Planetensystem TRAPPIST-1

In den letzten Jahren gab es einige Meldungen zur Entdeckung von erdähnlichen Planeten in fremden Sonnensystemen und es stellt sich die Frage, ob einer dieser Planeten mit Amateurausrüstung nachweisbar sein könnte. Bei einem sonnenähnlichen Stern ist das bei einem jupitergroßen Planeten durchaus möglich. Bei so einem Transit wird etwa 1% der Sternfläche abgedeckt. Das ist durch die Mittlung vieler Bilder messbar. 

Ein erdgroßer Planet ist etwa 10 mal kleiner als der Jupiter. Wenn sich ein Sternsystem fände, dessen Stern 10 mal kleiner ist als die Sonne dann gäbe es eine ähnliche Relation wie bei Jupiter und Sonne und der erdgroße Planet wäre nachweisbar. 

Der 2016 entdeckte TRAPPIST-1 ist ein vielversprechender Kandidat. Dieser Stern besitzt gleich 3 Planeten mit jeweils einem Zehntel Jupiterdurchmesser was fast genau der Erde entspricht.

Der Stern ist ein roter Zwerg mit 11,7 Prozent des Sonnendurchmessers. Bei einem Transit wird das Licht um 0,008 mag reduziert. Der Stern steht bei -5 Grad Deklination im Wassermann und ist in Mitteleuropa gut erreichbar. Das klingt schon sehr vielversprechend, doch die Helligkeit des Sterns ist ein Problem. Sie wird in den Sternkatalogen mit lediglich 18,8mag angegeben. 0,8% Helligkeitsänderung bei einem 18mag Stern zu messen ist eine Herausforderung die die Möglichkeiten einer Amateurausrüstung übersteigt. 

Auf den ersten Blick ist die Lage deprimierend, doch auf den zweiten Blick gibt es einen Hoffnungsschimmer. Die Spektralklasse des Sterns ist M8. Das Strahlungsmaximum liegt im Infrarot. Im visuellen Bereich gibt es nur wenig Licht, doch im IR ist der Stern fast 3 Magnituden heller. Die Gesamtzahl der Photonen wird mit einem IR-Pass-Filter zwar nicht vergrößert, doch der Kontrast lässt sich in der münchener Innenstadt deutlich steigern und die Leistungsfähigkeit der 80cm Optik besser nutzen. 

Unterschied zwischen visuell und Infrarot am Beispiel des POSS

Eine erste Versuchsserie entstand außerhalb eines Transits um die Streuung der Messwerte genauer zu untersuchen. Bei 90s Belichtungszeit und Bin-3 ist der Stern mit der Atik-Kamera im IR optimal belichtet. 

Die Messpunkte streuen um etwa +-0,05 mag. 

Wenn 10 Bilder a 90s auf 900s mittelt werden, liegt die Streuung nur noch bei +-0,0125 mag. Das reicht noch nicht, ist aber schon verdammt nah an der Nachweisgrenze wie man an der unteren Grafik sehen kann. 

Es ist schwierig die Empfindlichkeit weiter zu optimieren. Vielleicht wird es mit etwas längeren Integrationszeiten noch etwas besser. Auch bei den Vergleichssternen ist noch was zu holen. Der einzige gleichhelle Stern lag diesmal ungünstig auf dem Chip und es musste ein etwas schwächerer Stern herangezogen werden. Eine weitere Option ist die Suche nach Doppel- oder Dreifachtransiten. Da es gleich 3 erdähnliche Planeten gibt, sind dabei Amplituden mit 0,016 oder 0,024 mag möglich. 

Auch wenn es nicht gelang die erdähnlichen Exoplaneten zu messen, so bleibt doch ein Foto eines interessanten Lichtpünktchens übrig. Der Gedanke, das wir hier auf 3 erdähnliche Planeten schauen ist faszinierend, selbst dann, wenn sich Planeten nicht auflösen lassen. 

Trappist-1 ist nur 40 Lichtjahre entfernt. Deshalb besitzt er eine sehr große Eigenbewegung die sich im Vergleich mit dem POSS-II gut demonstrieren lässt.

zurück zur Exoplanetensammlung