Im Ergebnis entstehen mehr eindrucksvolle astronomische Aufnahmen und auch Messdaten, die sich wissenschaftlich nutzen lassen. Besonders im Fokus steht aktuell dabei eines der faszinierendsten Felder der modernen Astronomie: die Suche nach Exoplaneten, also Planeten jenseits unseres Sonnensystems.
Diese Planeten direkt zu sehen, ist kaum möglich. Sie sind viel zu klein und zu lichtschwach, um neben ihrem hellen Mutterstern sichtbar zu sein. Deshalb sucht man auf Umwegen. „Bei der sogenannten Transitmethode beobachtet man, was passiert, wenn ein Planet aus unserer Sichtlinie heraus vor seinem Stern vorbeizieht: Er verdeckt für kurze Zeit einen winzigen Teil der Sternscheibe und die Helligkeit des Sterns nimmt messbar ab“, erläutert Professor Dr. Johannes Üpping vom Team der TH-OWL-Sternwarte. „Nur wenige Promille, manchmal noch weniger, beträgt dieser Unterschied. Mit einem guten Teleskop, der richtigen Kamera, einer stabilen Nachführung und sorgfältiger Auswertung ist er dennoch nachweisbar.“
Genau das macht die Sternwarte. Aus internationalen Datenbanken und Beobachtungsvorhersagen wählt das Team geeignete Transitereignisse aus. Über mehrere Stunden hinweg fotografiert das Teleskop dann fortlaufend den Zielstern. Aus diesen Aufnahmen entsteht eine Lichtkurve, die zeigt, wie sich die Helligkeit im Laufe der Nacht verändert. Wann beginnt der Transit, wann endet er, wie tief ist das Minimum? Aus diesen Angaben lassen sich nicht nur Dauer und Ausmaß der Verdunklung ablesen, sondern auch Rückschlüsse auf Größe und Bahnparameter des Planeten ziehen.
Solche Messungen haben durchaus ihren wissenschaftlichen Wert. Zwar sind die beobachteten Exoplaneten bereits bekannt, aber ihre Umlaufzeiten und Transitzeitpunkte müssen immer wieder neu überprüft und verfeinert werden, denn je genauer diese Daten sind, desto besser lassen sich künftige Beobachtungen mit großen Teleskopen und Weltraummissionen vorbereiten und Anomalien bestimmen. „Hier können auch kleinere Sternwarten und engagierte Amateurastronominnen und -astronomen Entscheidendes beitragen“, betont Professor Üpping.
Dass das nicht nur bloße Theorie ist, hat die Sternwarte der TH OWL bereits bewiesen: Mehrere Exoplanetentransits wurden beobachtet, ausgewertet und an einschlägige Datenbanken gemeldet, etwa hier: var.astro.cz/en/Observations;
Daneben bemüht sich das Team der Sternwarte um die Mitarbeit in der internationalen TFOP-Gruppe unter der Leitung des Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian, die auch noch unveröffentlichte Positionsdaten von Planetenkandidaten vermittelten. Dies sind Sterne bei denen ein Exoplanet vermutet wird, dieser aber erst durch Beobachtungen wie die der Sternwarte der TH OWL bestätigt werden muss.
Nach den hellen Sommernächten sollen die Beobachtungen systematisch fortgeführt werden. TFOP steht dabei für „TESS Follow-up Observing Program“, das Daten sammelt um die nächsten Satellitenbeobachtungen für Exoplaneten vorzubereiten.
Professor Üpping: „Den Grundstein für diese Entwicklung legte Herr Grünbeck, der die technische und methodische Umsetzung im Rahmen seiner Abschlussarbeit federführend vorangetrieben hat. Seiner Arbeit ist es wesentlich zu verdanken, dass die Sternwarte heute in der Lage ist, selbst kleinste Helligkeitsschwankungen bei Exoplanetentransits verlässlich zu erfassen und auszuwerten.“
Damit hat die Sternwarte eine neue Qualität erreicht. Was als technische Weiterentwicklung begann, ist inzwischen ein echter Zugang zu aktueller Forschung. Die Beobachtung von Exoplanetentransits verbindet Teleskoptechnik, Datenanalyse und internationale Zusammenarbeit und zeigt, dass auch mit vergleichsweise kompaktem Equipment ein ernsthafter Beitrag zur Erforschung ferner Planetensysteme möglich ist.
Beispielhaft ist die Messung vom Planeten Kelt – 23Ab, einem 412 Lichtjahre entfernten Gasriesen (Link zur Nasa Visualisierung: science.nasa.gov/exoplanet-catalog/kelt-23-a-b/ ). „Zu sehen ist der Lichtstrom (Schwarz) und unser Fit an die Messdaten (Rot), als Vergleich ist zusätzlich auch die erwartete Kurve (Türkis) gezeigt. Im unteren Teil sind die Residuen des Fits dargestellt“, so Professor Üpping.
