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Exoplaneten: Kühler Exo-Jupiter um Epsilon Indi direkt abgebildet

Mit dem James Webb Space Telescope wurde ein kühler jupiterähnlicher Planet um den Stern Epsilon Indi aufgenommen, der auf einer unerwarteten Bahn kreist.
Der Exoplanet Epsilon Indi Ab (Illustration)
Die Illustration zeigt den kühlsten bislang mit dem James Webb Space Telescope fotografierten Exoplaneten: Epsilon Indi Ab.

Der Stern Epsilon Indi befindet sich etwa zwölf Lichtjahre von uns entfernt im südlichen Sternbild Indianer (lateinisch: Indus). Er ist mit 78 Prozent der Sonnenmasse etwas kleiner und weniger leuchtstark als unsere Sonne. In seiner Nähe hat man bereits im Jahr 2018 einen extrasolaren Planet aufgespürt, der dem Planeten Jupiter ähnelt. Jetzt gelang es, diesen Planeten direkt mit dem James Webb Space Telescope (JWST) abzulichten, wobei es zu handfesten Überraschungen kam: Der Planet befindet sich nicht an dem Ort, an dem er auf Grundlage der vorherigen Messungen vermutet wurde; vielmehr umläuft er sein Zentralgestirn auf einer deutlich größeren Umlaufbahn und ist außerdem erheblich massereicher als erwartet.

Das Forschungsteam um Elisabeth Matthews vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Astronomie wertete Bilder und Messdaten des JWST aus, die bei zwei unterschiedlichen infraroten Wellenlängen aufgenommen wurden: bei 10,65 und 15,55 Mikrometern (millionstel Metern). In der im Fachjournal »Nature« veröffentlichen Studie konnte das Team ableiten, dass Epsilon Indi Ab – so die Bezeichnung des Exoplaneten – etwa die sechsfache Jupitermasse aufweist, ungefähr doppelt so viel wie bislang angenommen. Zudem umkreist er seinen Stern in rund 200 Jahren auf einer stark elliptischen Bahn, die wesentlich größer ist, als man bisher dachte. Der sternnächste Punkt, das Periastron, liegt bei 20 Astronomischen Einheiten (AE), der sternfernste Ort, das Apoastron, bei 40 AE. Eine Astronomische Einheit ist die mittlere Distanz von der Erde zur Sonne und beträgt 149,5 Millionen Kilometer. Die vorherigen Bahnbestimmungen hatten auf eine Umlaufperiode von nur etwa 45 Jahren hingewiesen.

Der Exoplanet Epsilon Indi Ab in zwei unterschiedlichen infraroten Wellenlängen | Mit dem James Webb Space Telescope (JWST) konnte der jupiterähnliche Exoplanet Epsilon Indi Ab im Umfeld seines Zentralgestirns direkt abgebildet werden. Mit Hilfe eines speziellen Blendensystems wurde das Licht des Stern ausgeblendet, so dass der erheblich leuchtschwächere Exoplanet zu sehen ist. Das linke Teilbild entstand bei einer Wellenlänge von 10,65 Mikrometern (millionstel Metern), das rechte bei 15,55 Mikrometern. Der Ort des Zentralgestirns ist mit einem fünfzackigen Stern markiert.

Mit Hilfe des JWST gelang es zusätzlich, die Oberflächentemperatur von Epsilon Indi Ab zu bestimmen, die im Mittel 275 Kelvin oder zwei Grad Celsius beträgt. Damit ist dieser Himmelskörper der kühlste jemals abgebildete Exoplanet. Die Temperatur ist aber starken Schwankungen unterworfen, je nachdem in welchem Abschnitt seiner Bahn um Epsilon Indi sich der Planet gerade befindet. Von den derzeit zirka 7000 bekannten extrasolaren Planeten konnten bisher nur rund 25 direkt fotografiert werden.

Der Stern Epsilon Indi ist Teil eines Mehrfachsystems und trägt somit auch die Bezeichnung Epsilon Indi A. In etwa 1200 AE Abstand umrundet ein Paar aus zwei Braunen Zwergen, Epsilon Indi B und C, den Hauptstern. Sie kommen auf 50 (B) beziehungsweise 30 Jupitermassen (C), sind so groß wie Jupiter und rund 2,1 AE voneinander getrennt. Die beiden Braunen Zwerge umkreisen einander in 15 Jahren und wurden bereits in den Jahren 2002 und 2003 entdeckt.

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