Fomalhaut b

Fomalhaut b ist ein etwa 25 Lichtjahre entfernter extrasolarer Planet, der den Stern Fomalhaut im Sternbild Südlicher Fisch umkreist. Er war der erste Exoplanet, der direkt, das heißt optisch in sichtbarem Licht, nachgewiesen werden konnte. Nahezu gleichzeitig wurde allerdings um HR 8799 ein Planetensystem im infraroten Licht entdeckt.

Entdeckung

Im Bildausschnitt ist die Bewegung von Fomalhaut b binnen zwei Jahren zu sehen; das Zentralgestirn wurde hier abgedeckt, um die lichtschwachen umgebenden Objekte nicht zu überstrahlen.

Der Hauptreihenstern Fomalhaut der Spektralklasse A war, seitdem in den 1980er Jahren vom Satelliten IRAS um ihn ein ausgedehnter Staubring (ähnlich dem Kuipergürtel) entdeckt wurde, ein Ziel der Suche nach Planetensystemen. 2004 wurde durch Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops festgestellt, dass diese Staubscheibe eine scharfe innere Begrenzung hat. Die Vermutung lag nahe, dass ein massereicher Planet die Staubscheibe gravitativ beeinflussen müsse. Ein weiterer Hinweis ergab sich dadurch, dass die Staubscheibe elliptisch und nicht exakt auf den Stern zentriert ist.^[1]

Seit 2001 wurde Fomalhaut von einer Arbeitsgruppe um Paul Kalas von der University of California beobachtet. Wiederholte Hubble-Aufnahmen zwischen 2004 und 2006 zeigten einen Lichtpunkt innerhalb des Staubrings, der sich offenkundig auf einer Keplerschen Bahn um Fomalhaut bewegt. Die Entdeckung wurde im November 2008 veröffentlicht. Dies war bis dahin der erste direkte optische Nachweis für die Existenz von Exoplaneten.

2010 wurde das System erneut vom Hubble-Teleskop fotografiert. Auf dem neuen Foto weicht Formalhaut b von seiner vorherberechneten Bahn ab. Dies veranlasste Skeptiker dazu, die Existenz von Formalhaut b in Frage zu stellen. Allerdings könnten die Abweichungen auch durch die Verwendung einer anderen Kamera zu erklären sein.^[2]

Bahneigenschaften

Die Dimensionen des Fomalhaut-Systems und unseres Sonnensystems im Vergleich. Fomalhaut b liegt sehr weit außen und hat eine entsprechend lange Umlaufzeit.

Am wenigsten Unsicherheit herrscht über die Bahneigenschaften von Fomalhaut b. Er umkreist den Zentralstern in einem mittleren Abstand von etwa 115 Astronomischen Einheiten (AE) oder 17,2 Milliarden km. Das ist etwa 18 AE innerhalb der inneren Begrenzung der Staubscheibe. Aufgrund der Exzentrizität der Umlaufbahn von 0,11 schwankt der Abstand zwischen 102 und 128 AE und liegt derzeit bei etwa 119 AE. Fomalhaut b liegt also fast viermal soweit entfernt von seinem Zentralgestirn wie Neptun, der äußerste Gasplanet im Sonnensystem. Aus dem Orbit ergibt sich eine Umlaufzeit von etwa 872 Jahren.

Physikalische Eigenschaften

Spekulative Ansicht von Fomalhaut b mit Ringsystem, Fomalhaut und Teilen der Staubscheibe im Hintergrund.

Die physikalischen Eigenschaften von Fomalhaut b können nur aus den Bahnparametern extrapoliert werden. Die Berechnungen gehen davon aus, dass Fomalhaut b maximal etwa dreimal so massereich wie Jupiter sein kann, andernfalls würde er die Staubscheibe zerstören.^[3] Die wahrscheinliche Masse liegt zwischen der halben und der doppelten Jupitermasse. Sein Radius entspräche in jedem Fall etwa dem des Jupiter.

Die Oberflächentemperatur dürfte in etwa der des Neptun (−200 °C) entsprechen, da die höhere Leuchtkraft Fomalhauts die Entfernung kompensiert. Der Planet erscheint eine Milliarde mal lichtschwächer als Fomalhaut. Dies ist immer noch viel heller, als die Oberfläche des Planeten allein erwarten lassen würde. Eine mögliche Erklärung ist, dass Fomalhaut b von einem gewaltigen Ringsystem aus Eis und Staub umgeben ist, das den Dimensionen der Bahnen der Galileische Monde um Jupiter entsprechen dürfte.

Einzelnachweise

1. ↑ Paul Kalas, James R. Graham & Mark Clampin: A planetary system as the origin of structure in Fomalhaut's dust belt; Nature (2005), 435, S. 1067–1070; doi:10.1038/nature03601.
2. ↑ astronomie-heute.de abgerufen am 27. September 2011
3. ↑ Paul Kalas, James R. Graham, Eugene Chiang, Michael P. Fitzgerald, Mark Clampin, Edwin S. Kite, Karl Stapelfeldt, Christian Marois, John Krist: Optical Images of an Exosolar Planet 25 Light-Years from Earth; Science (2008), Vol. 322, no. 5906, S. 1345–1348; doi:10.1126/science.1166609.

Weblinks

• Der Exoplanet in der „Enzyklopädie der extrasolaren Planeten“. (englisch)
• Hubble Space Telescope Directly Observes Exoplanet - Video über die Entdeckung durch das Hubble Teleskop (engl.)