Kepler wirft einen Blick auf die Population freier Planeten

Künstlerische Darstellung eines ungebundenen Planeten ohne Zentralstern. (Credits: A. Stelter / Wikimedia Commons / CC BY 4.0)
Künstlerische Darstellung eines ungebundenen Planeten ohne Zentralstern. (Credits: A. Stelter / Wikimedia Commons / CC BY 4.0)

Es wurden verlockende Belege für die Existenz einer rätselhaften Population freier Planeten gefunden – das sind Planeten, die an keinen Stern gebunden sind und allein durch den Weltraum reisen. Zu den Ergebnissen gehören vier neue Entdeckungen, deren Massen ungefähr mit der Erdmasse vergleichbar sind. Die Studie wurde gestern in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.

Die Studie unter Leitung von Iain McDonald von der University of Manchester (jetzt an der Open University) verwendete Daten, die im Jahr 2016 während der K2-Mission des NASA-Weltraumteleskops Kepler gesammelt wurden. Im Rahmen dieser zweimonatigen Kampagne beobachtete Kepler ein dichtes Feld aus Millionen Sternen nahe des Zentrums unserer Galaxie alle 30 Minuten, um seltene Mikrogravitationslinsenereignisse zu finden.

Das Team fand 27 Kandidaten für kurzlebige Mikrogravitationslinsenereignisse, deren Zeitskalen zwischen einer Stunde und zehn Tagen variierten. Viele davon wurden bereits zuvor in Daten gefunden, die zeitgleich vom Erdboden aus gesammelt wurden. Die vier kürzesten Ereignisse sind allerdings neue Entdeckungen, die mit Planeten von erdähnlichen Massen übereinstimmen.

Diese neuen Ereignisse zeigen kein begleitendes, längeres Signal, das man von einem Zentralstern erwarten würde, was dafür spricht, dass es freie, ungebundene Planeten sein könnten. Solche Planeten könnten sich ursprünglich um einen Zentralstern gebildet haben, bevor sie durch gravitative Wechselwirkungen mit anderen, schwereren Planeten des Systems fortkatapultiert wurden.

Mikrogravitationslinsenereignisse wurden vor 85 Jahren von Albert Einstein als Folge seiner allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt und beschreiben, wie das Licht eines Hintergrundsterns temporär durch die Präsenz anderer Sterne im Vordergrund gebündelt werden kann. Das produziert einen kurzen Helligkeitsanstieg, der für Stunden bis zu ein paar Tagen andauern kann. Etwa einer von einer Million Sternen in unserer Galaxie wird irgendwann durch den Mikrogravitationslinseneffekt sichtbar beeinflusst, aber man geht davon aus, dass nur wenige Prozent dieser Ereignisse von Planeten verursacht werden.

Kepler wurde nicht entworfen, um Planeten mittels des Mikrogravitationslinseneffekts zu finden oder um die extrem dichten Sternfelder in der inneren Galaxie zu untersuchen. Das bedeutete, dass neue Datenreduktionstechniken entwickelt werden mussten, um in dem Kepler-Datensatz nach Signalen zu suchen.

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Video-Link: https://youtu.be/Wkf3AkVvPAM

 

“Diese Signale sind extrem schwer zu finden. Unsere Beobachtungen richteten ein älteres, kränkliches Teleskop mit unscharfem Blick auf eine der dichtesten Regionen am Himmel, wo es bereits tausende heller Sterne mit veränderlicher Helligkeit gibt, sowie tausende Asteroiden, die das Blickfeld kreuzen. Aus dieser Vielzahl versuchten wir winzige, charakteristische Helligkeitsanstiege herauszufiltern, die durch Planeten verursacht wurden. Und wir hatten nur eine Gelegenheit, ein Signal zu sehen, bevor es verschwand. Es ist so leicht wie die Suche nach dem einmaligen Aufleuchten eines Glühwürmchens in der Mitte einer Autobahn mit einem Handy in der Hand”, sagte McDonald.

“Kepler hat Etwas geschafft, wofür es nie konzipiert wurde – es lieferte verlockende Belege für die Existenz einer Population freier, ungebundener Planeten mit erdähnlichen Massen. Jetzt übergibt es den Staffelstab an andere Missionen, die dafür entworfen wurden, solche Signale zu finden – Signale, die so schwer nachweisbar sind, dass sogar Einstein selbst dachte, dass sie wahrscheinlich nie beobachtet werden würden. Ich bin sehr aufgeregt, dass die kommende ESA-Mission Euclid neben ihrem Hauptziel auch zu diesen Bemühungen beitragen könnte”, sagte der Co-Autor Eamonn Kerins von der University of Manchester.

Die Bestätigung der Existenz und Natur der ungebundenen Planeten wird ein wichtiges Ziel für kommende Missionen wie das Nancy Grace Roman Space Telescope der NASA und möglicherweise der Euclid-Mission sein, die beide für die Beobachtung von Mikrogravitationslinsenereignissen optimiert wurden.

Quelle

(THK)

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