Exoplaneten-Jäger sieht erstes Licht am La-Silla-Observatorium

Eine Station von MASCARA (Multi-site All-Sky CAmeRA) hat am La-Silla-Observatorium der ESO in Chile erstes Licht gesehen. Die neue Anlage wird nach Planeten suchen, die an ihrem hellen Mutterstern vorbeiziehen. Darauf basierend soll ein Katalog entstehen, um mit zukünftigen Beobachtungen die entdeckten Exoplaneten genauer charakterisieren zu können.

Im Juni 2016 einigte sich die ESO mit der Universität Leiden darauf, am La-Silla-Observatorium der ESO eine Station von MASCARA zu errichten, um die Vorteile der hervorragenden Beobachtungsbedingungen der Südhalbkugel der Erde zu nutzen. Diese Station hat nun seine erste Testbeobachtung erfolgreich durchgeführt.

Die MASCARA-Station in Chile ist die zweite, die ihren Betrieb aufnimmt; die erste Station steht auf der Nordhalbkugel auf dem Roque de los Muchachos, auf der Insel La Palma auf den Kanarischen Inseln. Jede Station beinhaltet in einem temperierten Gehäuse eine Reihe an Kameras, die von ihrem Standort aus fast den gesamten Himmel überwachen.

„Um den gesamten Himmel abzudecken, brauchen wir Stationen auf der Nord- wie auch auf der Südhalbkugel“, erklärt Ignas Snellen von der Universität Leiden, der Leiter des MASCARA-Projekts. „Mit der zweiten Station auf La Silla können wir fast alle helleren Sterne am gesamten Himmel beobachten.“

MASCARA ist ein Instrument für die Jagd nach Exoplaneten und wurde an der Universität Leiden in den Niederlanden gebaut. Sein sehr kompaktes und kostengünstiges Design erscheint unscheinbar, ist aber innovativ, flexibel und sehr zuverlässig. Bestehend aus fünf Digitalkameras mit Standardkomponenten misst dieser kleine Planeten-Jäger mehrmals die Helligkeiten von tausenden Sternen und sucht nach kleinen Helligkeitsabnahmen im Sternenlicht, wenn ein Planet vor dem Stern vorbeizieht.

Dieses photometrische Verfahren für die Suche nach Exoplaneten wird als Transitmethode bezeichnet. Die Größe und Umlaufbahn des Planeten kann mithilfe dieser Methode direkt bestimmt werden und in sehr hellen Systemen kann durch weitere Beobachtungen mit großen Teleskopen wie dem Very Large Telescope der ESO auch die Atmosphäre des Planeten untersucht werden.

Die Hauptaufgabe von MASCARA wird sein, Exoplaneten um die hellsten Sterne am Himmel zu finden, die derzeit weder durch weltraumbasierte noch durch bodengebundene Durchmusterungen untersucht werden. Die Zielpopulation für MASCARA besteht hauptsächlich aus sogenannten „heißen Jupitern“ – große Planeten, die Jupiter äußerlich ähneln, aber deren Umlaufbahn sehr nah am Mutterstern liegt, was zu hohen Oberflächentemperaturen und Umlaufzeiten von wenigen Tagen oder nur Stunden führt. Mit der Radialgeschwindigkeitsmethode wurden Dutzende heiße Jupiter entdeckt, da sie auf ihren Mutterstern einen messbaren gravitativen Einfluss ausüben.

„Viel kann man bisher nicht über die Planeten aussagen, die mit der Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt wurden, da es wesentlich besserer Techniken zur direkten Abbildung bedarf, um das Licht dieser kühlen, alten Planeten von dem ihrer Muttersterne zu unterscheiden“, fügt Snellen hinzu. „Im Gegensatz dazu können Planeten, die an ihrem Mutterstern vorbeilaufen, direkt charakterisiert werden.“

MASCARA hat auch das Potenzial, Super-Erden und neptungroße Planeten zu entdecken. Von dem Projekt erhoffen sich die Wissenschaftler einen Katalog der hellsten nahen Ziele für zukünftige Beobachtungen zum Zweck der Charakterisierung, insbesondere für detaillierte Beobachtungen der Planetenatmosphäre.