Peter van de Kamp ist heute für einige eine Fußnote in der Astronomie. Manchmal eine Trivia-Frage. Für einige frühe Exoplaneten-Jäger war sein Name sogar eine Art Karriere-Epitaph – der Name, mit dem Sie nicht in Verbindung gebracht werden wollten, also sollten Ihre Beweise besser luftdicht sein oder du wirst ein weiterer van de Kamp.
Wer war er also? Die gängige Ansicht ist folgende:Peter van de Kamp war ein niederländischer Astronom, der glaubte, die ersten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt zu haben. Sie waren nur zwei Systeme entfernt um Barnard’s Star herum. Aber die Planeten, die Quelle seines Lebenswerkes, waren einfach hingelegt, nicht da.
Und in der Tat sind Studien immer wieder an dem gescheitert, was van de Kamp vorgeschlagen hat. Seine Idee war mehr oder weniger zwei Gasriesen, ein Jupiter und ein Saturn, wenn Sie so wollen, um den winzigen roten Stern herum, nur sechs Lichtjahre entfernt, obwohl sich die Anzahl der Planeten zu ändern schien.
Dadurch kamen sie der Erde so nahe, dass die British Interplanetary Society den Stern als the identifizierte Ort zu besuchen in ihrer Machbarkeitsstudie zum Nuklearantrieb, bekannt als Project Daedalus. Sicher, die Alpha Centauris waren näher dran, aber sie hatten keine nennenswerten Planeten.
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Im Jahr 2018 wurde dort eine sehr un-van-de-Kampianische Welt gefunden. Es war ein paar Mal so schwer wie die Erde an einem kalten Ort in seinem System. Es ist näher am Barnard’s Star als die Erde an der Sonne, aber Barnard’s Star hat nur 14 Prozent der Masse der Sonne, also macht diese Entfernung es zu einer unwirtlichen Welt.
Vergleichen Sie das mit Proxima Centauri, etwas weniger als zwei Lichtjahre näher, das vielleicht eine bewohnbare Welt hat, und Sie bekommen endlich einen Planeten, wo wir lange nach einem gesucht haben. Aber der Barnard’s Star-Planet ist nicht so, wie van de Kamp gehofft hatte, und er ist seltsam und kalt und es ist unwahrscheinlich, dass er genug Leben hat, um ein interstellares Schiff dorthin zu schicken.
Aber es gab auch etwas Seltsames in den Daten – etwas von der Größe von Neptun in einer langen Umlaufbahn, die seltsamerweise innerhalb der Zeitspanne lag, die van de Kamp für seine eigenen Planeten beanspruchte. Aber der Planet, wenn er existiert (im Moment gibt es einige starke, aber nicht schlüssige Daten), wäre nur ein Bruchteil der Größe und würde van de Kamp wahrscheinlich nicht rechtfertigen.
Dennoch verdient sein Name eine gewisse Wertschätzung. Er war ein Mann auf dem richtigen Weg. Im Nachhinein hat er einfach in der falschen Zeit gelebt.
Doppelsterne und Planetenjagd
Peter van de Kamp kam 1937 an das Swarthmore College in der Nähe von Philadelphia. Er wurde 1901 in den Niederlanden geboren und gehörte zu einem großen Kader niederländischer Astronomen, die in dieser Zeit an Bedeutung gewannen.
Adriaan van Maanen, mit einem seltsamen toten Stern in seinem Namen, ging dieser Generation einige Jahrzehnte voraus, aber die anderen Namen sind vielen Astronomiefans vertraut. Namen wie Gerard Kuiper, nach dem der Kuipergürtel benannt ist, oder Jan Oort, dessen Name das Reich des Sonnensystems jenseits des Kuipergürtels, die Oortsche Wolke, beschreibt.
Oder Dirk Reuyl. Er war der Cousin von van de Kamp. Und auch er versuchte, einen der ersten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems für sich zu beanspruchen. Aber seine Behauptungen wurden widerlegt – von Peter van de Kamp. Aber gehen wir ein wenig zurück.
Van de Kamp kam nach Swarthmore, um den Doppelstern in Angriff zu nehmen Programm dort. Viele Sterne sind nicht allein am Himmel. Das nächste Sternensystem, Alpha Centauri, hat eigentlich drei Sterne. Zwei große Sterne umkreisen einander in der Mitte, während ein kleinerer Stern, Proxima Centauri, diese beiden Sterne von einem weiter entfernten Ort aus umkreist.
Manchmal, wenn Sterne andere Sterne umkreisen (dies wird als Doppelstern bezeichnet, zumindest wenn es sich um zwei Sterne handelt), können beide mit einem Teleskop leicht am Himmel gesehen werden, zwei Lichtpunkte, die sich leicht auflösen. Alpha Centauri A und B haben ungefähr die gleiche Größe, Helligkeit und Masse, sodass ein anständiges Teleskop zwei Lichtpunkte erkennen kann, obwohl die Sterne „nur“ 1,7 Milliarden Kilometer voneinander entfernt sind.
Aber andere Sterne sind nicht so einfach aufzulösen. Manchmal dominiert ein Stern ein System. Dies ist der Fall bei Sirius A und B. Sirius A ist der hellste Stern am Nachthimmel. Aber wenn Sie nach oben schauen, werden Sie Sirius B nicht sehen. Zumindest nicht ohne eine hochwertige Ausrüstung, die etwas außerhalb der Preisklasse eines gewöhnlichen Celestron oder Orion unter dem Weihnachtsbaum liegt.
Das liegt daran, dass Sirius B weniger als 1 Prozent des Radius des mächtigen Sirius A hat. Er hat diese ungewöhnliche Kleinheit (denken Sie an die Größe der Erde), weil er der tote Überrest eines Sterns wie der Sonne ist, der seinen Treibstoff verbraucht hat und ein Weißer Zwerg wurde . Es ist nicht nur weniger als 1 % des Radius, sondern auch weniger als 1 % der Leuchtkraft.
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Wie findet man also etwas von der Größe der Erde um einen Stern herum, der doppelt so groß ist wie die Sonne? Nun, Sirius B mag klein sein, aber er hat immer noch ungefähr die gleiche Masse wie die Sonne, und Sirius A ist nur doppelt so massereich.
Wenn Sie also Sirius A am Himmel betrachten, sitzt er nicht ganz still wie andere Sterne. Es weicht ein wenig von einem Mittelpunkt ab. Dies liegt daran, dass ein Stern einen anderen oft nicht sauber umkreist. Sie finden einen gemeinsamen Schwerpunkt, um in einem großen Tauziehen zu umkreisen.
1844 fanden Astronomen also heraus, dass Sirius A nicht still saß – und daher etwas Unsichtbares daran zog. Bis 1862 war es durch ein Teleskop gesehen worden. Über 30 Jahre später wurde ein ähnlicher unsichtbarer Begleiter, Procyon B, um den Stern Procyon A bestätigt.
Daher suchte van de Kamp zunächst nach ähnlichen unsichtbaren Begleitsternen. Aber es gibt eine Wendung. Es sind nicht nur Sterne, die von einem gemeinsamen Massenschwerpunkt aus aneinander ziehen. Ein Stern und ein Planet können in eine ähnliche Pattsituation in der Umlaufbahn geraten, die einen auf subtile Weise aus seinem Mittelpunkt reißt.
Wenn Sie einen Stern im Laufe der Zeit beobachten, können Sie vielleicht – nur vielleicht – sehen, wie er sich aufgrund der Bewegungen eines unsichtbaren Begleitplaneten an seinem Platz verschiebt etwas, wovon van de Kamp ein bisschen besessen war.
Bis 1942 schlugen er und ein Protegé, Kaj Strand (ein Däne inmitten der holländischen Astronomen jener Zeit), einen „substellaren Begleiter“ um 61 Cygni vor. Strand verdoppelte die Zeit zwischen alliierten Militäranstrengungen und astronomischen Arbeiten, und es kam zu einer seltsamen Kontroverse, als jemand, der sich als Verwandter von Strand ausgab, der New York Times sagte dass das Duo den Planeten "Osiris" genannt hatte. (Das war so ziemlich nicht der Fall.)
Dies geschah gerade, als Reuyl, van de Kamps Cousin, einen Planeten um 70 Ophiuchi vorschlug, ein Sternensystem, das seit dem 19. Jahrhundert im Fadenkreuz von Planetenjägern stand, mit häufigen Behauptungen mit begrenzter Richtigkeit, aber ohne tatsächlichen Erfolg.
Der berühmteste Fall eines berüchtigten Astronomen namens Thomas Jefferson Jackson See war weniger berühmt für die wissenschaftliche Stärke der Behauptung als vielmehr für die Tatsache, dass See, ein berüchtigter Spinner, fast aus dem Astronomical Journal verbannt wurde denn wie bösartig er versuchte, jemanden anzugreifen, der seine Behauptungen bestritt, ein wiederkehrendes Thema in seiner abscheulichen Karriere.
61 Cygni war wie 70 Ophiuchi ein Doppelsternsystem mit einigen scheinbaren Diskrepanzen in der Bewegung seiner Sterne. Aber der von Strand und van de Kamp vorgelegte Beweis hielt letztendlich besser als die Behauptungen von Reuyl und Erik Holberg.
Es ist auch eines von mehreren verlorenen Stücken in der Exoplaneten-Vorgeschichte – Barnard’s Star war nicht einmal die erste van de Kamp-bezogene Exoplaneten-Behauptung. Es war der dritte.
Die zweite war um Lalande 21185 herum. Sarah Lee Lippincott, ein weiterer Schützling von van de Kamp, war eine treibende Kraft dahinter und arbeitete ungefähr zur gleichen Zeit an dem vorgeschlagenen Planeten dort, als sie die Massenschätzung und die geschätzte Entfernung von Ross 614B erstellte.
Als der Stern 1955 aufgrund ihrer Vorhersage von seinem eigenen Licht gefunden wurde, war dies ein großer Erfolg für das Sproul-Programm. 1963 machte van de Kamp seine ersten offiziellen Barnard’s Star-Projektionen.
Daher war die Planetensuche immer Teil eines größeren Programms zur Suche nach unsichtbaren Begleitern von Sternen, ein Programm, das – für Sproul – enorm erfolgreich war, wobei Ross 614B einer der größten Erfolge war.
Das war vielleicht die einzigartigste Entdeckung, aber Massenschätzungen anderer Systeme halfen dabei, die Größe, Masse und andere Details vieler unserer nächsten stellaren Nachbarn zu verfeinern.
Aber das Problem mit den Planeten lag in der Technik.
Das Astrometrie-Problem
Astrometrie ist ein Begriff, der die Bestimmung der Position von Sternen umfasst, oft basierend darauf, wie sie sich im Verhältnis zueinander am Himmel bewegen. Auf der Mikroebene kann es darum gehen, wie sich die Sterne selbst bewegen. Suchen Sie daher nach kleinen Veränderungen, die durch unsichtbare Sterne oder Planeten verursacht werden.
Im Fall von Sirius waren A und B in der Masse nicht so unterschiedlich. Es ist leicht, eine Verschiebung zu erkennen. Dasselbe gilt für jeden Stern, der einen anderen umkreist (oder ihren gemeinsamen Schwerpunkt, um pedantisch zu werden). Aber ein Planet hat ungefähr ein Prozent der Masse seines Sterns, großzügig gesagt, am oberen Ende der Planetenmasse – 13 Mal die Masse des Jupiter oder weniger. Der Unterschied, den dies am Himmel macht, ist extrem klein und schwer zu erkennen.
Obwohl dies die älteste Planetensuchtechnik ist, hat sie tatsächlich nie einen bestätigten Planeten gefunden.
Dies war der größte Untergang von van de Kamp. Die Arten von Veränderungen, die ein Planet an einem Stern vornehmen kann, sind so gering, dass der kleinste Beobachtungsfehler eine Entdeckung ruinieren kann.
Es gibt alle möglichen Gründe für die Diskrepanzen bei Barnard’s Star – und am Ende so viele andere, darunter Epsilon Eridani, ein weiterer Stern, der angeblich einen Van-de-Kampian-Planeten hat. Es gibt die apokryphe Geschichte auf dem Swarthmore-Campus von einem regionalen Pendlerzug, der das Teleskop abwirft. Fehler in der Linse werden manchmal dafür verantwortlich gemacht.
Es gibt einige Hinweise darauf, dass die Periode des Planeten der regelmäßigen Wartung des Teleskops entspricht. Kleine atmosphärische Blips können einen Stern scheinen lassen, als würde er sich bewegen. Aber wie auch immer Sie es schneiden, die Planeten waren einfach nicht da.
Aber es gibt noch andere Dinge, die man daraus ziehen kann. Einer davon ist, dass van de Kamp ein Forscher war, der weitsichtiger war, als die Witze über die Astronomie vermuten lassen. Zum Beispiel schlug er vor, dass Zählungen von Himmelsregionen mehrere Sterne gleichzeitig betrachten und herausfinden könnten, welche von einem Planeten, der vor ihnen vorbeizieht, in ihrer Helligkeit sehr leicht gedimmt wurden. Dies bewahrheitete sich bei Kepler, dem Weltraumteleskop der NASA, das uns Tausende enthüllte von Planeten.
Aber vielleicht am wichtigsten war die Idee, mit einem wackelnden Stern nach Planeten zu suchen.
Die visuelle Suche nach einem Stern, der sich an Ort und Stelle bewegt, hat nur Objekte am kleinen Ende zwischen der Masse eines Planeten und der Masse eines Sterns hervorgebracht, die als Braune Zwerge bezeichnet werden. Aber wenn man sich die Spektren eines Sterns ansieht – den Zusammenbruch seines Lichts – können kleine Änderungen in der Geschwindigkeit des Sterns die Bewegung von Planeten offenbaren, in diesem Fall beweisen sie, dass es der richtige Weg ist, nach einem Wackeln zu suchen /P>
Die Methode, nach Änderungen in der Geschwindigkeit eines Sterns zu suchen, hat seit ihrer ersten erfolgreichen Demonstration im Jahr 1988 mit Gamma Cephei Hunderte von Planeten ergeben. Bis 1995 wurde 51 Pegasi b bestätigt, der erste echte Planet um einen sonnenähnlichen Stern. Es dauerte ein paar Jahre, bis die Astronomen es akzeptierten und andere neue Planeten real waren, teilweise wegen so vieler Fehler zuvor.
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Aber jetzt könnte ein kleines Schiff namens Gaia die Astrometrie-Technik in den nächsten Jahren bestätigen, indem es Planeten über optische Änderungen seiner Position findet. Ein neuer Datensatz in den kommenden Jahren soll Planeten aus dem All finden.
Es gibt auch die Schnörkel dessen, was er als Person war – gesellig, progressiv, beliebt auf dem Campus aufgrund seiner übergroßen Persönlichkeit, ein enger Freund und Mentor der seltenen Frau in der Astronomie Sarah Lee Lippincott, die gegen größeren Sexismus in der Wissenschaft kämpfte – das verliere dich in der entmenschlichenden Erzählung seines größten Fehlers.
Wir sind schließlich besser als unsere größten Fehler, und die Wertschätzung, die van de Kamp unter Kollegen hinterlassen hat, war größer und besser als die Planeten, auf denen er bestand.
Van de Kamp starb 1995 nur wenige Monate vor der Entdeckung von 51 Pegasi b; 25 Jahre später trägt seine Technik vielleicht endlich Früchte. Aber sein Vermächtnis wird weiterhin ein seltsamer Teil des Weges zur Planetenfindung bleiben.
Er hat sich vielleicht geirrt – aber er hat sich auf die richtige Weise geirrt. Wäre er nur wenige Jahrzehnte später geboren worden, hätte er vielleicht die ersten echten Planeten gefunden. Aber so wie es aussieht, hat er uns enorm dabei geholfen, die Sterne in unserer Nähe zu verstehen. Sein Vermächtnis ist mehr als seine Fehler – es ist Teil einer der am meisten missverstandenen Geschichten der Astronomie.