Kepler-Mission bestätigt ihren ersten Planeten in der habitablen Zone eines sonnenähnlichen Sterns

Künstlerische Darstellung des Exoplaneten Kepler-22b (NASA / Ames / JPL-Caltech)
Künstlerische Darstellung des Exoplaneten Kepler-22b (NASA / Ames / JPL-Caltech)

Die Kepler-Mission der NASA hat ihren ersten Planeten bestätigt, welcher in der “habitablen Zone” liegt – der Region, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten existieren könnte. Kepler hat auch mehr als 1.000 neue Planeten-Kandidaten entdeckt und damit die vorher bekannte Anzahl fast verdoppelt. Zehn dieser Kandidaten besitzen erdähnliche Größen und umkreisen ihren Zentralstern in der habitablen Zone. Kandidaten benötigen nachfolgende Beobachtungen, um zu bestätigen, dass es sich tatsächlich um Planeten handelt.

Der neu bestätigte Planet, Kepler-22b, ist der bislang kleinste, der einen sonnenähnlichen Stern in der Mitte der habitablen Zone umkreist. Der Planet besitzt ungefähr den 2,4-fachen Erdradius. Die Wissenschaftler wissen noch nicht, ob Kepler-22b hauptsächlich aus Gestein, Gas oder Flüssigkeiten besteht, aber seine Entdeckung ist ein Schritt näher an das Auffinden erdähnlicher Planeten.

Vorangegangene Forschungsarbeiten deuteten auf die Existenz von Planeten mit erdähnlichen Größen in habitablen Zonen, aber die klare Bestätigung gestaltete sich als schwierig. Kürzlich wurden zwei andere kleine Planeten bestätigt, welche kleinere und kühlere Sterne als unsere Sonne umkreisen und sich an den äußersten Rändern der habitablen Zone in Umlaufbahnen bewegen, die mehr den Orbits von Venus und Mars entsprechen.

“Dies ist ein wichtiger Meilenstein in der Suche nach dem Zwilling der Erde”, sagte Douglas Hudgins, Wissenschaftler des Kepler-Programms am NASA-Hauptquartier in Washington. “Keplers Ergebnisse demonstrieren weiterhin die Wichtigkeit der von der NASA betriebenen Wissenschaftsmissionen, die darauf abzielen, einige der größten Fragen über unseren Platz im Universum zu beantworten.”

Kepler entdeckt Planeten und Planeten-Kandidaten, indem es Abschwächungen in der Helligkeit von über 150.000 Sternen misst, um nach Planeten zu suchen, die vor ihrem Stern entlang ziehen, Transit genannt. Kepler braucht mindestens drei Transits, um ein Signal als Planet zu bestätigen.

“Bei der Entdeckung dieses Planeten lächelte das Glück uns zu”, sagte William Borucki, leitender Wissenschaftler von Kepler am Ames Research Center der NASA in Moffett Field (Kalifornien, der das Team leitete, das Kepler-22b fand. “Der erste Transit wurde drei Jahre nach der Betriebsbereitschaft des Teleskops registriert. Während der Ferienzeit 2010 wurden wir Zeugen des bestätigenden dritten Transits.”

Das Kepler-Wissenschaftsteam benutzt bodengestützte Teleskope und das Spitzer Space Telescope, um die Beobachtungen der von Kepler gefundenen Planeten-Kandidaten zu überprüfen. Das Sternenfeld, das Kepler in den Sternbildern Cygnus (Schwan) und Lyra (Leier) beobachtet, kann nur vom Frühling bis zum frühen Herbst mit bodengestützten Observatorien gesehen werden. Die Daten dieser anderen Beobachtungen helfen zu bestimmen, welche der Kandidaten als Planeten bestätigt werden können.

Kepler-22b liegt 600 Lichtjahre entfernt. Während der Planet größer als die Erde ist, entspricht seine Umlaufperiode von 290 Tagen um einen sonnenähnlichen Stern in etwa der Umlaufzeit unserer Welt. Der Zentralstern des Planeten gehört zur selben Klasse wie unsere Sonne, G-Typ genannt, obwohl er ein wenig kleiner und kühler ist.

Von den 54 im Februar 2011 vorgestellten Planeten-Kandidaten in habitablen Zone ist Kepler-22b der erste bestätigte. Dieser Meilenstein wird im Astrophysical Journal veröffentlicht.

Das Kepler-Team hält seine Eröffnungskonferenz vom 5. bis zum 9. Dezember 2011 am Ames Research Center ab und kündigt die Entdeckungen von 1.094 neuen Planeten-Kandidaten an. Seit der Veröffentlichung des letzten Kataloges im Februar stieg die Anzahl der von Kepler identifizierten Planeten-Kandidaten um 89 Prozent auf jetzt insgesamt 2.326. Davon haben 207 annähernd Erdgröße, 680 sind Super-Erden, 1.181 besitzen die Größe des Neptun, 203 sind so groß wie Jupiter und 55 sind größer als Jupiter.

Die Ergebnisse basieren auf Beobachtungen, die zwischen Mai 2009 und September 2010 durchgeführt wurden und zeigen einen dramatischen Anstieg der Anzahl von Planeten-Kandidaten mit kleineren Durchmessern.

Vergleich von Kepler-22b mit Merkur, Venus, Erde und Mars. Die Größen der Planeten und Umlaufbahnen sind maßstabsgetreu wiedergegeben. (NASA / Ames / JPL-Caltech)
Vergleich von Kepler-22b mit Merkur, Venus, Erde und Mars. Die Größen der Planeten und Umlaufbahnen sind maßstabsgetreu wiedergegeben. (NASA / Ames / JPL-Caltech)

Kepler beobachtete in der Anfangszeit seiner Mission viele große Planeten in kleinen Umlaufbahnen, was sich in der Datenveröffentlichung vom Februar widerspiegelte. Aufgrund der längeren Beobachtungszeit, in der auch drei Transits von Planeten mit längeren Umlaufzeiten registriert werden konnten, sprechen die neuen Daten dafür, dass Planeten von zwei- bis vierfacher Erdgröße in der Galaxie häufig vorkommen könnten.

Die Anzahl erdgroßer Planeten-Kandidaten und Super-Erden-Kandidaten ist seit Februar um mehr als 200, beziehungsweise um 140 Prozent angestiegen.

Es gibt 48 Planeten-Kandidaten in den habitablen Zonen ihrer Sterne. Dies sind weniger als die 54 im Februar vorgestellten Kandidaten, weil das Kepler-Team in dem neuen Katalog eine engere Definition der habitablen Zone angewandt hat, um den wärmenden Effekt der Atmosphären einzubeziehen, welcher die Zone von dem Stern fortbewegt, hin zu längeren Umlaufzeiten.

“Der enorme Anstieg der Anzahl von erdgroßen Kandidaten sagt uns, dass wir uns den Planeten nähern, für deren Entdeckung Kepler entwickelt wurde: diejenigen, die nicht nur Erdgröße besitzen, sondern auch möglicherweise bewohnbar sind”, sagte Natalie Batalha, stellvertretende Leiterin des Kepler-Wissenschaftsteams an der San Jose State University in San Jose (Kalifornien). “Je mehr Daten wir sammeln, desto besser können wir die kleinsten Planeten mit langen Umlaufzeiten finden.”

Das Ames Research Center der NASA betreibt die Entwicklung von Keplers Bodensystemen, sowie die Missionsoperationen und die wissenschaftliche Datenanalyse. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena (Kalifornien) leitete die Entwicklung der Kepler-Mission.

Ball Aerospace and Technologies Corp. in Boulder (Colorado) entwickelte das Kepler-Flugsystem und unterstützt die Missionsoperationen mit dem Laboratory for Atmospheric and Space Physics an der University of Colorado in Boulder.

Das Space Telescope Science Institute in Baltimore archiviert und verteilt die Kepler-Daten. Kepler ist die zehnte Discovery-Mission der NASA und wird vom Science Mission Directorate der Agentur finanziert.

Quelle: http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/kepscicon-briefing.html

(THK)

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