Dienstag, 8. Januar 2013

Neue Schätzung: Mindestens 17 Milliarden erdgroße Planeten in der Milchstraße


Künstlerische Darstellung der bereits vom Kepler-Weltraumteleskop entdeckten Planetenformen.
| Copyright: C. Pulliam u. D. Aguilar (CfA) 


Cambridge (USA) - Anhand der Daten des NASA-Weltraumteleskops Kepler kommen Astronomen des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics zu der Einschätzung, das mindestens 17 Prozent und somit etwa jeder sechste Stern in unserer Galaxie, mindestens einen erdgroßen Planeten auf einer Umlaufbahn kleiner als die des Planeten Merkur besitzen. Da die Milchstraße rund 100 Milliarden Sterne beheimatet, würde dies bedeuten, dass es dort draußen mindestens 17 Milliarden erdgroße Planeten gibt.

Wie die Forscher um Francois Fressin auf dem Treffen der American Astronomical Society im kalifornischen Long Beach und im Fachjournal "The Astrophysical Journal" berichteten, basiert die Neueinschätzung auf einer simulierten Kepler-Planetensuche, mit der die Forscher herausfinden wollten, wie viele Planeten das Weltraumteleskop finden kann, findet und wie viele es übersieht.

Kepler selbst sucht anhand der Beobachtung von rund 190.000 Sternen in einem Himmelsausschnitt im Sternbild Schwan nach minimalen Helligkeitsveränderungen im Licht der Sterne, wie sie auf vor diesen Sternen während sogenannter Transits vorbeiziehende und dabei das Sternenlicht minimal abdunkelnde Planeten hindeuten.


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"Es gibt eine ganze Reihe von astrophysikalischen Konfigurationen, die ein solches Planetensignal vortäuschen können", erläutert Fressin. "Diese können aber nur für ein Zehntel der Entdeckungen mit Kepler verantwortlich gemacht werden. Alle anderen Signale sind mit großer Wahrscheinlichkeit tatsächlich Planeten."

Bislang hat Kepler 2.740 potentielle Exoplaneten bzw. Planetenkandidaten entdeckt, die insgesamt 2.036 Sterne umkreisen. 105 dieser Signale konnten bereits als tatsächlich existierende Planeten bestätigt werden (...wir berichteten).

Anhand der aktuellen Studie kommen Fressin und Kollegen zu dem Schluss, dass etwa 50 Prozent aller Sterne mindestens einen Planeten von der Größe der Erde oder darüber hinaus auf einer nahen Umlaufbahn besitzen. Fügt man die ebenfalls entdeckten noch größere erdartige Planeten, die ihre Sterne auf weiteren Umlaufbahnen umkreisen hinzu, so erreicht diese Anzahl sogar 70 Prozent.



Infografik zur neu eingeschätzten Anzahl der Planetentypen in der Milchstraße.
| Copyright: F. Fressin (CfA)

Rechnet man diese Werte auf der Grundlage der weiteren Kepler-Beobachtungen zusammen mit den Ergebnissen anderer Instrumente hoch, die auch andere Technologien zur Planetensuche anwenden, so kommen Astronomen und Astrophysiker aktuell zu dem Schluss, dass geradezu jeder Stern der Milchstraße mindestens einen Planeten besitzt (...wir berichteten).

Das Team um Fressin ordnete die bekannten Planeten sodenn in fünf Größengruppen und fanden dadurch heraus, dass rund 17 Prozent der Sterne Planeten vom 0,8- bis 1,25-fachen der Erdgröße auf Umlaufperioden von weniger als 85 Tagen besitzen. Etwa ein Viertel aller Sterne besitzen sogenannte Super-Erden auf Umlaufbahnen von weniger als 150 Tagen. Ebenso viele Sterne besitzen demnach sogenannte Mini-Neptune, also Planeten von der zwei- bis vierfachen Erdgröße auf Umlaufbahnen, die die Planeten in bis zu 250 Tagen um den Stern herumführen.

Größere Planeten seien hingegen weniger häufig. Nur drei Prozent der Sterne haben laut den Berechnungen der Wissenschaftler neptungroße Planeten, also Planeten von der vier- bis sechsfachen Größe der Erde und nur fünf Prozent der Sterne besitzt sogenannte Gasriesen (von der 6- bis 22-fachen Erdgröße), die ihren Stern in weniger als 400 Tagen umkreisen.



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Im Gegensatz zu früheren Studien fanden die Forscher zudem heraus, dass mit Ausnahme von Gasriesen die Art der Sterne keine entscheidende Rolle spielt. So finden sich Neptune ebenso häufig um Roten Zwergsterne wie um sonnenähnliche Sterne. Das gleiche gelte für kleinere Planeten.

"Erden und Super-Erden sind offenbar nicht wählerisch. Wir finden sie um nahezu jeden Sternentyp", kommentiert der Co-Autor der Studie Guillermo Torres deren Ergebnisse.

Da Planeten in dichterer Nähe zu ihrem Stern für die von Kepler angewandte Methode - aufgrund häufigerer Transits in kürzer Zeit - einfacher zu finden sind, steigt mit zunehmender Dauer der Mission erwartungsgemäß auch die Anzahl der Entdeckungen von Signalen erdartiger Planeten auf weiteren Umlaufbahnen und damit innerhalb der habitablen Zonen rund um die beobachteten Sterne. Diese "grünen Zonen" stellen jene Abstandsregionen dar, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund gemäßigter Oberflächentemperaturen Wasser in flüssiger Form und damit die Grundlage zumindest des irdischen Lebens existieren kann.

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Quelle: cfa.harvard.edu
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