Abenteuer Astronomie

Mit einem Exoplaneten fremde Sternflecken vermessen

Schema eines großen Sternflecks auf CoRoT-2a, wie er sich aus der »Abtastung« durch den Transitplaneten CoRoT-2b ergibt. In schwarz der Planet, in grau der Sternfleck nach einer Rekonstruktion, bei der der Fleck 75% der Helligkeit der Sternoberfläche hat. Die violetten Bögen sind dann seine nördlichste und südlichste mögliche Lage, während die rote Linie eine Lösung mit einem »dunklen« Fleck (30% Helligkeit) darstellt. [Wolter et al.]

Zwei Dinge können über die — nicht aufgelöste — Scheibe eines fernen Sternes ziehen: dunkle Sternflecken und Planeten. In beiden Fällen wird die Helligkeit des Sterns während des Durchgangs leicht zurückgehen, aber es ist natürlich auch möglich, dass gleichzeitig Sternflecken und ein Planet vorhanden sind und letzterer auch noch vor den Flecken herzieht. Das äußert sich dann als Deformation der Transit-Lichtkurve des Planeten und wurde auch schon in ein paar Fällen nachgewiesen. Hamburger und Tautenburger Astronomen sind nun einen Schritt weiter gegangen und haben mithilfe des Photometriesatelliten CoRoT einen einzelnen Fleck auf einem fernen sonnenähnlichen G-Stern mit Hilfe von dessen Planeten vermessen.

Der ziemlich aktive Stern CoRoT-2a rotiert alle 4½ Tage, während sein Planet alle 1,7 Tage um den Stern saust, d.h. fast dreimal so schnell. Im Durchgang »scannt« der Planet einen etwa 20° breiten Streifen der Sternoberfläche in der Nähe des Äquators ab, mit einer Ortsauflösung in Länge von 1/10°, da CoRoTs CCD-Kamera jeweils 32 Sekunden lang integriert.

Während der Planet vor einem Sternfleck steht, geht die gemessene Gesamthelligkeit weniger zurück als bei einem fleckenfreien Sternscheibchen — und bei einem von insgesamt 79 Durchgängen des Planeten war diese Abweichung besonders stark. Jetzt musste der verantwortliche Sternfleck modelliert werden: Da der »Buckel« in der Lichtkurve symmetrisch war, lag ein Kreis nahe. Das Sternscheibchen wurde in 178868 Elemente eingeteilt und eine Randverdunklung eingerechnet, die sich aus der Form der Transit-Lichtkurve ergibt. Dann wurden zwei Szenarien durchgespielt, mit einem »hellen« Sternfleck, der immer noch 75% der Flächenhelligkeit der Sternscheibe hat (so ist es bei großen Fleckengruppen auf unserer Sonne der Fall), und mit einem »dunklen«. Lösungen, die zur beobachteten Lichtkurve passen, gibt es eine ganze Reihe, wie die Grafik zeigt: Die Längenposition des Flecks ist zwar sehr genau festgelegt, um ein Vielfaches besser als je bei einem anderen Sternfleck, doch in der Breitenlage bleiben große Unsicherheiten. Die Größe des Flecks ähnelt der der größten Fleckengruppen auf der Sonne, die etwa 1% der Oberfläche bedecken — und er liegt in der Nähe des Sternäquators. Die Technik des Flecken-Scannens auf fremden Sternoberflächen hat Zukunft, wenn die Photometrie nur gut und schnell genug ist.

Daniel Fischer

	Die Veröffentlichung: www.arxiv.org/abs/0906.4140
	Eine Pressemitteilung der Uni Hamburg: idw-online.de/pages/de/news323790
	Wie Sternflecken Planeten im Transit vortäuschen können: www.technologyreview.com/blog/arxiv/23758