Fünf Methoden, eine verborgene Welt zu finden

Da Planeten so schwer zu sehen sind, finden Astronominnen und Astronomen sie meistens durch die Wirkung, die sie auf das Licht eines Sterns haben. Fünf Methoden leisten dabei fast die gesamte Arbeit.

• Transit. Wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht, blockiert er einen kleinen Teil des Lichts. Dadurch wird der Stern kurzzeitig und wiederholt dunkler. Das funktioniert nur, wenn die Umlaufbahn fast genau von der Seite zu sehen ist.
• Radialgeschwindigkeit (Taumeln). Die Schwerkraft eines Planeten lässt den Stern auf einem kleinen Kreis bewegen. Wenn sich der Stern auf uns zu bewegt, verschiebt sich sein Spektrum leicht ins Blaue; wenn er sich von uns weg bewegt, verschiebt sich das Spektrum leicht ins Rote. Die wiederholte Verschiebung verrät den Planeten.
• Direkte Aufnahmen. Blockiere den Stern und fotografiere den Planeten selbst – wie in der letzten Lektion.
• Mikrolinsenwirkung. Wenn ein Stern genau vor einem weiter entfernten Stern vorbeizieht, beugt und bündelt seine Schwerkraft das Licht des Hintergrunds, und der entfernte Stern wird einige Tage lang heller. Ein Planet um den vorderen Stern herum verursacht einen kurzen zusätzlichen Ausschlag.
• Astrometrie. Miss die Position des Sterns am Himmel sehr genau und suche nach einem kleinen, wiederholten Taumeln. Das Weltraumteleskop Gaia wurde dafür entwickelt.

Jede Methode entdeckt einige Planeten und übersieht andere. Deshalb hat jede einen Bias.

• Transits bevorzugen Planeten, die nah an ihrem Stern sind (eine höhere Chance, dass alles genau auf einer Linie liegt) und groß sind (ein stärkerer Helligkeitsabfall).
• Die Radialgeschwindigkeit bevorzugt schwere Planeten auf kurzen Umlaufbahnen, die besonders stark am Stern ziehen.
• Direkte Aufnahmen bevorzugen junge, heiße Riesenplaneten, die weit von ihrem Stern entfernt sind.
• Die Mikrolinsenwirkung eignet sich gut für Planeten, die weit von ihrem Stern und sehr weit von uns entfernt sind, und kann kalte Planeten finden, die andere Methoden übersehen. Die Ausrichtung für die Linsenwirkung wiederholt sich jedoch nie, daher wird jeder Planet nur einmal gesehen.
• Die Astrometrie bevorzugt schwere Planeten auf weiten Umlaufbahnen um nahe Sterne.

Die große Mehrheit der bisher bekannten Planeten wurde durch Transits gefunden, danach folgt die Radialgeschwindigkeit. Die anderen drei Methoden machen zusammen nur einen kleinen Teil der Gesamtzahl aus.