Das Prinzip der Radialgeschwindigkeitsmethode als Technik zur Entdeckung von extrasolaren Planeten (PDF)

Facharbeit (Schule) aus dem Jahr 2012 im Fachbereich Physik - Angewandte Physik, Note: 1, , Sprache: Deutsch, Abstract: Seit der Ablösung des geozentrischen Weltbilds durch die heliozentrische Sichtweise und der Erkenntnis, dass unser Sonnensystem nur einen winzigen Ausschnitt des Universums darstellt, besteht für die Menschheit die Frage, ob es in den Weiten des Universums extraterrestrisches Leben gibt. Die Suche nach komplexem und hochentwickeltem Leben innerhalb unseres Sonnensystems blieb aber bis heute erfolglos, sodass die Antwort höchstwahrscheinlich nicht hier zu finden ist.

Beim Betrachten des Himmels in einer klaren Nacht, sind tausende helle Punkte zu erkennen, die nicht nur einfach Sterne, sondern ebenso Sonnen, wie die unsere sind. Warum sollte es dort also nicht auch irgendwo Planeten geben, vielleicht sogar Planeten, die in ihren Eigenschaften unserer Erde ähneln? Unter Astronomen wurde immerhin die Vermutung laut, dass "20 bis 30 % aller sonnenähnlichen Sterne Planeten besitzen [könnten]" (TITZ-WEIDER, 2009, S. 42).

Seit Mitte des 20. Jahrhunderts wird weltweit eine intensive Forschung auf der Suche nach extrasolaren Planeten betrieben, die bis in die 1990er Jahre auf ihre ersten Erfolge warten musste. Während der letzten zehn Jahre gab es einen nahezu "inflationären Zuwachs an Entdeckungen von Exoplaneten" (SCHOLZ, 2009). Im Februar 2012 zählen die Datenbanken der Enzyklopädie der extrasolaren Planeten 758 Exoplaneten in 608 verschiedenen Planetensystemen (SCHNEIDER, 2012). Oft sind die entdeckten Planeten massereich und bewegen sich auf sternnahen Bahnen, sodass ihre Oberfläche sehr heiss ist. Darüber hinaus sind viele dieser Exoplaneten eher mit Gasriesen, wie dem Jupiter vergleichbar und deutlich seltener als erdähnlich zu bezeichnen.

Doch wie findet man diese Planeten, wo sie sich doch in so grosser Entfernung befinden? Mit der Zeit haben sich viele verschiedene Techniken entwickelt, von denen die meisten potentielle Planeten nur indirekt nachweisen können. Das heisst, dass die Exoplaneten nicht durch Teleskope optisch dargestellt werden, sondern dass deren Existenz durch die Beobachtung des Sterns und folgende Rückschlüsse bestätigt wird. Eine dieser Methoden ist die Radialgeschwindigkeitsmethode, mit der bisher die meisten extrasolaren Planeten aufgespürt wurden. Im folgenden Teil soll es darum gehen, das Prinzip der Radialgeschwindigkeitsmethode etwas genauer zu durchleuchten.