Kepler-Mission bestätigt 715 neue Exoplaneten

Die Kepler-Mission der NASA gab am vergangenen Mittwoch (26. Februar 2014) die Entdeckung von 715 neuen Planeten bekannt. Diese jüngst bestätigten Welten umkreisen 305 verschiedene Sterne und umfassen auch Mehrfachplanetensysteme, die mit unserem eigenen Sonnensystem vergleichbar sind. Fast 95 Prozent dieser Planeten sind kleiner als Neptun, der knapp viermal so groß wie die Erde ist. Die Entdeckung hat einen deutlichen Anstieg der Anzahl bekannter, kleiner Planeten zur Folge, die der Erde mehr ähneln als bislang identifizierte Exoplaneten. Exoplaneten sind Planeten außerhalb unseres Sonnensystems.

„Das Kepler-Team erstaunt und erfreut uns fortwährend mit seinen Ergebnissen der Planetenjagd“, sagte John Grunsfeld, der Associate Administrator am Science Mission Directorate der NASA in Washington. „Dass diese neuen Planeten und Sonnensysteme ein bisschen wie unser eigenes aussehen, spricht für eine großartige Zukunft, wenn wir das James Webb Space Telescope im Weltraum haben, um diese neuen Welten zu charakterisieren.“

Die Entdeckung der ersten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems liegt ungefähr zwei Jahrzehnte zurück und die Bestätigung von Kandidaten ist ein aufwändiger Planet-für-Planet-Prozess. Jetzt haben Forscher eine statistische Methode, die auf viele Planeten gleichzeitig angewandt werden kann, wenn sie in Systemen aufgefunden werden, in denen mehr als ein Planet um denselben Stern kreist. Um diese Menge an Planeten zu verifizieren, analysierte ein Forschungsteam unter Co-Leitung von Jack Lissauer Sterne mit mehr als einem potenziellen Planeten, die alle während der ersten beiden Beobachtungsjahre der Kepler-Mission zwischen Mai 2009 und März 2011 registriert wurden. Lissauer ist ein Planetenforscher vom Ames Research Center der NASA in Moffett Field (Kalifornien).

Das Forschungsteam verwendete eine Methode, die als „Verification by Multiplicity“ (etwa: „Verifizierung durch Vielzahl“) bekannt ist und sich teilweise auf die Wahrscheinlichkeitslogik stützt. Kepler beobachtet 150.000 Sterne – ein paar tausend von ihnen beherbergen Planetenkandidaten. Wenn die Planetenkandidaten zufällig auf die Kepler-Sterne verteilt wären, würde nur eine Handvoll mehr als einen Planetenkandidaten besitzen. Kepler beobachtete allerdings hunderte Sterne, die mehrere Planetenkandidaten haben. Durch eine gründliche Untersuchung dieser Stichprobe wurden die 715 neuen Planeten verifiziert.

Die Methode kann mit dem Verhalten verglichen werden, das wir von Löwen und Löwinnen kennen. In unserer imaginären Savanne sind die Löwen die Kepler-Sterne und die Löwinnen die Planetenkandidaten. Die Löwinnen würden manchmal in Gruppen beobachtet werden, wohingegen die Löwen dazu neigen, allein umherzustreifen. Wenn man zwei Löwen sieht, könnten es ein Löwe und eine Löwin sein, oder es können zwei Löwen sein. Aber wenn mehr als zwei Großkatzen zusammen sind, dann ist es sehr wahrscheinlich, dass es sich um einen Löwen und sein Rudel handelt. Durch die Vielzahl kann die Löwin verlässlich identifiziert werden. Auf die gleiche Weise können mehrere Planetenkandidaten um denselben Stern aufgefunden werden.

„Vor vier Jahren begann Kepler eine Reihe von Bekanntmachungen über zunächst hunderte, dann tausende Planetenkandidaten, aber sie waren nur Kandidaten“, sagte Lissauer. „Jetzt haben wir einen Prozess entwickelt, um mehrere Planetenkandidaten gleichzeitig zu bestätigen und Planeten umfassend bekannt zu geben, und wir haben ihn verwendet, um eine regelrechte Vielfalt neuer Welten zu enthüllen.“ Diese Mehrfachplanetensysteme sind fruchtbare Böden für die Untersuchung einzelner Planeten und die Anordnung planetarer Nachbarschaften. Das liefert uns Anhaltspunkte über die Entstehung von Planeten.

Video-Animation des Planetensystems um den Stern Kepler-296. (NASA / SETI / Jason Rowe, 2014)

Vier der neuen Planeten sind weniger als 2,5 Mal so groß wie die Erde und liegen in der habitablen Zone ihrer Sterne. Die habitable Zone ist als der Entfernungsbereich von einem Stern definiert, in dem die Oberflächentemperaturen eines umkreisenden Planeten Leben spendendes, flüssiges Wasser ermöglichen könnten. Einer dieser Planeten, Kepler-296f, umreist einen Stern, der halb so groß wie die Sonne ist und fünf Prozent ihrer Leuchtkraft besitzt. Kepler-296f ist doppelt so groß wie die Erde, aber die Forscher wissen nicht, ob der Planet eine Gaswelt mit einer dicken Wasserstoff-Helium-Hülle ist, oder ob er eine Wasserwelt ist, die von einem tiefen Ozean bedeckt wird.

„Aus der Untersuchung erfahren wir, dass die Planeten in diesen Mehrfachplanetensystem klein sind und dass ihre Umlaufbahnen flach und kreisförmig sind, ähnlich wie Pfannkuchen“, sagte Jason Rowe, ein Wissenschaftler vom SETI Institute in Mountain View (Kalifornien) und Co-Leiter der Studie. „Je mehr wir erforschen, desto öfter finden wir vertraute Spuren von uns selbst unter den Sternen, die uns an unsere Heimat erinnern.“

Die jüngste Entdeckung erhöht die Anzahl der bestätigten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems auf fast 1.700. Während wir weiter nach den Sternen greifen, bringt uns jede Entdeckung einen Schritt näher an ein genaueres Verständnis von unserem Platz in der Galaxie.

Kepler wurde im März 2009 gestartet und ist die erste NASA-Mission, die potenziell bewohnbare, erdgroße Planeten aufspüren soll. Die Entdeckungen umfassen mehr als 3.600 Planetenkandidaten, von denen 961 als echte Welten bestätigt wurden. Die Abhandlungen mit den Ergebnissen werden am 10. März im The Astrophysical Journal veröffentlicht und sind online verfügbar:
http://www.nasa.gov/ames/kepler/digital-press-kit-kepler-planet-bonanza/

Das Ames Research Center ist für das Konzept der Kepler-Mission, die Entwicklung der Bodensysteme, die Missionsoperationen und die wissenschaftliche Datenanalyse verantwortlich. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena (Kalifornien) leitete die Entwicklung der Kepler-Mission. Ball Aerospace & Technologies Corp. in Boulder (Colorado) konstruierte 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 (Maryland) archiviert und verteilt die wissenschaftlichen Kepler-Daten. Kepler ist die zehnte Discovery-Mission der NASA und wurde vom Science Mission Directorate der Agentur finanziert. Das California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena betreibt das JPL für die NASA.

Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-062

(THK)