Wissenschaft zum Selbermachen – Verbirgt sich Proxima c in diesem Diagramm?

Dieses ungewöhnliche Bild der Woche zeigt die neuesten vom ESO-Planetenjäger HARPS, dem High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, im Zuge der Red Dots-Kampagne gesammelten Daten. Letztere ist der Suche nach erdähnlichen Planeten gewidmet, die die drei nächstgelegenen roten Zwerge umkreisen könnten: Proxima Centauri, Barnards Stern und Ross 154. Die Kampagne wurde im Laufe des Jahres 2017 gestartet, um auf der 2016 gemachten Entdeckung von Proxima b aufzubauen, der unseren nächsten stellaren Nachbarn Proxima Centauri umkreist. Red Dots ist als sogenanntes „Open Notebook“-Projekt angelegt, bei dem die Öffentlichkeit Zugang zu den Daten hat und sogar Beobachtungen beisteuern kann. Können Sie hier einen neuen Exoplaneten erkennen?

In diesem Diagramm wird die Bewegung des Sterns über der Zeitachse dargestellt und darin kann man die Fingerabdrücke von Exoplaneten ablesen. Genauso wie ein Stern eine Anziehung auf die ihn umkreisenden Planeten ausübt, ziehen die Planeten auch den Stern an und verursachen so eine Hin- und Herbewegung, die ihrerseits eine kleine, aber messbare Verschiebung der Wellenlänge seines Lichts verursacht. Durch die Analyse dieser vorhersagbaren und sich wiederholenden Veränderungen kann man auf die Anwesenheit eines Planeten schließen. Das Diagramm oben links zeigt die Daten aus 2016, die die Existenz von Proxima b nachgewiesen haben und die zeigen, wie der Planet mit der Zeit seinen Heimatstern, Proxima Centauri, zu einer Bewegungen auf die Erde zu und von ihr weg veranlasst. Die geschwungene Linie stellt das Bewegungssignal des Sterns dar, mit einer regelmäßigen Schwankung der Radialgeschwindigkeit (englisch Radial Velocity, kurz RV) mit einer Periode von 11,2 Tagen.

Das Diagramm oben rechts zeigt neue Messungen, die mit HARPS während der Red Dot-Kampagne gewonnen wurden. Die neuen Daten zeigen wie erwartet das Signal von Proxima b (in gelb), enthält aber noch weitere Regelmäßigkeiten – hier als Abwärtstrend der Punkte in sowohl 2016 wie 2017 zu erkennen; gibt es also noch mehr zu entdecken? Um mit größerer Sicherheit sagen zu können, was dieses Muster verursacht haben könnte, wenden Astronomen quantitative mathematiche Werkzeuge an.

Ein solches Werkzeug ist das Periodogramm, mit dem man nach periodischen Signalen in den Daten suchen kann – hier als deutliche Spitzen erkennbar – die auf die Anwesenheit eines Planeten hindeuten. Das untere Diagramm zeigt das Periodogramm für die neuen Daten: Das erste Signal (in weiß dargestellt) entspricht Proxima b. Die Muster in den beiden oberen Grafiken erzeugen eine ganze Reihe möglicher Perioden (in rot) bei ungefähr 200 Tagen. Die Anwesenheit mehrerer Spitzen von ähnlicher Höhe bedeutet, dass das Signal nicht eindeutig zugeordnet werden kann und dass seine Ursache unklar bleibt.

Im Rahmen dieses Projektes werden weitere Messungen bis Ende September dieses Jahres gemacht werden. Sie können dies mitverfolgen und sehen, wie sich die Red Dot-Kampagne entwickelt, oder sogar eigene Beobachtungen über die Red-Dots-Website , Facebook , oder Twitter beitragen.