Teleskop nimmt atemberaubende Bilder von fremden Planeten und jungen Sternen auf

Gemini Planet Imager (GPI) Foto des Planetensystems HR 8799, das drei des Systems zeigt

Gemini Planet Imager (GPI)-Foto des Planetensystems HR 8799, das drei der vier bekannten Planeten des Systems zeigt. (Der Stern befindet sich in der Mitte; Planet b befindet sich außerhalb des hier gezeigten Sichtfelds, links davon.) Diese Daten wurden am 17. November 2013 während der ersten Betriebswoche von GPI gewonnen. (Bildnachweis: Christian Marois (NRC Canada), Patrick Ingraham (Stanford University) und das GPI-Team.)



Der empfindlichste Exoplaneten-Imager der Welt hat nur ein Jahr nach dem Öffnen der Augen einige erstaunliche Fotos sowie überraschende Ergebnisse geliefert.

Der Gemini Planet Imager (GPI), der am Gemini South-Teleskop in Chile installiert ist, begann im November 2013 mit der Himmelsbeobachtung und nahm erst im vergangenen November den vollen wissenschaftlichen Betrieb auf. Aber das Instrument hat bereits unerwartete Unterschiede zwischen zwei Schwester-Exoplaneten entdeckt und dazu beigetragen, den Ring aus Staub und Gesteinskörpern um einen jungen Stern zu charakterisieren, teilten Forscher am Dienstag (6. Januar) mit.





Astronomen trainierten GPI auf HR 8799, einem Stern, der etwa 130 Lichtjahre von der Erde entfernt gefunden wurde und von dem bekannt ist, dass er vier Planeten beherbergt. Ein atemberaubendes GPI-Bild erfasste drei dieser Planeten sowie den Stern im selben Rahmen. Und die Messungen von GPI zeigten signifikante Unterschiede im Licht von zwei der Welten, HR 8799c und HR 8799d – eine Überraschung, da beide Planeten ungefähr gleich groß sind (ungefähr 20 Prozent größer als Jupiter) und die gleiche Farbe zu haben scheinen. [ 7 Möglichkeiten, fremde Planeten zu entdecken ]

'Dies war aufgrund der vorherigen Photometrie überhaupt nicht zu erwarten', sagte Marshall Perrin vom Space Telescope Science Institute in Baltimore am Dienstag während einer Pressekonferenz auf der jährlichen Wintertagung der American Astronomical Society in Seattle.



Perrin und seine Kollegen sind sich noch nicht sicher, was die abweichenden Spektren bedeuten, aber sie haben eine Theorie.

'Wir glauben, dass wir auf einem dieser Planeten höchstwahrscheinlich eine gleichmäßigere Wolkenbedeckung sehen als auf dem anderen, wo man tiefer in die atmosphärischen Schichten sehen kann', sagte Perrin.



Gemini Planet Imager-Foto der zirkumstellaren Scheibe um den Stern HR 4796A. Diese Beobachtungen zeigen ein komplexes Muster von Helligkeits- und Polarisationsvariationen um die Scheibe herum.

Gemini Planet Imager-Foto der zirkumstellaren Scheibe um den Stern HR 4796A. Diese Beobachtungen zeigen ein komplexes Muster von Helligkeits- und Polarisationsvariationen um die Scheibe herum.(Bildnachweis: Marshall Perrin (Space Telescope Science Institute), Gaspard Duchene (UC Berkeley), Max Millar-Blanchaer (University of Toronto) und das GPI-Team.)

Die Gemini Planet Imager hat auch die zirkumstellare Scheibe untersucht, die HR 4796A umgibt, einen jungen Stern, der etwa 240 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Dieser Ring aus Staub und planetarischen Bausteinen – den Perrin mit einer vergrößerten Version des Kuipergürtels unseres eigenen Sonnensystems verglich – wurde von anderen Instrumenten beobachtet, aber die scharfen Augen von GPI haben neue Erkenntnisse offenbart.

Die Messungen von GPI zeigen beispielsweise, dass die Scheibe von HR 4796A teilweise undurchsichtig ist, was darauf hindeutet, dass sein Staub viel dichter gepackt ist als der Staub in den äußeren Bereichen des Sonnensystems der Erde, sagte Perrin.

'In gewisser Weise ist es analog zu einem der Saturnringe - sehr schmal, optisch etwas dick, um das Helligkeitsverhältnis auf den beiden Seiten der Scheibe richtig zu machen', sagte er. 'Wir denken immer noch über die Dynamik davon nach.'

Diagramm des Gemini Planet Imager-Teams

Diagramm, das das überarbeitete Modell des Gemini Planet Imager-Teams für die Ausrichtung und Zusammensetzung der zirkumstellaren Scheibe um den Stern HR 4796A darstellt.(Bildnachweis: Marshall Perrin (Space Telescope Science Institute), Gaspard Duchene (UC Berkeley), Max Millar-Blanchaer (University of Toronto) und das GPI-Team.)

Während GPI außerirdische Welten und Systeme charakterisiert hat, hat es noch keine Exoplaneten entdeckt. Aber das könnte sich in den nächsten Jahren ändern, da Astronomen planen, mit dem Instrument 600 nahe Sterne nach Jupiter-ähnlichen Planeten zu durchsuchen.

GPI wurde entwickelt, um solche großen Gasriesen zu finden und zu charakterisieren. Das Instrument ist nicht empfindlich genug, um kleine, felsige Welten zu untersuchen – aber seine Funktionsweise könnte Forschern helfen, zukünftige Geräte zu entwickeln, die genau das können, sagte Perrin.

'Wir werden in den nächsten Jahren hoffentlich viele neue Entdeckungen in Bezug auf die Exoplaneten-Bildgebung machen und diese Technologien langfristig auf zukünftige 30-Meter-Teleskope und vielleicht auf große skalieren.' Teleskope im Weltraum, um die direkte Bildgebung fortzusetzen und sich dem erdähnlichen Planetenregime zu nähern“, sagte er.

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