Verifikation von Exoplaneten

Exoplaneten sind planetare Objekte außerhalb unseres Sonnensystems. Über 4500 solche Himmelsobjekte sind bis heute nachgewiesen worden – Tendenz steigend, zumal empfindlichere erd- und weltraumgebundene Teleskope samt Nachweisinstrumentierungen zum Einsatz kommen. Über 70% der Exoplaneten werden nach wie vor mittels der sogenannten Transitmethode nachgewiesen: Dabei wird die Verdunkelung des Sterns gemessen, wenn sich der Exoplanet auf seiner Bahn vor dem Stern befindet. Diese Helligkeitsveränderung beträgt nur wenige Dutzend Promille, sodaß sehr hohe Anforderungen an der Instrumentierung gestellt werden.

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Oben: Schematische Darstellung des Exoplaneten TrES-3b, ein Gasplanet von der Größe Jupiters, der seinen Stern in 1,3 Tagen in einer Entfernung von etwa 0,03 AE umkreist.
Unten: Lichtkurve von TrES-3b
Quelle: TRESCA database, http://var2.astro.cz/EN/tresca/transit-detail.php?id=1288147633&lang=en

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Unsere Sonne und Jupiter im Vergleich zum Stern GSC 03089-00929 im Sternbild Herkules und TrES-3b
Quelle: TRESCA database, http://var2.astro.cz/EN/tresca/transit-detail.php?id=1288147633&lang=en

Seit 2021 beteiligt sich die Volkssternwarte Meckesheim an der Verifikation von Exoplaneten im Rahmen der TESS Exoplanet Mission: TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) ist ein Weltraumteleskop der NASA, das seit seinem Start im Jahr 2018 ausschließlich der Suche nach Exoplaneten naher heller Sterne gewidmet ist. Rund 85% des Himmels werden im nahen Infrarot durchmustert – das sind 470 Millionen Objekte. Um diese Fülle von Daten zu erfassen, haben die CCD-Kameras von TESS eine Auflösung von nur 20″. In so einem großen Feld können sich neben tatsächlichen Exoplaneten auch gewöhnliche veränderliche Sterne befinden, die die Existenz eines Exoplaneten vortäuschen. Um nun sicher zu stellen, daß es sich bei den von TESS nachgewiesenen Helligkeitsvariationen tatsächlich um Exoplaneten handelt, sind erdgebundene Folgebeobachtungen erforderlich. Und gerade hier kommt der Einsatz von gut ausgerüsteten Amateur- und Volkssternwarten zur Geltung.

VSW Exoplaneten Setup
Das Meade 14“ SCT mit einer ATIK414EX MONO CCD-Kamera und Filterrad für die Verifikation von Exoplaneten
Lichtkurve von TrES-3b im V-Band. Zu erkennen ist die Bedeckung des Sterns GSC 03089-00929 durch den Exoplanten

Zur Verifikation von Exoplaneten im Rahmen der TESS Exoplanet Mission hat sich die Volkssternwarte Meckesheim erfolgreich am AAVSO Support of the TESS Follow-up Observing Program qualifiziert. Deutschlandweit sind das aktuell nur vier Sternwarten. Als Hauptinstrument kommt das 14“ SCT im f/6.3-Fokus mit einer auf -20 Grad gekühlten ATIK414EX MONO CCD-Kamera zum Einsatz. Um die erwartete Bedeckung werden in kurzen Zeitabständen Aufnahmen im V-Band gemacht und mit einer von der AAVSO definierten aufwendigen Prozedur und proprietären Softwarepaketen ausgewertet. Am Ende müssen sowohl die Lichtkurve des Exoplaneten-Kandidaten sowie zahlreiche Zwischenergebnisse zur Qualitätssicherung in die AAVSO-Datenbank hochgeladen werden.

Die Ergebnisse dieses Projektes dienen als Grundlage für die Auswahl von Exoplaneten, die das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) genauer untersuchen wird. Nicht ohne Grund wird TESS als das “Sucherfernrohr” für das JWST genannt.

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