Kepler-Mission entdeckt Exoplaneten, der zwei Sterne umkreist

Künstlerische Darstellung von Kepler-16b, dem ersten Planeten, der definitv zwei Sterne umkreist (NASA / JPL-Caltech / T. Pyle)
Künstlerische Darstellung von Kepler-16b, dem ersten Planeten, der definitv zwei Sterne umkreist (NASA / JPL-Caltech / T. Pyle)

Die Existenz einer Welt mit einem doppelten Sonnenuntergang – wie vor über 30 Jahren im Film “Star Wars” gezeigt – ist jetzt eine wissenschaftliche Tatsache. Die Kepler-Mission der NASA hat den ersten eindeutigen Nachweis eines zirkumbinären Planeten, also eines Planeten, der zwei Sterne umkreist, erbracht. Er ist 200 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Im Gegensatz zu “Tatooine” aus Star Wars ist der Planet kalt, gasförmig und kann vermutlich kein Leben beherbergen, aber seine Entdeckung demonstriert die Vielfalt an Planeten in unserer Galaxie. Vorhergehende Forschungsarbeiten haben auf die Existenz zirkumbinärer Planeten hingedeutet, aber eine klare Bestätigung erwies sich als schwierig. Kepler entdeckte solch einen Planeten, bekannt als Kepler-16b, durch die Beobachtung von Transits, während derer sich die Helligkeit eines Zentralsterns abschwächt, wenn der Planet an ihm vorüberzieht.

“Diese Entdeckung bestätigt eine neue Klasse planetarer Systeme, die Leben beherbergen könnten”, sagte der leitende Wissenschaftler der Kepler-Mission, William Borucki. “Wenn man bedenkt, dass die meisten Sterne in unserer Galaxie Teil eines Binärsystems sind, bedeutet dies, dass die Möglichkeiten für Leben viel breiter sind als wenn Planeten sich nur um Einzelsterne bilden. Dieser Meilenstein bestätigt eine Theorie, die Wissenschaftler seit Jahrzehnten hatten, aber bis jetzt nicht beweisen konnten.”

Künstlerische Darstellung eines mehrfachen Transits im System Kepler-16 (NASA / JPL-Caltech / R. Hurt)
Künstlerische Darstellung eines mehrfachen Transits im System Kepler-16 (NASA / JPL-Caltech / R. Hurt)

Ein Forschungsteam unter Leitung von Laurance Doyle vom SETI Institute in Mountain View (Kalifornien) nutzte Daten des Kepler Space Telescope, das Helligkeitsabschwächungen von mehr als 150.000 Sternen misst, um nach vorbeiziehenden Planeten zu suchen. Kepler ist die erste NASA-Mission, die in der Lage ist, Planeten von der Größe der Erde in oder nahe der “habitablen Zone” zu finden – die Region eines Planetensystems, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche des umkreisenden Planeten existieren kann.

Wissenschaftler entdeckten den neuen Planeten im System Kepler-16, einem Sternenpaar, das sich von unserer Perspektive aus gegenseitig bedeckt. Wenn der kleinere Stern den größeren Stern teilweise verdeckt, tritt die erste Finsternis auf und eine zweite Finsternis findet statt, wenn der kleinere Stern von dem größeren Stern teilweise oder vollständig verdeckt wird.

Astronomen haben weiterhin beobachtet, dass die Helligkeit des System abfiel, auch wenn die Sterne sich nicht gegenseitig bedeckten, was auf einen dritten Körper hindeutete. Die zusätzlichen Abschwächungen der Helligkeit – die dritte und vierte Finsternis – trat in unregelmäßigen Zeitintervallen auf, was dafür sprach, dass die Sterne sich an unterschiedlichen Positionen auf ihren Umlaufbahnen befanden, als der dritte Körper sie passierte. Dies zeigte, dass der dritte Körper nicht nur einen, sondern beide Sterne umkreiste, in einem großen, zirkumbinären Orbit.

Der gravitative Zug auf die Sterne, gemessen durch Veränderungen in ihren Bedeckungszeiten, war ein guter Hinweis auf die Masse des dritten Körpers. Es wurde nur ein sehr schwacher gravitativer Zug registriert, einer der nur von einer kleinen Masse verursacht worden sein konnte. Die Ergebnisse werden in einer neuen Studie beschrieben, die am Freitag, dem 16. September 2011 im Journal Science veröffentlicht wurde.

Das meiste, was wir über die Größe von Sternen wissen, stammt von solchen bedeckungsveränderlichen Binärsystemen und das meiste, was wir über die Größe von Planeten wissen, stammt von Transits”, sagte Doyle, ebenfalls leitender Autor und Wissenschaftler der Kepler-Mission. “Kepler-16 kombiniert mit stellaren Bedeckungen und planetaren Transits das Beste von beiden Welten in einem System.”

Dieser Fund bestätigt, dass Kepler-16b eine unbewohnbare, kalte Welt von der Größe des Saturn ist und vermutlich jeweils zur Hälfte aus Gestein und Gas besteht. Die Zentralsterne sind kleiner als unsere Sonne. Einer besitzt 69 Prozent der Sonnenmasse und der andere nur 20 Prozent. Kepler-16b umkreist beide Sterne alle 229 Tage, vergleichbar mit dem 225-Tage-Umlauf der Venus, aber er liegt außerhalb der habitablen Zone des Systems, wo flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren könnte, weil die Sterne kälter als unsere Sonne sind.

“Im Filmgeschäft stehen wir oft vor der Aufgabe, etwas noch nie zuvor Gesehenes zu erschaffen”, sagte der Supervisor für visuelle Effekte John Knoll von Industrial Light & Magic, einer Abteilung von Lucasfilm, Ltd. in San Francisco. “Allerdings erweisen sich wissenschaftliche Entdeckungen nicht selten als spektakulärer als alles, was wir uns vorzustellen wagen. Es gibt keinen Zweifel daran, dass diese Entdeckungen Geschichtenerzähler beeinflussen und inspirieren. Ihre bloße Existenz ist Grund genug, unseren Verstand für neue Möglichkeiten zu öffnen, die über das hinausgehen, was wir glauben zu wissen.”

Quelle: http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/kepler-16b.html

(THK)

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