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KEPLER
Wolkenkarte eines Exoplaneten
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Bern
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25. September 2013

Astronomen ist es gelungen, etwas über die Bewölkung auf einem extrasolaren Planeten herauszufinden. Sie nutzten Kepler, um eine Wolkenkarte einer fernen Welt zu erstellen, die als einer der ersten Planeten mithilfe des Weltraumteleskops entdeckt wurde. Die Forscher hoffen, dass ihnen die Erkenntnisse eines Tages auch bei der Suche nach Leben auf anderen Planeten helfen.

Kepler

Das Weltraumteleskop Kepler der NASA. Bild: NASA / Kepler Mission / Wendy Stenzel

Der Planet Kepler-7b kreist um einen relativ sonnenähnlichen Stern im Sternbild Leier. Er gehörte zu den ersten Planeten, die mithilfe des NASA-Weltraumteleskops Kepler entdeckt wurden. Eine Eigenschaft machte ihn für die Forschung zudem besonders interessant: Die Atmosphäre von Kepler-7b reflektiert das Licht seines Sterns vergleichsweise stark, wie eine internationale Forschungsgruppe mit Beteiligung des Center for Space and Habitability (CSH) der Universität Bern jetzt zeigen konnte.

Den Grund für diese starke Licht-Rückstrahlung fand das Team ebenfalls: Kepler-7b ist offenbar von lichtreflektierenden Wolken umgeben. Die Wissenschaftler haben diese Wolken erstmals in verschiedenen Phasen der Umlaufbahn von Kepler-7b um seinen Stern gemessen - ähnlich wie wenn man verschiedene Mondphasen beobachtet. Aus den Messresultaten erstellten sie eine "Wolkenkarte". Dies ist ein wichtiger Fortschritt, um mehr über den Einfluss von Wolken auf die Atmosphären von extrasolaren Planeten zu erfahren. Solche Kenntnisse sind eine Voraussetzung bei der Suche nach außerirdischem Leben.

Wolken und Dunst kommen in der Atmosphäre von Planeten innerhalb unseres Sonnensystems sehr häufig vor. Die Untersuchung von Wolken auf extrasolaren Planeten steckt aber verständlicher Weise noch in den Kinderschuhen. So gehört die aktuelle Studie über Kepler-7b zu den ersten Forschungsarbeiten, die etwas über Wolken außerhalb unseres Sonnensystems aussagen.

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"Wolken hinderten uns bisher, mehr über die Atmosphäre eines Exoplaneten herauszufinden", erklärt Kevin Heng vom Center for Space and Habitability. Der Grund dafür ist einfach: Sucht man im Spektrum der Atmosphäre eines Exoplaneten nach Hinweisen auf Leben, können diese Messungen durch die Anwesenheit von Wolken so beeinflusst werden, dass keine eindeutigen Aussagen über die Atmosphäre mehr möglich sind.

"Deshalb versuchen wir Erkenntnisse über die Wolken selber zu gewinnen, um ihren Einfluss auf die Aussagen unserer Messungen berücksichtigen zu können", erklärt Heng. Dazu hat die Forschergruppe das reflektierte Licht von Kepler-7b während verschiedener Umlaufphasen mit Hilfe des Kepler-Teleskops gemessen. Sie erstellte daraus eine sogenannte Phasenkurve, die ersichtlich macht, wie die verschiedenen Regionen der Oberfläche des Exoplaneten das Licht unterschiedlich reflektiert.

Anschließend fertigten die Wissenschaftler erstmals eine umfassende "Wolken-Karte" an und konnten zudem ableiten, wie groß die Partikel sind, aus denen die Wolken bestehen. Dies wiederum erlaubt Rückschlüsse über die Menge Licht, welche die Wolken reflektieren oder absorbieren. "Mit zunehmenden Kenntnissen über den Wolken und den Atmosphären von Exoplaneten können wir eines Tages auch herausfinden, ob einige dieser Himmelskörper lebensfreundlich sind", gibt sich Heng optimistisch.

Die Berner Gruppe um Heng arbeitet dafür eng mit dem Genfer Observatorium, dem Massachussetts Institute of Technology (MIT) und der Oxford University zusammen, indem sie die Wissenschaftler dort bei der Auswertung von Beobachtungsdaten verschiedener Weltraumteleskope unterstützt. Die Berner Forscher liefern ihren Kollegen auch Hinweise darauf, was gemessen werden könnte, um auf der Suche nach Leben im All voranzukommen.

Kepler suchte mithilfe der Transitmethode nach Planeten. Dazu hat das Teleskop ständig über 150.000 Sterne anvisiert, deren Helligkeit die Detektoren vermessen haben. Wanderte - aus Keplers Perspektive - ein Planet direkt vor seiner Sonne entlang, verdunkelte er seinen Zentralstern ein wenig - ein Helligkeitsabfall, den Kepler registrieren konnte. Die Stärke des Helligkeitsabfalls erlaubt zudem Rückschlüsse auf die Größe des Planeten relativ zu seiner Sonne. Die Suche nach Planeten wurde nach Ausfall eines Kreiselinstruments inzwischen eingestellt (astronews.com berichtete).

Eine erste Studie über die Kepler-7b-Ergebnisse wurde nun in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal Letters veröffentlicht, eine zweite soll im Astrophysical Journal folgen.

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Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
Preprint des Fachartikel bei arXiv.org
Center for Space and Habitability
Kepler, Seite der NASA
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