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KEPLER
Erstmals erdgroße Exoplaneten entdeckt
von Stefan Deiters
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20. Dezember 2011

Das Weltraumteleskop Kepler hat erstmals Planeten um einen anderen Stern aufgespürt, die in etwa die Größe unserer Erde haben. Beide Welten umkreisen ihre Sonne allerdings in einem so geringen Abstand, dass sie sich nicht in einer Zone befinden, in der Wasser in seiner flüssigem Form existieren kann. Es handelt sich um die kleinsten Planeten, die bislang um einen sonnenähnlichen Stern nachgewiesen wurden.

Kepler-20e

So könnte Kepler-20e nach Ansicht der Astronomen aussehen: Eine heiße lebensfeindliche Welt. Bild: NASA / Ames / JPL-Caltech

Kepler-20f


Auch auf Kepler-20f dürfte es zu heiß sein, um Leben wie wir es kennen zu ermöglichen. Der Planet hat aber fast exakt die Größe der Erde. Bild: NASA / Ames / JPL-Caltech

Die heute auf einer Pressekonferenz vorgestellten Entdeckungen sind nach Ansicht der Wissenschaftler ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Entdeckung der "zweiten Erde", also eines extrasolaren Planeten, der tatsächlich unserer Erde ähnelt. Das tun die beiden Neuentdeckungen nämlich nach Ansicht der Astronomen nicht, obwohl es sich in beiden Fällen um Gesteinsplaneten handeln dürfte. Auch sonst gibt es gewisse Ähnlichkeiten: Kepler-20e hat den 0,87-fachen, Kepler-20f den 1,03-fachen Radius der Erde. Beide Planeten sind Teil eines rund 1.000 Lichtjahre entfernten Systems im Sternbild Leier, in dem insgesamt fünf Planeten nachgewiesen wurden.

Kepler-20e umkreist seinen Zentralstern etwa alle 6,1 Tage, während Kepler-20f 19,6 Tage für eine Umrundung benötigt. Auf beiden Welten dürfte es daher ausgesprochen heiß sein. Die Temperaturen auf Kepler-20f schätzen die Astronomen auf rund 420 Grad Celsius, auf Kepler-20e dürfte die Oberflächentemperatur sogar 760 Grad Celsius betragen.

"Das wichtigste Ziel der Kepler-Mission ist das Aufspüren erdgroßer Planeten in der habitablen Zone um ihren Stern", so Francois Fressin vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts, der Erstautor eines Fachartikels über die Entdeckung, der in der Wissenschaftszeitschrift Nature erscheint. "Dieser Fund zeigt erstmals, dass es tatsächlich erdgroße Planeten um andere Sterne gibt und wir auch in der Lage sind, sie zu entdecken."

Im Kepler-20-System gibt es noch drei weitere Planeten, die größer sind als die Erde, aber kleiner als Neptun. Kepler-20b ist seiner Sonne am nächsten und umrundet diese alle 3,7 Tage. Der dritte Planet, Kepler-20c, benötigt dafür 10,9 Tage und der fünfte Planet, Kepler-20d, 77,6 Tage. In unserem Sonnensystem würden alle fünf Planeten damit ungefähr innerhalb der Merkurbahn liegen. Der Zentralstern ist vom selben Typ wie unsere Sonne, allerdings ein wenig kleiner und kühler.

Das System hat die Wissenschaftler aber noch aus einem anderen Grund überrascht: In unserem Sonnensystem befinden sich die kleinen Gesteinsplaneten in relativer Nähe zur Sonne, während die Gasplaneten in den äußeren Regionen kreisen. Um Kepler-20 ist das anders: Hier sind die Planeten abwechselnd angeordnet - groß, klein, groß, klein, groß.

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"Die Kepler-Daten zeigen uns einmal wieder deutlich, dass es einige Planetensysteme gibt, deren Aufbau sich signifikant von dem unseres Sonnensystems unterscheidet", urteilt Jack Lissauer, der zum Kepler-Wissenschaftlerteam gehört und am Ames Research Center der NASA arbeitet. "Die Analyse der Kepler-Daten liefert immer neue Einsichten in die Vielfalt von Planeten und Planetensystemen in unserer Galaxie."

Die Astronomen rätseln jetzt darüber, wie sich das Planetensystem um Kepler-20 bilden konnte. Sie vermuten, dass die Planeten nicht an ihrer heutigen Position entstanden sind. Sie könnten sich beispielsweise in größerem Abstand von ihrem Stern gebildet haben und dann - durch Wechselwirkungen mit dem Material der Scheibe, aus der sie entstanden sind - nach innen gewandert sein.

Das Weltraumteleskop Kepler fahndet nach sogenannten Transitplaneten. Dazu beobachtet es mehr als 150.000 Sterne und sucht nach typischen periodisch auftretenden Helligkeitsschwankungen, die durch einen vor der Scheibe des Sterns vorüberziehenden Planeten verursacht werden. Nachdem auf diese Weise ein oder mehrere Planetenkandidaten um einen Stern entdeckt sind, müssen mit erdgebundenen Teleskopen und dem Weltraumteleskop Spitzer noch Nachfolgebeobachtungen gemacht werden, um den Fund zu verifizieren. Zur Bestätigung von Kepler-20e und Kepler-20f führten die Astronomen zudem Computersimulationen durch, um sicherzustellen, dass nicht ein astrophysikalisches Phänomen dem Team hier zwei Planeten vorgegaukelt hat.

Erst am 5. Dezember hatte das Kepler-Team mit Kepler-22b einen Planeten in der habitablen Zone um seinen Zentralstern entdeckt (astronews.com berichtete). In dieser Region kann Wasser theoretisch in flüssiger Form vorkommen. "Bei dem kosmischen Versteckspiel, scheint der Fund eines Planeten mit der richtigen Größe und der richtigen Temperatur nur noch eine Frage der Zeit zu sein", so Natalie Batalha, die stellvertretende Leiterin des Kepler-Wissenschaftsteams von der San Jose State University. "Wir sind äußerst gespannt, da wir wissen, dass die faszinierendsten Kepler-Entdeckungen uns noch bevorstehen."

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Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
Kepler, Seite der NASA
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