Am 6. Oktober 1995 verkündeten die beiden Schweizer Astronomen Michel Mayor und Didier Queloz, dass es ihnen erstmals gelungen war, einen Planeten außerhalb des Sonnensystems nachzuweisen. Der erste Exoplanet bekam zunächst nach dem Stern, den er umkreist, die Bezeichnung 51 Pegasi b, später den Namen Dimidium. Für Ihre Entdeckung wurden Mayor und Queloz im Jahr 2019 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
Mehr Wissen über bereits bekannte Exoplaneten
Seit dem Fund von Dimidum haben Astronomen mehr als 4.000 Exoplaneten aufgespürt, viele davon mit den Weltraumteleskopen Kepler und Tess. Den Wissenschaftlern geht es deshalb nun nicht mehr darum, neue Exoplaneten zu finden, sondern mehr über bereits bekannte zu erfahren. Dazu will die Europäischen Weltraumagentur ESA mit der Mission CHEOPS (Characterising Exoplanet Satellite) beitragen. Das Weltraumteleskop sollte eigentlich am 17. Dezember 2019 vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana ins All fliegen. Wegen eines Software-Problems wurde der Countdown jedoch eine Stunde und 25 Minuten vor dem Start unterbrochen. Einen Tag später am 18. Dezember startete die Rakete dann um 09.54 Uhr MEZ erfolgreich ins All.
Das Weltraumteleskop CHEOPS bei der Montage in Madrid
CHEOPS ist ein vergleichsweise kleiner Satellit. Er wiegt rund 300 Kilogramm und wird in etwa 700 Kilometern Höhe um die Erde fliegen. Gesteuert wird der Satellit von Spanien aus. Das wissenschaftliche Betriebszentrum liegt in der Schweiz. Von dort kommt auch der wichtigste Teil von CHEOPS, nämlich das Teleskop, das an der Universität Bern entwickelt und zusammengebaut wurde.
Transit eines Exoplaneten enthüllt seine Größe
Wenn das Weltraumteleskop die Erdumlaufbahn erreicht hat, nimmt es immer nur einen einzelnen Stern ins Visier, von dem bekannt ist, dass mindestens ein Planet um ihn kreist. Bei einem Transit, also wenn ein Exoplanet von der Erde aus gesehen vor dem Stern vorbeizieht, gibt es kleine Helligkeitsänderungen. Diese Schwankungen soll CHEOPS messen, denn mit diesen Daten lässt sich die Größe des Planeten bestimmen. Die Abnahme der Helligkeit ist direkt proportional zur Fläche, die beim Transit abgedeckt wird.
Gas, Stein oder Metall?
Mit den bereits vorhandenen Informationen über die Masse des Exoplaneten kann dann auch dessen Dichte bestimmt werden. Diese liefert wichtige Hinweise auf seine Zusammensetzung und Struktur. Handelt es sich um einen Gasplaneten? Oder besteht der Himmelskörper vorwiegend aus Eisen, Stein oder gar Wasser? CHEOPS soll mindestens 3,5 Jahre aktiv sein und in dieser Zeit mehrere hundert Exoplaneten untersuchen. Dabei beschränkt sich das Weltraumteleskop auf ferne Planeten, die größer als die Erde und kleiner als der Neptun sind. Das bedeutet, der Durchmesser beträgt zwischen etwa 10.000 und 50.000 Kilometern.
Mit der Transit-Methode lässt sich die Größe eines Exoplaneten bestimmen.