Nobelpreis für Physik 2019: 51 Peg

Anfang Oktober 2019 wurde der Nobelpreis für Physik verliehen „für die Entdeckung eines Exoplaneten, der einen sonnenähnlichen Stern umkreist“. Das freut den ausgebildeten Physiker in mir ebenso wie den Hobbyastronomen.

Von der diesjährigen Verleihung erfuhr ich in der Kaffeepause auf einer Dienstreise. Meine Chefin sprach mich freudestrahlend an, denn ihre Eltern sind Profi-Astronomen und kennen die diesjährigen Preisträger persönlich. Nun, ich kenne wenigstens den Stern 🙂

Das Titelbild dieses Artikels (nebenstehend) zeigt den Stern 51 Peg, aufgenommen am 18.10. bei 105mm Brennweite, ca. 10 Min. belichtet. 51 Peg ist der helle Stern direkt in Bildmitte. 

In der modernen Astrophysik und Kosmologie spielen sich Forschungen oft an Objekten ab, die ich mit meinen Mitteln kaum erkennen kann. Dieses Jahr ist es anders: den Exoplaneten selbst kann ich zwar nicht sehen. Doch der Stern 51 Pegasi, um den der Exoplanet kreist, ist sogar mit bloßem Auge in einer sternklaren Nacht und bereits unter Vorstadthimmel, auf jeden Fall unter Landhimmel, sichtbar. Er steht an der „rechten“ Kante des Pegasusquadrats etwa unterhalb der Mitte. Folgende Grafik veranschaulicht dies:

Rechts ist das Sternbild Pegasus in einer Grafik der Software Stellarium gezeigt. Ein rotes Rechteck markiert den Ausschnitt, den das Foto links zeigt. 51 Peg ist in diesem blau eingekreist.

Die Veröffentlichung der Beobachtung des Exoplaneten fand bereits 1995 statt. Das war kurz nach meinem Grundstudium in der Physik. Noch in diesem Grundstudium war die Lehrmeinung: „es wäre extrem unwahrscheinlich, dass unser Planetensystem das einzige ist, dass es gibt. Aber ob wir jemals welche beobachten können, ist extrem fraglich.“

Nicht einmal eine Handvoll Jahre später lautete die Antwort: doch, wir können.

Und diese Antwort haben die diesjährigen Preisträger gegeben. Das war ein großer Durchbruch. Seit diesen Tagen kommen wir der Antwort auf die nächste Frage immer näher: gibt es irgendwo Planeten, die der Erde so stark ähneln, dass es dort Leben geben kann?

Doch wie haben die Forscher damals den Planeten nachgewiesen?

Aus dem Leben kennen wir folgenden Effekt: das Horn eines Kranken-, Polizei oder Feuerwehrautos klingt höher, wenn es auf uns zukommt und tiefer, wenn es von uns wegfährt.

Diesen Effekt gibt es auch mit Licht: Licht verändert seine Farbe ein kleines bisschen, wenn die Lichtquelle bewegt wird. Und genau das passiert mit einer Sonne, wenn ein (großer) Planet um sie kreist, den Planet und Sonne kreisen um einen gemeinsamen Punkt, der vom Sonnenzentrum verschoben ist. Dadurch bewegt sich die Sonne mal auf uns zu und mal von uns weg, entsprechend können wir die Veränderung am Licht beobachten.

Den Nobelpreisträgern gelang es nun, das Spektrum von 51 Peg so hochauflösend aufzunehmen, dass sie die Verschiebung nachweisen konnte, die durch eine um 51 Peg kreisende Masse ausgelöst werden musste.

Persönliche Notiz

Das ist nun seit 2014 der dritte Physiknobelpreis, zu dem ich einen persönlichen Draht habe. Die anderen beiden sind:

  1. In 2014 wurde die Entdeckung der blauen Leuchtdiode geehrt. Mit den damaligen Preisträgern haben wir an der Uni Gießen forschen dürfen und zwei der Preisträger finden sich auf dieser Publikation:
    D. M. Hofmann, W. Burkhardt, F. Leiter, W. Förster, H. Alves, A. Hofstaetter, K. Meyer, N. G. Romanov, H. Amano, and I. Akasaki
    „Mg acceptors in GaN: Dependence of the g-anisotropy on the doping concentration“
    Physica 43 B 273-274, (1999)
  2. In 2017 wurde die Beobachtung der Gravitationswellen honoriert. Einer der Preisträger hatte im physikalischen Kolloqium von den grundlegenden Arbeiten am Messaufbau berichtet.
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