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KEPLER-78B
Der erste erdgroße Gesteinsplanet
von Stefan Deiters
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31. Oktober 2013

In den Daten des Weltraumteleskops Kepler haben Astronomen nun erstmals einen Gesteinsplaneten entdeckt, der ähnlich groß wie die Erde ist. Doch damit hören die Gemeinsamkeiten zwischen Kepler-78b und unserer Heimatwelt auch schon auf: Der ferne Planet ist seiner Sonne so nah, dass er für eine Umrundung nur 8,5 Stunden benötigt. Nun rätseln die Astronomen, wie der Planet auf diese Bahn gelangt ist.

Kepler-78b
 
Der Planet Kepler-78b umkreist seine Sonne in äußerst geringem Abstand. Bild: David A. Aguilar (CfA)

Es ist mit Sicherheit nicht der Fund, auf den alle gewartet hatten: Bis heute suchen Astronomen nämlich noch fieberhaft nach einem Planeten um einen anderen Stern, der nicht nur eine ähnliche Größe und Masse wie die Erde hat, sondern auch noch im richtigen Abstand um seine Sonne kreist, so dass dort theoretisch flüssiges Wasser und damit eventuell auch Leben existieren könnte.

In zwei Fachartikeln in der Zeitschrift Nature beschreiben Wissenschaftler nun mit Kepler-78b eine Welt, die zumindest zwei Kriterien erfüllt: Sie hat in etwa die Größe der Erde und es ist vermutlich ein Gesteinsplanet. Doch damit hören die Gemeinsamkeiten auch schon auf. Kepler-78b umrundet seine Sonne nämlich auf einer so engen Bahn, dass der Planet gerade einmal 8,5 Stunden benötigt, um seinen Stern zu umkreisen.

"Die Neuigkeit erreichte uns sehr stilvoll durch die Nachricht: Kepler-10b hat einen kleinen Bruder", erinnert sich Natalie Batalha, Missionswissenschaftlerin für Kepler am Ames Research Center der NASA. Batalha gehörte zu einem Team, das mit Kepler-10b den ersten Gesteinsplaneten mit Kepler entdeckt hatte, der allerdings deutlich größer als die Erde ist (astronews.com berichtete).

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"Diese Nachricht zeugt von der Freude, dass die Kepler-Familie der extrasolaren Planeten weiter anwächst", so die Astronomin. "Es zeigt auch, welche Fortschritte wir machen: Den Doppler-Teams gelingen immer genauere Messungen und können so die Massen immer kleinerer Planeten bestimmen. Damit sind wir auf gutem Weg, um eines Tages auch Beweise für Leben jenseits der Erde zu finden."

Kepler-78b wurde in den Daten des Weltraumteleskops Kepler aufgespürt, das mehr als vier Jahre über 150.000 Sterne anvisiert und nach Transits von Planeten gesucht hat. Bei einem Transit, also dem Vorüberziehen eines Planeten vor einem Stern, sollte sich die Helligkeit einer fernen Sonne kurzzeitig auf charakteristische Weise verringern.

Um sich aber sicher zu sein, dass tatsächlich ein vorüberziehender Planet für diese minimalen Helligkeitsschwankungen verantwortlich ist, müssen weitere Beobachtungen gemacht werden. Zum Einsatz kommt dabei die sogenannte Radialgeschwindigkeitsmethode, bei der nach einem leichten Wackeln des Zentralsterns gesucht wird, das ein umlaufender Planet verursacht.

Entsprechende Beobachtungen für Kepler-78b führten zwei unabhängige Teams am Keck Observatory auf Hawaii und am Observatorio del Roque de los Muchachos auf der Kanareninsel La Palma durch. Auf La Palma kam dabei das neue Instrument HARPS-North zum Einsatz, ein "Zwilling" des schon berühmten HARPS-Spektrographen, der an einem Teleskop des Observatoriums im chilenischen La Silla montiert ist (astronews.com berichtete). 

Mit den Kepler-Daten zusammen ließ sich Kepler-78b recht genau charakterisieren: Kepler lieferte die Größe des Planeten, die erdgebundenen Beobachtungen die Masse. Kepler-78b ist damit der erste Planet von Erdgröße, bei dem sowohl Größe als auch Masse und damit auch seine Dichte bestimmt werden konnten. Diese wiederum erlaubt Rückschlüsse auf die Zusammensetzung.

Kepler-78b hat die 1,2-fache Größe der Erde und die 1,7-fache Masse. Für die Dichte ergibt sich damit ein erdähnlicher Wert. Die Forscher vermuten, dass Kepler-78b hauptsächlich aus Gestein und Eisen besteht. Sein Zentralstern ist etwas masseärmer als unsere Sonne und befindet sich in einer Entfernung von rund 400 Lichtjahren im Sternbild Schwan. Wegen seiner extrem engen Umlaufbahn dürfte der Planet aber kaum eine Ähnlichkeit mit der Erde haben. Die hohen Temperaturen auf seiner Oberfläche sollten jegliches Leben wie wir es kennen, unmöglich machen.

Die Umlaufbahn von Kepler-78b stellt die Astronomen zudem vor ein Rätsel: "Dieser Planet ist ein Mysterium", so David Latham vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im amerikanischen Cambridge. "Wir wissen nicht, wie er entstanden ist und wie er dorthin kam, wo wir ihn jetzt sehen. Was wir wissen ist, dass er nicht dauerhaft überleben wird." Das bestätigt auch sein Kollege Dimitar Sasselov: "Kepler-78b wird, auf astronomischen Zeitskalen, sehr bald in seinem Stern enden."

Bei seiner Entstehung sollte der junge Stern größer gewesen sein als heute, so dass die Bahn von Kepler-78b innerhalb des Sterns gelegen hätte. "Der Planet kann nicht dort entstanden sein, wo wir ihn jetzt sehen, da sich innerhalb eines Sterns keine Planeten bilden", so Sasselov. "Er konnte auch nicht weiter außen entstanden und dann ins Innere gewandert sein, denn dann wäre er bis in den Stern hinein gewandert. Dieser Planet ist ein großes Rätsel."

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siehe auch
HARPS: Exoplaneten-Jagd auch auf der Nordhalbkugel - 14. Februar 2011
Kepler: Erster Gesteinsplanet entdeckt - 11. Januar 2011
Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
Kepler, Webseite der NASA
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