Artist's impression of the changing phases of extrasolar planet CoRoT-1b. Credit: Leiden Observatory, Leiden University. Wissenschaftlern der Univerität Leiden ist es gelungen, die Lichtphasen eines Planeten außerhalb des Sonnensystems zu beobachten. Sie untersuchten dazu den extrasolaren Planeten CoRoT-1b. Ihre Ergebnisse demonstrieren eindrucksvoll die Genauigkeit der photometrischen Messungen bei der Planetenjagd.

CoRoT-1b war der erste extrasolare Planet, der von dem Satelliten CoRoT (Convection, Rotation and Planetary Transit) entdeckt wurde. Dieser ist mit einem Teleskop mit einem Durchmesser von 27 Zentimetern bestückt. Zum Aufspüren fremder Planeten verwendet CoRoT die so genannte Transitmethode : Läuft ein Planet direkt vor seinem Stern vorbei, so schwächt er das Sternenlicht um einen winzigen Betrag ab. Aus dem Ausmaß dieser Verdunklung können die Astronomen die Masse und die Größe des Planeten sowie sein Abstand zum Stern berechnen. Natürlich funktioniert diese Methode nur, wenn die Bahnebene des Planeten genau in der Sichtlinie der Erde liegt, was statistisch gesehen sehr selten vorkommt. CoRoT beobachtet deshalb gleich mehrere Tausend Planeten auf einen Schlag und hat auf diese Weise bereits sieben Planeten um fremde Sterne entdeckt.

  Ignas A. G. Snellen et al. / Leiden Observatory - Leiden University Ignas Snellen, Ernst de Mooij und Simon Albrecht von der Universität Leiden in den Niederlanden untersuchten nun die Daten des bereits 2007 entdeckten Planeten CoRoT-1b genauer und stellten fest, dass sie noch weitere, interessante Details enthalten: Nachdem der Planet seinen Transit vor dem Stern absolviert hat, bewegt er sich nämlich auf seiner beinahe kreisförmigen Bahn hinter den Stern. Dabei dreht er seine angeleuchtete Seite langsam der Erde zu. Die gemeinsame Helligkeit des Sterns und des Planeten (welcher das Sternenlicht reflektiert) steigt somit leicht an. Schließlich wird der Planet seinerseits durch den Stern bedeckt, was sich durch einen steilen Abfall der Helligkeitskurve bemerkbar macht. Erscheint er wieder auf der gegenüberliegenden Seite des Sterns, so verläuft das Spiel umgekehrt. Tatsächlich konnten die Forscher, nachdem sie verschiedene Störeffekte aus den Daten herausgefiltert hatten, diesen Verlauf in der gemessenen Helligkeitskurve klar nachweisen (Nature, 28. Mai 2009, Vol. 459, S. 543-545).

Aus den Daten konnten Snellen und seine Mitarbeiter zudem ableiten, dass CoRoT-1b tatsächlich ausschließlich Sternenlicht reflektiert, seine Nachtseite damit dunkel ist. Der Planet zeigt also Lichtphasen, die uns auf der Erde von den inneren Planeten Merkur und Venus wohlvertraut sind. Genau 400 Jahre, nachdem Galileo Galilei die Phasen der Venus erstmals in einem Teleskop beobachtete, haben Astronomen somit das gleiche Phänomen in einem fremden Sonnensystem nachgewiesen.

CoRoT-1b ist ein so genannter „heißer Jupiter“. Er ist etwa 1,5 Mal so groß wie der größte Planet unseres Sonnensystems und in etwa genau so schwer – aber umkreist seinen Stern in einem Abstand von nur 3,8 Millionen Kilometer. Das entspricht 0,025fachen des Abstands Erde-Sonne. Für einen Umlauf benötigt CoRoT-1b folgerichtig nur 1,5 Erdentage. Bereits vor zwei Jahren hatten Astronomen Lichtphasen bei dem Exoplaneten HD 189733b nachgewiesen, allerdings im infraroten Spektralbereich und nicht im sichtbaren Licht wie bei CoRoT-1b.

Bild 1: Künstlerische Darstellung der Lichtphasen von CoRoT-1b. Leiden Observatory, Leiden University.

Bild 2:  Um oberen Teil (a) ist der Verlauf der Lichtintensität dargestellt. Der Abfall von etwa 2% entsteht während eines Transits des Planeten vor dem Stern. Im unteren Teil (b) wurde die Darstellung um den Faktor 200 vergrößert. Die Helligkeit nimmt nach dem Transit leicht aber kontinuierlich zu, sinkt während der Bedeckung des Planeten durch den Stern kurzzeitig ab um schließlich bis zum nächsten Transit wieder gemächlich kleiner zu werden. Der untere Teil der Grafik (c) verdeutlicht die Korrelation der Lichtkurve mit der Phase des Planeten. Ignas A. G. Snellen et al. / Leiden Observatory, Leiden University