Das Instrument SPHERE (kurz für "Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research", wörtlich etwa "spektropolarimetrische Erforschung von Exoplaneten im Hochkontrastbereich"), das am "Very Large Telescope" (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) am Paranal-Observatorium in Chile angebracht wurde, führt derzeit seine ersten Beobachtungen durch. Schon die ersten Aufnahmen begeistern Astronomen und geben ein Vorgeschmack auf zukünftig spannende Entdeckungen.
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© ESO/J.-L. Beuzit et al./SPHERE ConsortiumWährend der Beobachtungen zum ersten Licht wurde die bisher beste Aufnahme des Staubrings um den nahen Stern "HR 4796A" angefertigt. Diese zeigt nicht nur den Ring in außergewöhnlicher Klarheit, sondern illustriert auch wie gut SPHERE das Leuchten des hellen Sterns in der Mitte des Bilds unterdrücken kann.
Grenoble (Frankreich) - "Das leistungsstarke neue Instrument zur Suche nach und der Erforschung von Exoplaneten nutzt eine Kombination aus mehreren fortschrittlichen Techniken", erläutert die ESO-Pressemitteilung. "Es bietet eine vielfach bessere Leistung als bereits existierende Instrumente und hat bereits während der allerersten Beobachtungstage eindrucksvolle Aufnahmen von Staubscheiben um nahe Sterne und anderer Zielobjekte geliefert."

Entwickelt und gebaut wurde SPHERE von einem Konsortium aus europäischen Instituten unter der Leitung des Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble in Frankreich in Zusammenarbeit mit der ESO, darunter auch das Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Von dem neuen Instrument erwartet man, dass es die Erforschung von Exoplaneten und zirkumstellaren Scheiben revolutionieren wird.

SPHERE vereint mehrere fortschrittliche Methoden, um den bislang höchstmöglichen Kontrast bei der direkten Beobachtung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystem zu erzielen - weit über die Werte hinaus, die man mit dem Vorgängerinstrument "NACO" erreichen konnte, das einst die erste direkte Aufnahme eines Exoplaneten überhaupt lieferte.

Das primäre Ziel von SPHERE ist es, große Gasriesen auf Umlaufbahnen um nahegelegene Sterne durch direkte Abbildung zu entdecken und zu charakterisieren. Dies ist eine äußerst schwierige Aufgabe, da sich solche Planeten zum einen am Himmel sehr nah an ihrem Mutterstern befinden und zum anderen auch noch sehr viel lichtschwächer sind. "In einer normalen Aufnahme überstrahlt das Sternenlicht das schwache Leuchten des Planeten selbst unter den besten Bedingungen", erläutern die Forscher um Jean-Luc Beuzit. "Der ganze Entwurf von SPHERE ist daher darauf ausgelegt, den höchstmöglichen Kontrast in einer winzigen Himmelsregion in unmittelbarer Umgebung eines blendend hellen Sterns zu erreichen."

Die erste der drei neuen Methoden, die bei SPHERE ausgenutzt wurden, ist extreme adaptive Optik zur Korrektur von Effekten der Erdatmosphäre, so dass die Aufnahmen schärfer sind und der Kontrast des Exoplaneten erhöht wird. Außerdem wird ein Koronograf verwendet, um das Sternlicht zu blockieren und den Kontrast nochmals zu steigern. Schließlich kommt eine Methode namens differentielle Bildgebung zum Einsatz, die die Unterschiede zwischen dem Sternlicht und dem Licht des Planeten in Bezug auf Farbe und Polarisation ausnutzt. Diese subtilen Unterschiede können sogar die Existenz eines zur Zeit unsichtbaren Exoplaneten aufdecken.
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© ESO/J.-L. Beuzit et al./SPHERE ConsortiumZu den ersten Aufnahmen mit SPHERE gehört auch diese Abbildung diese Infrarotaufnahme vom größten Saturnmond Titan. Deutlich wird hier, wie effektiv das System für adaptive Optik beim Sichtbarmachen von Details auf dieser winzigen "Planetenscheibe" ist. Titan wurde auch als Zielobjekt für den Test von SPHEREs polarimetrischen Fähigkeiten genutzt, die für Erforschung von einigen Exoplaneten entscheidend sein werden.
Markus Feldt vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und Ko-Projektleiter von SPHERE ist begeistert: "Bei einem derart komplizierten Zusammenspiel verschiedener Techniken müssen instrumentelle Artefakte mit höchster Sorgfalt herauskalibriert werden. Es ist umwerfend zu sehen, dass unser doch recht komplexer Satz an Hard- und Softwarewerkzeugen gleich beim ersten Versuch nahezu fehlerfrei funktioniert hat!"

Nach weiteren ausführlichen Tests und wissenschaftlichen Prüfbeobachtungen wird SPHERE später im Jahr der astronomischen Gemeinschaft zugänglich sein.
"Das ist nur der Anfang. SPHERE ist ein einzigartig leistungsfähiges Werkzeug und wird in den folgenden Jahren zweifellos viele aufregende Überraschungen liefern”, zeigt sich Beuzit schon heute überzeugt.

Quelle: ESO.org