Im Oktober 2009 zogen die Planetenjäger um Michel Mayor zum Ende des HARPS-GTO Programms (Guaranteed Time Observation) Bilanz. Für die Bereitstellung des hochpräzisen Échelle-Spektrographen High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS), hatte das Schweizer Team am ESO La Silla 3.6-m Telescope in Chile eine exklusive Beobachtungszeit von 500 Nächten für fünf Jahre zugesprochen bekommen. Das Programm startete im Juli 2003 und auf der ESO/CAUP conference "Towards Other Earths: perspectives and limitations in the ELT era" stellten die HARPS-Teams die letzten bereits überprüften Beobachtungsergebnisse vor. In Porto wurden am 19.10.2009 nicht weniger als
30 neue extrasolare Planeten angekündigt (
planeten.ch berichtete). Alle diese Planeten wurden durch Messungen von Variationen in der Radialgeschwindigkeit ihrer Zentralsterne entdeckt.
Auf der Konferenz in Portugal wurden zunächst nur wenige Daten über die neuen HARPS-Planetensysteme bekannt. Die ausgearbeiteten Veröffentlichungen erscheinen nun nach und nach im Hausjournal der ESO, Astronomy & Astrophysics, nachdem sie das wissenschaftliche peer review durchlaufen haben. In der letzten Märzausgabe wurden gleich elf Planeten in sieben Exosystemen publiziert.
Das Planetensystem von BD -08 2823 liegt im Sternbild Sextant und ist ca. 42 Parsec oder 137 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der Zentralstern der Spektralklasse K ist leichter und kühler als die Sonne und wird von zwei Planeten umkreist. Mit ca. 14 Erdmassen ist der innere Begleiter BD -08 2823 b ein sogenannter "Hot Neptun", der auf einer gering exzentrischen Bahn seinen Stern alle 5.6 Tage in einer Entfernung von 0.056 Astronomischen Einheiten (AU) umläuft. Der zweite Planet BD -08 2823 c ist 0.33 Jupitermassen schwer und 0.68 AU von seinem Stern entfernt. Sein ebenfalls mässig exzentrischer Orbit führt den Planeten in ca. 238 Tagen einmal um sein Zentralgestirn.
In den extrasolaren Planetensystemen von HD 5388, HD 181720 und HD 190984 haben die Planetenjäger bislang jeweils einen planetaren Begleiter aufgespürt. Gemeinsam ist diesen Planeten eine relativ lange Umlaufzeit um ihr Zentralgestirn, ein exzentrischer Orbit und eine Masse, die zusammen mit ihrer Position die Stellung der solaren Gasriesen repräsentieren. Das System von HD 5388 liegt im Sternbild Phönix, ca. 53 Parsec oder 174 Lichtjahre entfernt. Der Hauptreihenstern der Spektralklasse F ist schwerer und heisser als die Sonne und wird von einem Planeten mit 1.96 Jupitermassen begleitet. HD 5388 b umäuft seinen Stern alle 777 Tage in einem Abstand von 1.76 AU. HD 181720 ist im Sternbild Schütze beheimatet und ca. 56 Parsec bzw. 182 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der sonnenähnliche G-Stern wird von einem saturnähnlichen Planeten umlaufen, der 0.37 Jupitermassen schwer ist. In einem Abstand von 1.78 AU benötigt er für einen Orbit ca. 956 Tage. HD 190984, ein Stern der Spektralklasse F im Sternbild Pfau ist ca. 103 Parsec bzw. 336 Lichtjahre entfernt. Sein planetarer Begleiter ist 3.1 Jupitermassen schwer und umläuft seinen Stern in einem Abstand von 5.5 AU in einem Zeitraum von ca. 13 Jahren.
Um HD 125612, HD 215497 und HIP 5158 haben die Astronomen wiederum jeweils mehrere Planeten entdeckt. Das System HD 125612 im Sternbild Jungfrau ist ca. 53 Parsec bzw. 172 Lichtjahre entfernt. Im Jahr 2007 wurde durch das N2K Konsortium um Debra Fischer bereits ein 3.2 Jupitermassen schwerer Planet in einem Abstand von 1.2 AU bekannt gegeben, der das Gestirn der Spektralklasse G3V in 502 Tagen umläuft (
planeten.ch berichtete). Die präziseren HARPS-Messungen haben diese Werte nun leicht korrigiert. Zusätzlich wurden zwei weitere Planeten aus den Daten extrahiert. HD 125612 c ist ein weiterer "Hot Neptun" von ca. 18 Erdmassen, der seinen Stern innerhalb des Orbits von HD 125612 b in einem Abstand von 0.05 AU umläuft. Ein Jahr auf diesem Planeten dauert nur ca. 4.2 Tage. Der neuentdeckte dritte Planet dieses Systems ist ein schwerer Gasriese von 7.2 Jupitermassen, der weit aussen seine Bahn zieht. Für einen Umlauf in einer Distanz von 4.2 AU benötigt HD 125612 d ca. acht Jahre. Die relativen Abstände der Planeten untereinander sind ausreichend, um trotz der merklichen Exzentrizitäten der orbits zwischen 0.27 und 0.46 eine Stabilität des Systems zu gewährleisten.
Der Stern HD 215497 im Sternbild Tukan ist ca. 44 Parsec bzw. 142 Lichtjahre von der Erde entfernt. Aus den Messungen der Radialgeschwindigkeit für den Hauptreihenstern der Spektralklasse K3V wurden zwei Planeten berechnet. HD 215497 b ist eine sogenannte heisse Super-Erde von ca. sieben Erdmassen, die den Stern innerhalb von ca. 4 Tagen in einem Abstand von 0.047 AU umläuft. Über die physikalische Charakterisierung dieser Super-Erden ist immer noch wenig bekannt. Selbst für
CoRoT-7 b, für den eine ergänzende Transitbeobachtung vorliegt, ist die Natur dieses Planeten ungeklärt. Bei Super-Erden kann es sich sowohl um vor Ort entstandene Gesteinsplaneten handeln, aber auch um erodierte Kerne zum Zentralstern gewanderter "Hot Neptune". Auf der Oberfläche von HD 215497 b herrscht eine Gravitationsbeschleunigung, die doppelt so hoch ist wie auf der Erde. Bei einer durchschnittlichen Albedo von 0.3, das ist der Koeffizient für die Reflexion der empfangenen Strahlung des Sterns, ist der Planet ca. 800° C heiss. Super-Erden verführen zu phantasievollen Darstellungen erdähnlicher Planeten, wie die eingebette visuelle Umsetzung eines
Autoren der englischsprachigen wikipedia zeigt. Mit der Wirklichkeit des Planeten wird das vermutlich nicht übereinstimmen.
Der zweite Planet in diesem System, HD 215497 c, ist mit 0.33 Jupitermassen, einem Orbit von ca. 568 Tagen und einer Distanz von ca. 1.3 AU ein saturnähnlicher Gasplanet.
Das Planetensystem von HIP 5158 befindet sich in einer Entfernung von ca. 45 Parsec bzw. 146 Lichtjahre im Sternbild Walfisch. Der Zentralstern der Spektralklasse K5V wird von zwei Planeten umlaufen. HIP 5158 b ist 1.42 Jupitermassen schwer und umläuft in ca. 346 Tagen einen exzentrischen Orbit in mittlerer Distanz von 0.89 AU zu seinem Gestirn. In den HARPS-Daten zeichnet sich ein linearer Trend der gemessenen Radialgeschwindigkeiten des Sterns ab. Diese Verschiebung deutet auf einen zusätzlichen Planeten von ca. 1.2 Jupitermassen hin, der in ca. fünf Jahren einen Orbit abschliesst. HARPS hat HIP 5158 zwar über einen ebenso langen Zeitraum beobachtet. Die Anzahl der Messungen ist aber dennoch zu gering, um die Bahnparameter dieses zusätzlichen Planeten verlässlich zu bestimmen.
Die Planetensysteme im Katalog der Welten:
BD -08 2823 b,
BD -08 2823 c
HD 5388 b
HD 181720 b
HD 190984 b
HD 125612 b,
HD 125612 c,
HD 125612 d
HD 215497 b,
HD 215497 c
HIP 5158 b,
HIP 5158 c
Die wissenschaftlichen papers bei Astronomy & Astrophysics:
The HARPS search for southern extra-solar planets XX. Planets around the active star BD -08°2823, A&A 512, A48 (2010) (
arXiv:0912.3202v1)
The HARPS search for southern extra-solar planets XXI. Three new giant planets orbiting the metal-poor stars HD 5388, HD 181720, and HD 190984, A&A 512, A48 (2010) (
arXiv:0912.3216v2)
The HARPS search for southern extra-solar planets XXII. Multiple planet systems from the HARPS volume limited sample, A&A 512, A48 (2010)
