Beobachtungen mehrerer Teleskope bestätigen neuen Exoplaneten Kepler-21b

Das Kepler-Sternenfeld über dem Kitt Peak Observatory (P. Marenfeld)
Das Kepler-Sternenfeld über dem Kitt Peak Observatory (P. Marenfeld)

Die Kepler-Mission der NASA wurde entwickelt, um einen Teil unseres Gebiets der Milchstraße zu durchsuchen und erdgroße Planeten in oder nahe der “habitablen Zone” zu entdecken – der Region eines Planetensystems, in der flüssiges Wasser existieren kann. Kepler soll bestimmen, wie viele der Milliarden Sterne in unserer Galaxie solche Planeten besitzen. Jetzt kann Kepler seiner wachsenden Liste einen weiteren Planeten hinzufügen. Ein Forschungsteam unter Leitung von Steve Howell vom Ames Research Center der NASA hat gezeigt, dass einer der hellsten Sterne des Kepler-Sternenfeldes einen Planeten besitzt, dessen Radius nur etwa das 1,6-fache des Erdradius beträgt.

Seine Masse ist nicht größer als zehn Erdmassen und er umkreist seinen Zentralstern mit einer Periode von 2,8 Tagen. Mit solch einer kurzen Periode und so einem hellen Zentralstern benötigte das Team aus über 65 Astronomen (darunter David Silva, Ken Mighell und Mark Everett vom National Optical Astronomy Observatory, NOAO) mehrere bodengestützte Teleskope, um ihre Kepler-Beobachtungen zu unterstützen und zu bestätigen. Die Teleskope umfassten das 4-Meter-Mayall-Teleskop und das WIYN-Teleskop am Kitt Peak National Observatory. Das nebenstehende Bild zeigt das Kepler-Sternenfeld über Kitt Peak.

Mit einer Periode von nur 2,8 Tagen ist dieser Planet, Kepler-21b, nur rund sechs Millionen Kilometer von seinem Zentralstern entfernt. Zum Vergleich: Merkur, der sonnennächste Planet in unserem Sonnensystem, hat eine Periode von 88 Tagen und seine Entfernung von der Sonne ist mit 57 Millionen Kilometern fast zehnmal größer. Deshalb ist Kepler-21b viel heißer als jeder Ort, an den Menschen sich wagen könnten. Das Team berechnet, dass die Temperatur auf der Oberfläche des Planeten circa 1.900 Kelvin beträgt. Während diese Temperatur nicht im Bereich der habitablen Zone liegt, in der flüssiges Wasser existieren könnte, erreicht die Größe des Planeten die der Erde.

Der Zentralstern, HD 179070, ist der Sonne recht ähnlich: Seine Masse beträgt 1,3 Sonnenmassen, sein Radius entspricht dem 1,9-fachen Sonnenradius und sein Alter liegt basierend auf Sternmodellen bei 2,84 Milliarden Jahren (etwas jünger als die 4,6 Milliarden Jahre der Sonne). HD 179070 hat den Spektraltyp F6 fV und ist ein wenig heißer und heller als die Sonne. In astronomischen Maßstäben liegt HD 179070 mit einer Entfernung von 352 Lichtjahren ziemlich nahe. Obwohl er mit bloßem Auge nicht sichtbar ist, kann ein kleines Teleskop ihn leicht ausmachen.

Zu der Schwierigkeit, diesen Planeten zu registrieren, gehört die Erkenntnis der Kepler-Mission, dass viele Sterne kurzperiodische Helligkeitsveränderungen zeigen. Der Effekt dieser Helligkeitsveränderungen muss aus dem Sternlicht entfernt werden, um die normale, aber sehr geringe Abschwächung zu verfolgen, die entsteht, wenn der Planet vor dem Stern vorbeizieht. Die Kepler-Mission beobachtete dieses Feld 15 Monate lang und das Team kombinierte die Beobachtungen, um in der Lage zu sein, dieses winzige, periodische Signal zu registrieren. Sie griffen auch auf spektroskopische Daten und Bilddaten einer Anzahl bodengestützter Teleskope zurück. Das untenstehende Bild zeigt eine Lichtkurve – der zeitliche Verlauf der Helligkeit von HD 179070, wenn der Planet an ihm vorbeizieht. Diese Kurve wurde in der monatelangen Beobachtungszeit erstellt.

Lichtkuve von HD 179070 (NOAO)
Lichtkuve von HD 179070 (NOAO)

Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden für die Veröffentlichung im Astrophysical Journal akzeptiert.

Das NOAO wird von der Association of Universities for Research in Astronomy Inc. (AURA) in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation betrieben.

Quelle: http://www.noao.edu/news/2011/pr1108.php

(THK)

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