Heiße Jupiter im Visier - ATUS liefert neue Daten

Manche Exoplaneten leben gefährlich: Sie umkreisen ihren Stern in extrem engem Abstand und sind dabei intensiver Strahlung und starken Gezeitenkräften ausgesetzt. Solche sogenannten heißen Jupiter – Gasriesen ähnlich Jupiter oder Saturn mit Umlaufzeiten von wenigen Tagen – sind in unserem Sonnensystem unbekannt, kommen in anderen Planetensystemen jedoch häufig vor. Einige Beobachtungen der letzten Jahre sprechen nun dafür, dass möglicherweise viele dieser Planeten auf astronomisch kurzen Zeitskalen ihrem Zentralstern immer näherkommen und schließlich zerstört werden. Ein prominentes Beispiel ist der Exoplanet WASP-12 b, dessen Umlaufperiode messbar abnimmt. Daraus ergibt sich eine verbleibende Lebensdauer von nur etwa drei Millionen Jahren.

Ähnliche Hinweise vermuteten Forschende in den vergangenen Jahren auch für den heißen Jupiter TrES-5 b. Änderungen der Umlaufperiode lassen sich anhand sogenannter Transitzeiten bestimmen, also durch präzise Messungen der Zeitpunkte, zu denen ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht. Solche Effekte sind jedoch schwer nachzuweisen: Veränderungen werden erst über viele Umläufe messbar und erfordern deshalb langjährige, regelmäßige Beobachtungen, idealerweise über mehr als ein Jahrzehnt.

Marvin Rothmeier, ehemaliger Student der Universität Stuttgart, hat im Rahmen seiner Masterarbeit am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) diese Frage nun neu beleuchtet. Dafür wurde in enger Zusammenarbeit mit einem internationalen Forschungsteam die bestehende Datenbasis sorgfältig ausgewertet und gezielt erweitert: In die Analyse flossen unter anderem 13 neue Beobachtungen ein, die zwischen 2016 und 2024 mit ATUS, dem Astronomischen Teleskop der Universität Stuttgart, gewonnen wurden, sowie 114 Transitbeobachtungen des NASA-Satelliten TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Die Lichtkurven wurden anschließend einheitlich ausgewertet, sodass besonders präzise und vergleichbare Transitzeiten vorliegen.

Die neuen Ergebnisse führen zu einer deutlich veränderten Interpretation: Während früh­ere Arbeiten eine stetig abnehmende Umlaufperiode nahelegten, zeigt die erweiterte Studie keine überzeugenden Hinweise, dass sich TrES-5 b messbar seinem Stern annähert. Vielleicht ist der Planet – anders als WASP-12 b – also doch nicht dem Untergang geweiht.
Die Arbeit zeigt zugleich, wie wertvoll gerade kleinere Teleskope wie ATUS für die Exoplanetenforschung sein können: Während große bodengebundene Instrumente und Weltraummissionen nicht alle bekannten Planeten regelmäßig beobachten können, lassen sich mit langfristigen, konsistenten Messreihen kleinerer Teleskope gezielt Lücken schließen. Zudem verdeutlichen die Ergebnisse, wie stark Schlussfolgerungen vom Umfang und der Homogenität der Daten abhängen – und wie sehr solche jahrzehntelangen Studien auf geeignete, langfristig verfügbare Archive angewiesen sind, die bislang noch weitgehend fehlen. Überzeugend war dies auch für die Gutachter der renommierten Zeitschrift The Planetary Science Journal, in der die Studie vor kurzem veröffentlicht wurde.

Das Astronomische Teleskop der Universität Stuttgart (ATUS) ist ein 0,6-Meter-Ritchey-Chrétien-Teleskop für präzise zeitaufgelöste Beobachtungen. Ursprünglich als Testplattform zur Unterstützung des Flugzeugobservatoriums SOFIA konzipiert, wurde das Instrument während seines Einsatzes bei den Sierra Remote Observatories (SRO) in Kalifornien kontinuierlich weiterentwickelt und optimiert.
Heute ist ATUS ein vielseitiges wissenschaftliches Instrument mit Anwendungen unter anderem in der Exoplanetenforschung, bei Sternbedeckungen und in der Weltraumlageerfassung. Gleichzeitig dient das Teleskop als Ausbildungsplattform für Studierende und als Testumgebung für neue Instrumente. Karsten Schindler, der Marvin Rothmeier während seiner Masterarbeit am IRS zusammen André Beck mit betreute, hat das Potenzial von ATUS in einem Paper zusammengefasst, das kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift Publications of the Astronomical Society of the Pacific (PASP) erschienen ist.
Aktuell bereitet er mit Kollegen der Universität Stuttgart den Umzug von ATUS auf die Südhalbkugel vor. Bis das Teleskop dort wieder in Betrieb genommen wird, liefern die von Kalifornien aus gewonnenen Daten weiterhin wichtige Beiträge zur astronomischen Forschung.

Originalveröffentlichungen:

• Doomed Worlds II: Reassessing Suggestions of Orbital Decay for TrES-5 b, Rothmeier et al., Planetary Science Journal 6 292 (2025)
• The Astronomical Telescope of the University of Stuttgart (ATUS): Development, Optimization, and Lessons Learned, Karsten Schindler et al 2026 PASP 138 035001

Weitere Links:

• The Astronomical Telescope of the University of Stuttgart
• Planetary Science Institute: Finding the next doomed worlds
• The Short Period Planets Group — S(u)PerP(i)G
• Sierra Remote Observatories (SRO)

Luft- und Raumfahrtforschung an der Universität Stuttgart
Die Stuttgarter Luft- und Raumfahrt ist eine bundesweit einzigartige interdisziplinäre Ideenschmiede für Schlüsseltechnologien im All und auf der Erde. Forschende der Universität Stuttgart bündeln Expertisen auf den Gebieten der Klima- und Energieforschung, Kommunikationstechnologie, Antriebstechnik sowie des KI-basierten Fliegens. Ein zentraler Schwerpunkt ist die Erforschung nachhaltiger technologischer Lösungen, die die ökologischen Auswirkungen der Luft- und Raumfahrt minimieren sollen. Geforscht wird interdisziplinär und im engen Dialog mit regionalen und internationalen Partnern aus Wissenschaft und Industrie, etwa im Rahmen der Sonderforschungsbereiche ATLAS (SFB 1667) und SynTrac (SFB-TRR 364). Als Partner von THE Aerospace LÄND trägt die Universität Stuttgart zur Umsetzung der baden-württembergischen Landesstrategie bei, die Luft- und Raumfahrt bis 2050 nachhaltig, digital und kooperativ zu machen. Ihren Studierenden bietet die Universität eine fundierte ingenieurwissenschaftliche und anwendungsorientierte Ausbildung. In der Nachwuchsförderung kooperiert sie mit der „Zukunftsoffensive Luft- und Raumfahrt-Nachwuchs“, einer Initiative des Landes Baden-Württembergs, die sich für die Stärkung der Nachwuchsförderung in den MINT-Fächern engagiert.