Weltall: Wie stellares Polarlicht bei der Suche nach Exoplaneten helfen könnte
Forschende fangen Radiosignale von eigentlich „uninteressanten“ Sternen ein. Doch ihre Schlussfolgerung könnte die Suche nach Exoplaneten revolutionieren.
Leiden – Seit 1995 die Weltraumforschung den ersten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt hat, ist einiges passiert. Nicht nur, dass die Forscher Michel Mayor und Didier Queloz 2019 den Physik-Nobelpreis für die Entdeckung des ersten Exoplaneten erhalten haben, es wurden seitdem auch zahlreiche weitere Planeten entdeckt, die Sterne außerhalb unseres Sonnensystems umkreisen. Stand Mitte Oktober 2021 sind 4847 Exoplaneten in 3583 Planetensystemen bekannt – Tendenz weiter steigend.
Und auch in Zukunft dürfte die Zahl der bekannten Exoplaneten weiter ansteigen. Dafür sorgen nicht nur dezidierte Exoplaneten-Missionen wie das Nasa-Weltraumteleskop „TESS“ und das Esa-Weltraumteleskop „Cheops“, sondern möglicherweise auch die Entdeckung eines Forschungsteams um den Astronomen Joseph Callingham (Universität Leiden).
Neue Methode zur Suche von Exoplaneten entdeckt? Forschende messen Radiowellen
Die Forschenden haben mithilfe der Antennen des Low-Frequency Array (LOFAR) in den Niederlanden Radiowellen von mehreren roten Zwergsternen eingefangen. „Bei einigen dieser Sterne würde man nicht erwarten, dass man überhaupt Radiosignale empfangen kann“, erklärt Callingham auf Twitter. Diese Sterne seien „möglicherweise die uninteressantesten Sterne, die man sich vorstellen kann“, so der Forscher weiter.
Doch was könnte hinter dieser Radiostrahlung stecken? Die Forschenden um Callingham haben den Verdacht, dass die Radiowellen mit Polarlicht in Verbindung stehen. In ihrer Studie, die im Fachjournal Nature Astronomy veröffentlicht wurde, zeigen sie, dass die Emissionen, die von den roten Zwergsternen aufgefangen wurden, Ähnlichkeit haben mit der Interaktion zwischen dem Planeten Jupiter und dessen Mond Io. Diese Interaktion führt zu starken Polarlichtern an den Polen des Planeten.
Radiowellen von roten Zwergsternen als Hinweis auf stellares Polarlicht
„Wir glauben, dass die Sternensysteme exzellente Kandidaten für eine Interaktion zwischen Stern und Exoplanet sind“, erklärt Callingham weiter. Sie seien „im Wesentliche skalierte Jupiter-Io-Systeme, bei denen Jupiter durch einen Stern und Io durch einen Exoplaneten ersetzt wird“, twittert der Forscher und ergänzt: „Wir denken, wir sehen stellares Polarlicht.“
Das stellare Polarlicht könnte ein Schritt hin zur direkten Beobachtung von Exoplanet-Magnetfeldern sein, beschreibt Callingham seine Forschung weiter. Im nächsten Schritt müsse man nun testen, ob die Radiowellen tatsächlich ein Hinweis auf die Interaktion eines Sterns mit einem Planeten seien, so Callingham. Derzeit nutze sein Team erneut LOFAR, um eine Periodizität in den Radiowellen zu erkennen.
Weltall: Radioastronomie könnte künftig Exoplaneten aufspüren
„Dieses Ergebnis bedeutet, dass die Radioastronomie kurz davor steht, die Exoplaneten-Forschung zu beeinflussen“, erklärt Callingham den Einfluss seiner Studie auf die Astronomie. „Es ist eine aufregende Zeit, um in diesem Bereich zu arbeiten“. Das Square Kilometre Array Observatory (SKAO), eine im Bau befindliche große Anzahl von Radioteleskopen, sollte später in der Lage sein, mindestens 7500 dieser Stern-Planeten-Systeme zu entdecken, blickt Callingham in die Zukunft.
Derzeit gibt es hauptsächlich zwei Methoden, mit der Exoplaneten entdeckt werden: Bei der Transitmethode wird nach Planeten gesucht, indem das Licht von Sternen auf kurze Lichtschwankungen hin untersucht wird. Das Licht schwankt, wenn ein Exoplanet vorbeizieht – ein sogenannter Transit. Nach dieser Methode arbeitet unter anderem das Weltraumteleskop „TESS“ der Nasa. Die zweite Methode ist die Radialgeschwindigkeit: Regelmäßige Verschiebungen im Lichtspektrum des Sterns verraten ein leichtes Taumeln eben jenes Sterns – ein Hinweis auf die Schwerkraft eines anwesenden Planeten. Callingham und sein Forschungsteam könnten nun eine dritte Methode gefunden haben. (tab)