Wissenschaftler der Kepler-Mission haben ein neues Planetensystem entdeckt, das die Heimat für den kleinsten Planeten ist, der bislang um einen sonnenähnlichen Stern gefunden wurde. Die Planeten befinden sich in einem System mit der Bezeichnung Kepler-37, etwa 210 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Lyra (Leier). Der kleinste Planet, Kepler-37b, ist ein wenig größer als unser Mond und misst damit ungefähr ein Drittel der Erdgröße. Er ist kleiner als Merkur, was seinen Nachweis zu einer Herausforderung machte.
Der mondgroße Planet und seine beiden Begleitplaneten wurden von Wissenschaftlern mit der Kepler-Mission der NASA entdeckt, die erdgroße Planeten in oder nahe der „habitablen Zone“ aufspüren soll, der Region eines Planetensystems, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines umkreisenden Planeten existieren könnte. Obwohl der Stern im System Kepler-37 vergleichbar mit unserer Sonne ist, scheint das System sich ziemlich von dem Sonnensystem zu unterscheiden, in dem wir leben.
Astronomen denken, dass Kepler-37b keine Atmosphäre besitzt und kein Leben, wie wir es kennen, beherbergen kann. Der winzige Planet besteht fast sicher aus Gestein. Kepler-37c, der nähere Planet, ist etwas kleiner als die Venus und misst fast drei Viertel der Erdgröße. Kepler-37d, der weiter entfernte Planet, ist doppelt so groß wie die Erde.
Die ersten Exoplaneten um einen normalen Stern waren Riesen. Mit besseren Technologien wurden immer kleinere und kleinere Planeten entdeckt und Kepler hat gezeigt, dass sogar erdgroße Exoplaneten häufig vorkommen. „Aber auch Kepler kann eine so winzige Welt nur um die hellsten Sterne registrieren, die es beobachtet“, sagte Jack Lissauer, ein Planetenwissenschaftler vom Ames Research Center der NASA in Moffett Field (Kalifornien). „Die Tatsache, dass wir den winzigen Kepler-37b entdeckt haben, spricht dafür, dass derart kleine Planeten alltäglich sind und weitere planetare Wunder auf uns warten, wenn wir mit der Sammlung und Analyse zusätzlicher Daten fortfahren.“
Der Zentralstern des Systems Kepler-37 gehört zur selben Klasse wie unsere Sonne, obwohl er ein wenig kühler und kleiner ist. Alle drei Planeten umkreisen den Stern in geringerer Entfernung, als Merkur die Sonne umrundet, was darauf schließen lässt, dass es sehr heiße, unbewohnbare Welten sind. Kepler-37b benötigt 13 Tage für eine Umkreisung in weniger als einem Drittel der Distanz zwischen Merkur und der Sonne. Die geschätzte Oberflächentemperatur auf diesem schwelenden Planeten (mehr als 700 Kelvin) wäre heiß genug, um das Zink in einem Penny zu schmelzen. Kepler-37c und Kepler-37d umkreisen den Stern in 21 Tagen, beziehungsweise in 40 Tagen.
„Wir haben einen Planeten entdeckt, der kleiner als jeder Planet in unserem Sonnensystem ist und einen der wenigen Sterne umkreist, der sowohl hell genug als auch ruhig genug ist, damit die Signalregistrierung möglich war“, sagte Thomas Barclay, Kepler-Wissenschaftler am Bay Area Environmental Research Institute in Sonoma (Kalifornien) und leitender Autor der neuen Studie im Journal Nature. „Diese Entdeckung zeigt, dass nahegelegene Planeten kleiner, aber auch viel größer als die Planeten unseres Sonnensystems sein können.“
Das Forschungsteam nutzte Daten des Weltraumteleskops Kepler, das gleichzeitig und kontinuierlich alle 30 Minuten die Helligkeiten von über 150.000 Sternen misst. Wenn ein Planetenkandidat aus dem Blickwinkel des Teleskops vor seinem Stern vorbeizieht, wird ein Anteil des Lichts von dem Stern blockiert. Das verursacht einen Abfall in der Helligkeit des Sternenlichts, der die Größe des Planeten relativ zu seinem Stern offenbart.
Die Größe des Sterns muss bekannt sein, um die Größe des Planeten exakt zu messen. Um mehr über die Eigenschaften des Sterns Kepler-37 zu erfahren, untersuchten Wissenschaftler Schallwellen, die durch die aufwallenden Bewegungen unter der Oberfläche des Sterns erzeugt wurden. Sie analysierten die innere Struktur des Zentralsterns von Kepler-37, ähnlich wie Geologen seismische Wellen von Erdbeben verwenden, um die innere Struktur der Erde zu erforschen. Dieses Forschungsgebiet wird Astroseismologie genannt.
Die Schallwellen bewegen sich in den Stern hinein und bringen Informationen zurück an die Oberfläche. Die Wellen erzeugen Schwingungen, die Kepler als ein schnelles Flackern der Helligkeit des Sterns registriert. Wie Glocken in einem Kirchturm schwingen kleinere Sterne in höheren Tönen, während größere Sterne in niedrigeren Tönen dröhnen. Die gerade noch wahrnehmbaren, hochfrequenten Schwingungen in der Helligkeit von kleinen Sternen sind am schwierigsten zu messen. Darum sind die meisten Objekte, an denen bislang astroseismologische Analysen vorgenommen wurden, größer als die Sonne.
Durch die sehr hohe Genauigkeit des Kepler-Instruments haben Astronomen einen neuen Meilenstein erreicht. Der Stern Kepler-37 mit einem Radius von nur drei Vierteln des Sonnenradius ist jetzt die kleinste Glocke in dem astroseismologischen Kirchturm. Der Radius des Sterns ist bis auf eine Fehlerquote von drei Prozent bekannt, was eine außergewöhnliche Genauigkeit der Planetengröße zur Folge hat.
Das Ames Research Center ist verantwortlich für die Entwicklung der Bodensysteme Keplers, für die Missionsoperationen und für die wissenschaftliche Datenanalyse. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena (Kalifornien) leitete die Entwicklung der Kepler-Mission. Ball Aerospace & Technologies Corp. in Boulder (Colorado) entwickelte das Kepler-Flugsystem und unterstützt die Missionsoperationen mit dem Laboratory for Atmospheric and Space Physics der University of Colorado in Boulder. Das Space Telescope Science Institute in Baltimore archiviert und verteilt die wissenschaftlichen Kepler-Daten. Kepler ist die zehnte Discovery-Mission der NASA und wurde vom Science Mission Directorate im NASA-Hauptquartier in Washington finanziert.
Quelle: http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/kepler-37b.html
(THK)
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