (IEEC – Institut d’Estudis Espacials de Catalunya). In der Tat hat sich durch die Entdeckungen des Konsortiums die Zahl der uns bekannten Exoplaneten um nahe gelegene kühle Sterne verdoppelt.
Mit der Veröffentlichung des ersten großen Datensatzes aus dem Projekt erhofft man sich, dass auch andere Forschende die Daten auswerten und für ihre Zwecke nutzen können, um den wissenschaftlichen Nutzen weiter zu steigern. Das Potenzial ist groß, denn die jetzt veröffentlichten Daten decken fast alle von der Nordhalbkugel aus beobachtbaren Roten Zwergsterne ab. Neben den Planetenentdeckungen liefern die gewonnenen Spektren auch äußerst wertvolle Informationen über die Atmosphären der Sterne und mancher ihrer Planeten. „Um Planeten in der Umgebung eines Sterns zu entdecken, müssen wir ihn mindestens 50 Mal beobachten. Obwohl die erste Runde von Daten bereits veröffentlicht wurde, damit die wissenschaftliche Gemeinschaft darauf zugreifen kann, sind die Beobachtungen noch nicht abgeschlossen“, erklärt Juan Carlos Morales, IEEC-Wissenschaftler am ICE-CSIC. Die Beobachtungen werden mindestens bis Ende 2023 andauern. „Aber schon jetzt bietet der veröffentlichte, qualitativ exzellente Datensatz ungeahnte Möglichkeiten für die wissenschaftliche Gemeinschaft, die sich für die unterschiedlichsten Aspekte der Roten Zwergsterne interessiert, und dazu unsere Daten nutzen möchte.“ ergänzt Andreas Schweitzer, Mitarbeiter der Hamburger Sternwarte der Universität Hamburg.
Die Daten wurden zwischen 2016 und 2020 für eine Stichprobe von 362 erdnahen kühlen Sternen, so genannte Rote Zwergsterne, gemacht. Dabei ist CARMENES nicht nur der Name des wissenschaftlichen Projekts, es ist auch der Name des Instruments, mit dem die Beobachtungen durchgeführt wurden, und der Name des Konsortiums, das für die Entwicklung und den Bau des Instruments verantwortlich ist. Das Instrument CARMENES ist ein optischer und nahinfraroter Spektrograph, ein Gerät, das sichtbares und infrarotes Licht misst und in seine spektralen Bestandteile zerlegt. Es wurde 2015 am Calar-Alto-Observatorium installiert, um erdähnliche Exoplaneten zu finden, die uns nahe gelegene Rote Zwergsterne umkreisen. Deren Spektren können Hinweise auf die Existenz von Exoplaneten geben, denn aus der Rot- und Blauverschiebung der Linien im Sternspektrum lässt sich die Bewegung des Sterns messen, die durch die Anziehungskraft der ihn umkreisenden Planeten verursacht wird. Allerdings stellt dies eine technologische Herausforderung dar, weshalb viele der heute bekannten Exoplaneten erst in den letzten Jahren entdeckt wurden. Die hochauflösenden Spektren von CARMENES ermöglichen eine beeindruckende Genauigkeit von einem Meter pro Sekunde, die es erlaubt auch sehr kleine Planeten um massearme Sterne zu finden.
Insgesamt waren an der Studie rund hundert Expertinnen und Experten aus mehr als 30 Forschungszentren beteiligt, darunter acht Forschende der Universität Hamburg. Seit Beginn des Projekts haben insgesamt 20, auch studentische, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Hamburger Sternwarte als Teil des CARMENES Konsortiums gearbeitet. Neben der Entdeckung vom Planeten leisteten sie Beiträge vom Instrumentenbau bis zur astrophysikalischen Analyse der Roten Zwergsterne. Dabei flossen Ergebnisse auch in diverse Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten ein Dem gesamten Konsortium gehören mehr als 200 Forschende sowie Ingenieurinnen und Ingenieure aus den folgenden elf spanischen und deutschen Forschungszentren an: das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), das Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), die Landessternwarte Königstuhl (LSW), das Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC), das Institut für Astrophysik Göttingen (IAG), die Universidad Complutense de Madrid (UCM), die Thüringer Landessternwarte Tautenburg (TLS), das Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), die Hamburger Sternwarte (HS), das Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) und das Centro Astronómico Hispano-Alemán (CAHA).
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Andreas Schweitzer
Universität Hamburg
Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften
Hamburger Sternwarte
Tel.: +49 40 42838 8416
E-Mail: aschweitzer@hs.uni-hamburg.de
Originalpublikation:
The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. Guaranteed Time Observations Data Release 1 (2016-2020)”, I. Ribas et al. erscheint am 22. Februar 2023 in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244879
Die in Astronomy & Astrophysics veröffentlichte Arbeit ist der 100. Artikel des CARMENES-Konsortiums. Zunächst werden nur die Daten im optischen Spektralbereich veröffentlicht, da die Expertinnen und Experten noch an der Verbesserung der Verarbeitung der Infrarotdaten arbeiten. Mit der zukünftigen Veröffentlichung der Infrarotdaten wird den Astronominnen und Astronomen ein zweiter großer Beobachtungssatz zur Verfügung stehen.
Weitere Informationen:
https://carmenes.caha.es – Homepage des CARMENES Konsortiums
https://www.min.uni-hamburg.de/ueber-die-fakultaet/aktuelles/2023/0222-carmenes…. – Pressemitteilung auf den Seiten der Universität Hamburg, inkl. Grafik/Illustration
Bilder
Künstlerische Darstellung eines erdähnlichen Planeten, der in der habitablen Zone um einen Roten Zwe …
José A. Caballero (CAB, CSIC-INTA), Javier Bollaín (Render Area)
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Physik / Astronomie
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
