Dienstag, 6. Dezember 2011

Weltraumteleskop Kepler bestätigt ersten Planeten mitten in habitabler Zone um sonnenähnlichen Stern

Künstlerische Darstellung des möglicherweise erdähnlichen Planeten Kepler-22b. | Copyright: NASA/Ames/JPL-Caltech

Pasadena/ USA - NASA-Astronomen haben den ersten Planeten bestätigt, der mit dem Weltraumteleskop Kepler entdeckt wurde und seinen Stern deutlich innerhalb der sogenannten habitablen Zone umkreist. Hierbei handelt es sich um jene Abstandsregion, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund gemäßigter Temperaturen auf seiner Oberfläche Wasser in flüssiger Form und somit die Grundlage des Lebens, wie wir es auf der Erde kennen, existieren kann. Hinzu haben die Kepler-Wissenschaftler 1.094 neue Entdeckungen, sogenannte Kandidaten für ferne Planeten veröffentlicht, von welchen - sollten sie bestätigt werden können - weitere 10 ihre Zentralgestirne innerhalb der "grünen Zone" umkreisen.

Diesen Bestätigungsprozess hat der 600 Lichtjahre von der Erde entfernt gelegene Planet "Kepler-22b" bereits hinter sich. Er umkreist den sonnenähnlichen (G-)Stern Kepler-22 mitten innerhalb dessen habitabler Zone und hat einen Radius, der dem 2,4-fachen des Radius der Erde entspricht. Für eine Umrundung seines Sterns benötigt der Planet 290 Tage. Ob es sich um einen vorwiegend felsigen Planeten handelt, oder ob seine Zusammensetzung hauptsächlich gasförmig oder flüssig ist, können die Wissenschaftler derzeit noch nicht sagen. Die Entdeckung stelle jedoch einen weiteren und wichtigen Schritt hin zur Entdeckung erdähnlicher Planeten dar.

Frühere Suchen nach sogenannten Exoplaneten, Planeten also - außerhalb unseres Sonnensystems - hatten bereits einige vergleichsweise erdgroße Planeten innerhalb habitabler Zonen entdeckt - doch in allen dieser Fälle erwies sich eine Bestätigung der Planeten oder deren exakte Position im Verhältnis zur "grünen Zone" als schwierig und kontrovers (...wir berichteten, s. Links).

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Erst vor kurzem konnten dann jedoch zwei in etwa erdgroße Planeten an den jeweils gegenüberliegenden Außenrändern der habitablen Zonen um kleinere und somit kühlere Sterne als unsere Sonne bestätigt werden, deren Umlaufbahnen wohl am ehesten mit jenen von Venus und Mars in unserem Sonnensystem zu vergleichen sind.

Das Weltraumteleskop Kepler fahndet nach Exoplaneten, in dem es nach minimalen Helligkeitsschwankungen im Licht ferner Sterne Ausschau hält. Stellen diese sich in regelmäßigen Abständen immer wieder ein, so handelt es sich um den Transit, also den Vorbeizug eines Planeten zwischen seinem Stern und dem Weltraumteleskop. Insgesamt werden mindestens drei solcher Transits benötigt, um die Existenz eines Planeten bestätigen zu können.

Grafischer Vergleich unseres Sonnensystems mit dem System um Kepler-22. | Copyright: NASA/Ames/JPL-Caltech, dt. Übers.: grenzwissenschaft-aktuell.de

Laut den NASA-Wissenschaftlern, die ihre Ergebnisse im Fachmagazin "Astrophysical Journal" veröffentlichen, wurde der erste Transit von Kepler-22b schon drei Tage nach Inbetriebnahme der wissenschaftlichen Beobachtungsphase des Weltraumteleskops identifiziert und der Planet schon im Februar 2011 als einer von 54 Kandidaten für Planeten innerhalb der habitablen Zone um ihre Sterne veröffentlicht. Nachdem 2010 auch die weiteren notwendigen Helligkeitsabschwächungen registriert wurden, konnte die Existenz des Planeten dann auch mit dem Weltraumteleskop Spitzer und Teleskopen auf der Erde bestätigt werden.

Das von Kepler überwachte Sternenfeld beinhaltet rund 150.000 Sterne in den Sternbildern Cygnus (Schwan) und Lyra (Leier). Mittlerweile hat Kepler darin bereits 2.326 Planetenkandidaten entdeckt. 207 davon haben in etwa eine erdähnliche Größe, während es sich bei 680 um sogenannte Super-Erden handelt (Planeten also von der 1,5 bis 10-fachen Masse der Erde). 1.181 sind in etwa so groß wie Neptun. 203 der Planetenkandidaten haben eine vergleichbare Größe wie Jupiter und 55 sind größer als dieser zugleich größte Planet unseres Sonnensystems.

Seit Mai 2009 zeigt sich anhand der Entdeckungen des Kepler-Teleskops ein dramatischer Anstieg der Anzahl neu entdeckter kleinerer Planetenkandidaten. Alleine die Anzahl der erdgroßen Planeten und der Super-Erden hat sich seit damals um 200 und seit Februar 2011 um 140 Prozent vergrößert.

Der leichte Abfall in der Anzahl der Planetenkandidaten innerhalb habitabler Zonen von 54 im Februar auf "nur noch" 48 in der aktuellen Charge, liegt laut NASA in einer verschärften Definition dessen, was die habitable Zone ausmacht. Der neuen Katalog nimmt nun auch Rücksicht auf den wärmenden Effekt der Atmosphären von Planeten, wie sie die Zone vom Stern selbst hinweg verlagert, zugleich aber auch Planeten mit längeren Umlaufperioden miteinbezieht.

"Der deutliche Anstieg der Anzahl an erdgroßen Kandidaten belegt, dass wir uns langsam auf jene Planetenklasse konzentrieren, für deren Entdeckung Kepler hauptsächlich konzipiert wurde. Hierbei handelt es sich nicht nur um erdgroße, sondern auch um potentiell lebensfreundliche Planeten", erläutert Natalie Batalha vom wissenschaftlichen Team der Kepler-Mission an der San Jose State University in Kalifornien. "Je mehr Daten wir bekommen, desto mehr konzentrieren wir uns auf die Entdeckung kleiner Planeten mit langen Umlaufperioden."

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