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KEPLER
Massearmer Planet mit gewaltiger Atmosphäre
von Stefan Deiters
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20. Januar 2014

Zu Jahresbeginn wurde eine Entdeckung vorgestellt, die deutlich macht, dass es unter den extrasolaren Planeten eine vielleicht noch größere Vielfalt gibt, als man bislang angenommen hatte: In Kepler-Daten spürten Astronomen nämlich einen Planeten mit der Masse der Erde auf, der über eine gewaltige Atmosphäre verfügen dürfte.

KOI-314c

So könnte der Planet KOI-314c aussehen. Bild: C. Pulliam und D. Aguilar (CfA)

"Diese Planet mag vielleicht die gleiche Masse wie unsere Erde haben, er ist aber ganz sicher nicht erdähnlich", betont David Kipping vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der den Fund zu Jahresbeginn auf einer Tagung der American Astronomical Society vorstellte. "Das zeigt, dass es keine klare Trennung zwischen Gesteinsplaneten wie der Erde und aufgeblähten Planeten wie Wasserwelten oder Gasriesen gibt."

Der Planet mit der Bezeichnung KOI-314c ist rund 200 Lichtjahre von der Erde entfernt und umrundet in geringer Entfernung in nur 23 Tagen einen leuchtschwachen rötlichen Zwergstern. Obwohl Sterne dieser Art deutlich weniger Energie abstrahlen als unsere Sonne, dürften auf dem Planeten noch immer Temperaturen von über 100 Grad Celsius herrschen, womit es dort zu warm für uns bekanntes Leben wäre.

KOI-314c hat in etwa die gleiche Masse wie die Erde , jedoch einen rund 60 Prozent größeren Durchmesser. Die Forscher vermuten, dass der Planet somit über eine dicke und ausgedehnte Atmosphäre verfügt und damit nicht den Gesteinsplaneten in unserem Sonnensystem ähnelt. Er könnte als eine Art Mini-Neptun entstanden sein und dann im Laufe der Zeit - durch die intensive Strahlung seines Zentralsterns - Teile seiner Atmosphäre verloren haben.

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KOI-314c ist ein Transitplanet. In den Daten des Weltraumteleskops Kepler konnten die Astronomen also verfolgen, wie der Planet regelmäßig vor seiner Sonne vorüberzog und diese damit ein klein wenig verdunkelte. Das Ausmaß dieser Verdunklung erlaubt dann auch Rückschlüssen auf den Durchmesser des Planeten.

Normalerweise versuchen Astronomen dann, einen Transitplaneten auch mithilfe der sogenannten Radialgeschwindigkeitsmethode aufzuspüren, bei der nach einem Wackeln des Zentralsterns gesucht wird, das durch einen umlaufenden Planeten verursacht wird. Auf diese Weise erhält man dann Informationen über die Masse des Planeten.

Bei Planeten, die nur in etwa die Masse der Erde haben, ist dieses Verfahren allerdings kaum anwendbar: So hat Kepler-78b, der masseärmste Planet, bei dem eine Bestimmung der Masse auf diesem Weg gelungen ist, eine 70 Prozent größere Masse als die Erde (astronews.com berichtete).

Im Fall von KOI-314c nutzten die Astronomen daher ein anderes, deutlich komplexeres Verfahren, das sich allerdings nur verwenden lässt, wenn es mehrere Transitplaneten in einem System gibt, die sich gegenseitig leicht beeinflussen. Dies führt nämlich zu einer geringfügigen Variation der Zeiten, zu denen sich die Transits beobachten lassen.

"Statt also nach einem wackelnden Stern zu schauen, suchen wir nach wackelnden Planeten", vergleicht David Nesvorny vom Southwest Research Institute (SwRI). "Mit Kepler haben wir die Transits von zwei Planeten vor demselben Stern wieder und wieder beobachtet." Durch die genaue Messung der Zeitpunkte dieser Transits konnten die Astronomen dann feststellen, dass es gravitative Wechselwirkungen zwischen den beiden Planeten gibt und daraus auf ihre Masse schließen.

Der zweite Planet in dem System, KOI-314b, hat eine ähnliche Größe wie KOI-314c, jedoch eine deutlich höhere Dichte, so dass er es etwa auf die vierfache Masse der Erde bringt. Er umrundet den Stern alle 13 Tage. Die Entdeckung von KOI-314c war ein Glücksfall: Eigentlich hatten die Astronomen in den Kepler-Daten nach Hinweisen auf um extrasolare Planeten umlaufende Monde gesucht.

Über die Beobachtungen berichten die Forscher in einem Fachartikel in der Zeitschrift The Astrophysical Journal

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siehe auch
Kepler-78b: Der erste erdgroße Gesteinsplanet - 31. Oktober 2013
Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Kepler, Seite der NASA
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