• Umkreisen Planeten auch Sterne in anderen Galaxien?
  • Diese Frage kann nun mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit mit Ja beantwortet werden.
  • Astronomen haben erstmals direkte Hinweise darauf in ihren Daten entdeckt.

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Die Whirlpool-Galaxie (M51) ist ein faszinierender Anblick – und hat nun eines ihrer Geheimnisse preisgegeben: Astronomen um Rosanne Di Stefano vom Zentrum für Astrophysik am Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, haben erstmals direkte Hinweise darauf gefunden, dass ein kosmisches Objekt in der Galaxie von einem Planeten umkreist wird. Die Ergebnisse könnten ein neues Fenster für die Suche nach Exoplaneten in sehr großen Entfernungen aufstoßen, wie die Nasa mitteilt.

Die Forscher machten sich dabei das Chandra-Röntgenobservatorium der US-Rumfahrtbehörde zunutze. Konkret untersuchten sie einen Exoplanetenkandidaten in einem binären System namens M51-ULS-1, welches sich in der Whirlpool-Galaxie befindet. Das Doppelsternsystem enthält ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern, der einen Begleitstern mit einer etwa 20-fachen Sonnenmasse umkreist. Doch es befindet sich noch etwas anderes im Orbit um das Schwarze Loch oder den Neutronenstern: ein Exoplanet, der ungefähr die Größe des Saturn aufweist.

Die Röntgenaufnahme (links) zeigt die Region in der Whirlpool-Galaxie, in welcher der Exoplanet entdeckt wurde. Rechts ist eine künstlerische Darstellung des Binärsystems zu sehen.

So funktioniert die Suche nach Exoplaneten

Die zur Entdeckung angewendete Methode funktioniert dabei ähnlich, wie sie sonst bei der Suche nach Exoplaneten in unserer Milchstraße eingesetzt wird: Schiebt sich ein Exoplanet bei einem sogenannten Transit vor seinen Mutterstern, wird der Stern von der Erde aus gesehen eine Winzigkeit dunkler. Der Vorgang ist in etwa vergleichbar mit einer partiellen Sonnenfinsternis auf der Erde, allerdings viel schwächer. Spezielle Teleskope können diese minimalen Lichtschwankungen erkennen.

Das Forscherteam um Di Stefano wechselte für seine Untersuchung nun allerdings das Spektrum: Anstatt im optischen Bereich des Lichts, suchten die Astronomen nach Einbrüchen im Röntgenbereich der elektromagnetischen Strahlung – speziell bei Binärsystemen.

Röntgentransit ermöglicht Entdeckungen in viel größerer Entfernung

Diese leuchtenden Systeme enthalten typischerweise einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch, das Gas von einem nahe umlaufenden Begleitstern anzieht. Das Material in der Nähe des Neutronensterns oder Schwarzen Lochs wird überhitzt und leuchtet im Röntgenspektrum. Da der Bereich, der helle Röntgenstrahlen erzeugt, klein ist, blockiert ein Planet, der vor ihm vorbeifliegt, die meisten oder alle Röntgenstrahlen. Dadurch ist Transit leichter zu erkennen.

Der Vorteil der Methode: Sie funktioniert auf sehr große Entfernungen. "Wir versuchen, ein neues Fenster auf der Suche nach anderen Welten aufzustoßen, indem wir nach Planetenkandidaten im Röntgenwellenbereich suchen. Das ist eine Strategie, die es uns ermöglicht, solche Objekte auch in anderen Galaxien zu entdecken", erklärt Di Stefano. Bisher haben Astronomen alle anderen bekannten Exoplaneten und Exoplaneten-Kandidaten in der Milchstraße gefunden, fast alle weniger als etwa 3.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Ein Exoplanet in M51 wäre etwa 28 Millionen Lichtjahre entfernt. Das wäre ein Quantensprung, sollten sich die Ergebnisse bestätigen.

Ergebnisse müssen sich noch bestätigen

Es sind noch weitere Daten erforderlich, um endgültig festzustellen, dass es sich tatsächlich um einen Exoplaneten in M51 handelt. Allerdings gibt es dabei noch ein Problem: die große Umlaufbahn des Kandidaten. Derzeit sieht es so aus, als würde er etwa 70 Jahre lang nicht mehr vor seinem Partner kreuzen, was ein Problem darstellt, wie Co-Autorin Nia Imara von der University of California in Santa Cruz zu bedenken gibt: "Um zu bestätigen, dass wir einen Planeten sehen, müssten wir leider jahrzehntelang warten, um einen weiteren Transit zu sehen. Doch wegen der Ungewissheit darüber, wie lange eine Umlaufbahn dauert, wissen wir nicht genau, wann wir suchen müssen."

Doch bis dieses Problem gelöst ist, bleiben die Astronomen nicht untätig: Sie werden die Archiv-Daten von Chandra und dem XMM-Newton-Observatorium der Esa nach weiteren Exoplaneten-Kandidaten in anderen Galaxien durchforsten. Für mindestens 20 Galaxien sind umfangreiche Datensätze verfügbar, die das Potenzial für neuen Entdeckungen bieten.

Verwendete Quellen:

  • Nasa: First Evidence of a Planet Identified Beyond Our Galaxy
  • Nature Astronomy: A possible planet candidate in an external galaxy detected through X-ray transit
NASA
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