Pressemitteilung
Das GRAVITY-Instrument beschreitet Neuland in der Exoplaneten-Bildgebung
Modernste VLTI-Instrumente zeigen Details eines sturmgepeitschten Exoplaneten mittels optischer Interferometrie
27. März 2019
Das GRAVITY-Instrument am Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der ESO hat die erste direkte Beobachtung eines Exoplaneten mittels optischer Interferometrie vorgenommen. Diese Methode zeigt eine komplexe Atmosphäre eines Exoplaneten mit Wolken aus Eisen und Silikat, die in einem planetenweiten Sturm zirkulieren. Die Technik bietet einzigartige Möglichkeiten, viele der heute bekannten Exoplaneten zu charakterisieren.
Dieses Ergebnis wurde heute in einem Schreiben der GRAVITY Collaboration [1] in der Zeitschrift Astronomy and Astrophysics veröffentlicht, in dem sie Beobachtungen des Exoplaneten HR 8799 e mittels optischer Interferometrie präsentieren. Der Exoplanet wurde 2010 im Orbit um den jungen Hauptreihenstern HR 8799 entdeckt, der etwa 129 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Pegasus liegt.
Das heutige Ergebnis, das neue Eigenschaften von HR 8799 e offenbart, erforderte ein Instrument mit sehr hoher Auflösung und Empfindlichkeit. GRAVITY kann die vier VLT-Teleskope der ESO durch eine Technik genannt Interferometrie [2] zusammenschließen, um ein einzelnes größeres Teleskop nachzuahmen. Dadurch entsteht ein Super-Teleskop – das VLTI –, das das Licht aus der Atmosphäre von HR 8799 e und seines Muttersterns sammelt und präzise trennt.
HR 8799 e ist ein „Super-Jupiter“, eine Welt, die im Gegensatz zu allen anderen in unserem Sonnensystem steht, die sowohl massereicher als auch viel jünger ist als alle Planeten, die die Sonne umkreisen. Mit nur 30 Millionen Jahren ist dieser Baby-Exoplanet jung genug, um Wissenschaftlern einen Einblick in die Entstehung von Planeten und Planetensystemen zu geben. Der Exoplanet ist völlig unwirtlich – Restenergie aus seiner Entstehung und ein starker Treibhausgaseffekt heizt HR 8799 e auf eine lebensfeindliche Temperatur von etwa 1000 °C.
Dies ist das erste Mal, dass die optische Interferometrie eingesetzt wird, um Details eines Exoplaneten zu enthüllen. Die neue Technik lieferte ein überaus detailliertes Spektrum von beispielloser Qualität – zehn Mal detaillierter als frühere Beobachtungen. Die Messungen des Teams konnten die Zusammensetzung der Atmosphäre des HR 8799 e aufzeigen – und diese enthielt einige Überraschungen.
„Unsere Analyse zeigte, dass HR 8799 e eine Atmosphäre hat, die weitaus mehr Kohlenmonoxid als Methan enthält - was gemäß der Gleichgewichtschemie nicht zu erwarten ist“, erklärt der Forschungsleiter Sylvestre Lacour, CNRS am Observatoire de Paris – PSL und am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik. „Wir können dieses überraschende Ergebnis am besten erklären, wenn hohe vertikale Winde in der Atmosphäre verhindern, dass das Kohlenmonoxid mit Wasserstoff unter Bildung von Methan reagiert.“
Das Team stellte fest, dass die Atmosphäre auch Wolken aus Eisen- und Silikatstaub enthält. In Kombination mit dem Überschuss an Kohlendioxid deutet dies darauf hin, dass die Atmosphäre von HR 8799 e von einem gewaltigen und heftigen Sturm heimgesucht wird.
„Unsere Beobachtungen deuten auf eine Gaskugel hin, die von innen beleuchtet wird, wobei warme Lichtstrahlen durch stürmische Flecken dunkler Wolken laufen“, erläutert Lacour. „Die Konvektion bewegt sich um die Wolken aus Silikat- und Eisenpartikeln herum, die sich auflösen und ins Innere regnen. So entsteht ein Bild der dynamischen Atmosphäre eines Riesenexoplaneten bei der Geburt, der komplexe physikalische und chemische Prozesse durchläuft.“
Dieses Ergebnis baut auf der Reihe von beeindruckenden Entdeckungen von GRAVITY auf, die bahnbrechende Ergebnisse erbracht haben, wie z. B. die Beobachtung von Gaswirbeln mit 30% der Lichtgeschwindigkeit außerhalb des Ereignishorizonts des massereichen Schwarzen Lochs im Galaktischen Zentrum. Es erweitert zudem das ohnehin schon umfangreiche Arsenal an Methoden, die den Teleskopen und Instrumenten der ESO zur Verfügung stehen, um Exoplaneten zu beobachten und ebnet den Weg zu vielen weiteren beeindruckenden Entdeckungen [4].
Endnoten
[1] GRAVITY wurde in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (Deutschland), LESIA am Pariser Observatorium-PSL / CNRS / Sorbonne Université / Univ. Paris Diderot und der IPAG an der Université Grenoble Alpes / CNRS (Frankreich), dem Max-Planck-Institut für Astronomie (Deutschland), der Universität Köln (Deutschland), dem CENTRA-Centro de Astrofisica e Gravitação (Portugal) und ESO entwickelt.
[2] Interferometrie ist eine Technik, die es Astronomen ermöglicht, ein Super-Teleskop durch die Kombination mehrerer kleinerer Teleskope herzustellen. Das VLTI der ESO ist ein interferometrisches Teleskop, das durch die Kombination von zwei oder mehr der Einzeltleskopen (UTs) des Very Large Telescope oder aller vier kleineren Hilfsteleskope entsteht. Während jedes UT einen beeindruckenden 8,2 Meter großen Hauptspiegel hat, erzeugt die Kombination ein Teleskop mit 25-mal mehr Auflösungsvermögen als ein einzelnes UT, das einzeln beobachtet.
[3] Exoplaneten können mit vielen verschiedenen Methoden beobachtet werden. Einige sind indirekt, wie z. B. die Radialgeschwindigkeitsmethode des Exoplanetenjagd-Instruments HARPS der ESO, das die Geschwindigkeitsänderung misst, die die Schwerkraft eines Planeten auf seinen Mutterstern hervorruft. Direkte Methoden, wie die Technik, die für dieses Ergebnis wegweisend war, beinhalten die Beobachtung des Planeten selbst anstelle seiner Wirkung auf seinen Mutterstern.
[4] Zu den jüngsten Entdeckungen von Exoplaneten, die mit ESO-Teleskopen gemacht wurden, gehören die erfolgreiche Entdeckung einer Super-Erde im Orbit von Barnards Stern, dem nächsten Einzelstern zu unserer Sonne, im vergangenen Jahr und die Entdeckung junger Planeten mit ALMA, die einen neu entstandenen Stern umkreisen, die eine andere neuartige Technik zur Planetenerkennung einsetzte.
Weitere Informationen
Diese Forschung wurde in der Arbeit "First direct detection of an exoplanet by optical interferometry" in Astronomy and Astrophysics vorgestellt.
Das Team bestand aus : S. Lacour (LESIA, Observatoire de Paris - PSL, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Meudon, Frankreich [LESIA]; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Deutschland [MPE]), M. Nowak (LESIA), J. Wang (Department of Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, USA), O. Pfuhl (MPE), F. Eisenhauer (MPE), R. Abuter (ESO, Garching, Deutschland), A. Amorim (Universidade de Lisboa, Lissabon, Portugal; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lissabon, Portugal), N. Anugu (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portugal; School of Physics, Astrophysics Group, University of Exeter, Exeter, Großbritannien), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, France[IPAG]), J.P. Berger (IPAG), H. Beust (IPAG), N. Blind (Observatoire de Genève, Université de Genève, Versoix, Schweiz), M. Bonnefoy (IPAG), H. Bonnet (ESO, Garching, Deutschland), P. Bourget (ESO, Santiago, Chile), W. Brandner (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Deutschland [MPIA]), A. Buron (MPE), C. Collin (LESIA), B. Charnay (LESIA), F. Chapron (LESIA), Y. Clénet (LESIA), V. Coudé du Foresto (LESIA), P. T. de Zeeuw (MPE; Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Niederlande), C. Deen (MPE), R. Dembet (LESIA), J. Dexter (MPE), G. Duvert (IPAG), A. Eckart (1. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Köln, Deutschland; Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Deutschland), N. M. Förster Schreiber (MPE), P. Fédou (LESIA), P. Garcia (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portugal; ESO, Santiago, Chile; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lissabon, Portugal), R. Garcia Lopez (Dublin Institute for Advanced Studies, Dublin, Irland; MPIA), F. Gao (MPE), E. Gendron (LESIA), R. Genzel (MPE; Departments of Physics and Astronomy, University of California, Berkeley, USA), S. Gillessen (MPE), P. Gordo (Universidade de Lisboa, Lissabon, Portugal; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lissabon, Portugal), A. Greenbaum (Department of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, USA), M. Habibi (MPE), X. Haubois (ESO, Santiago, Chile), F. Haußmann (MPE), Th. Henning (MPIA), S. Hippler (MPIA), M. Horrobin (1. Physikalisches Institut, Universität Köln, Köln, Deutschland), Z. Hubert (LESIA), A. Jimenez Rosales (MPE), L. Jocou (IPAG), S. Kendrew (European Space Agency, Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA; MPIA), P. Kervella (LESIA), J. Kolb (ESO, Santiago, Chile), A.-M. Lagrange (IPAG), V. Lapeyrère (LESIA), J.-B. Le Bouquin (IPAG), P. Léna (LESIA), M. Lippa (MPE), R. Lenzen (MPIA), A.-L. Maire (STAR Institute, Université de Liège, Liège, Belgien; MPIA), P. Mollière (Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Niederlande), T. Ott (MPE), T. Paumard (LESIA), K. Perraut (IPAG), G. Perrin (LESIA), L. Pueyo (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), S. Rabien (MPE), A. Ramírez (ESO, Santiago, Chile), C. Rau (MPE), G. Rodríguez-Coira (LESIA), G. Rousset (LESIA), J. Sanchez-Bermudez (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City, Mexico; MPIA), S. Scheithauer (MPIA), N. Schuhler (ESO, Santiago, Chile), O. Straub (LESIA; MPE), C. Straubmeier (1. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Köln, Deutschland), E. Sturm (MPE), L.J. Tacconi (MPE), F. Vincent (LESIA), E.F. van Dishoeck (MPE; Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Niederlande), S. von Fellenberg (MPE), I. Wank (1. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Köln, Deutschland), I. I. Waisberg (MPE), F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), M. Wiest (1. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Köln, Deutschland), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO, Garching, Deutschland), S. Yazici (MPE; 1. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Köln, Deutschland), D. Ziegler (LESIA) und G. Zins (ESO, Santiago, Chile).
Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Die Organisation hat 16 Mitgliedsländer: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Irland, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Hinzu kommen das Gastland Chile und Australien als strategischer Partner. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist außerdem einer der Hauptpartner bei zwei Projekten auf Chajnantor, APEX und ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das Extremely Large Telescope (ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.
Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.
Links
Kontaktinformationen
Sylvestre Lacour
CNRS/LESIA, Observatoire de Paris - PSL
5 place Jules Janssen, Meudon, France
Tel: +33 6 81 92 53 89
E-Mail: Sylvestre.lacour@observatoiredeparis.psl.eu
Mathias Nowak
CNRS/LESIA, Observatoire de Paris - PSL
5 place Jules Janssen, Meudon, France
Tel: +33 1 45 07 76 70
Mobil: +33 6 76 02 14 48
E-Mail: Mathias.nowak@observatoiredeparis.psl.eu
Dr. Paul Mollière
Sterrewacht Leiden, Huygens Laboratory
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 64 2729185
E-Mail: molliere@strw.leidenuniv.nl
Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
E-Mail: pio@eso.org
Peter Habison (Pressekontakt Österreich)
ESO Science Outreach Network
und stem & mint e.U. – Space and Science Communications
Vienna, Austria
Tel: +43 676 648 7003
E-Mail: eson-austria@eso.org
Über die Pressemitteilung
Pressemitteilung Nr.: | eso1905de-at |
Name: | HR 8799e |
Typ: | Milky Way : Planet |
Facility: | Very Large Telescope, Very Large Telescope Interferometer |
Instruments: | GRAVITY |
Science data: | 2019A&A...623L..11G |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.