KEPLER
Planetenfunde durch den Computer
von Stefan Deiters
astronews.com
15. Dezember 2017

In den Daten des Weltraumteleskops Kepler haben Wissenschaftler bereits unzählige extrasolare Planeten aufgespürt. Jetzt haben sie einen selbstlernenden Computer-Algorithmus mit den Daten gefüttert und dieser hat prompt zwei weitere Planeten um ferne Sonnen entdeckt. Um den Stern Kepler-90 kreisen damit acht Planeten - ganz wie in unserem Sonnensystem.

Das Weltraumteleskop Kepler sucht nach Transits von Planeten vor ihrer Sonne. Bild: NASA/JPL-Caltech [Großansicht]

Das Weltraumteleskop Kepler fahndet mit der sogenannten Transitmethode nach Planeten um andere Sonnen: Dazu hat das Teleskop über mehrere Jahre mehr als 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. Inzwischen beobachtet Kepler im Rahmen einer erweiterten Mission Sterne entlang der Ekliptik

Die Auswertung des gemessenen Helligkeitsverlaufs der Sterne ist jedoch nicht einfach: Zahlreiche Einflüsse müssen berücksichtigt werden, bevor man überhaupt sicher sein kann, dass eine periodisch zurückgehende Helligkeit tatsächlich auf einen umlaufenden Planeten zurückzuführen ist. Noch komplizierter wird es, wenn nicht nur ein Planet, sondern gleich mehrere Welten um eine ferne Sonne kreisen. Trotzdem ist es Astronomen gelungen mithilfe der Kepler-Daten inzwischen weit über 2000 extrasolare Planeten aufzuspüren.

Nun sind mit Kepler-90i und Kepler-80g zwei weitere Planeten hinzugekommen. Um den Stern Kepler-90 kennt man damit acht Planeten, bislang hat man eine solche Anzahl von Planeten nur in unserem Sonnensystem feststellen können. Kepler-90i ist ein heißer Gesteinsplanet, der seine Sonne alle 14,4 Tage einmal umrundet. Das System ist 2545 Lichtjahre von der Erde entfernt und erinnert ein wenig an eine Miniaturausgabe des Sonnensystems. Kepler-80g ist der sechste Planet um Kepler-80.

Doch nicht nur die Anzahl der um die beiden Sterne nunmehr bekannten Planeten machen die jüngsten Entdeckungen interessant: Es ist vor allem die Art und Weise, wie sie entdeckt wurden - nämlich mithilfe eines selbstlernenden Computerprogramms: Christopher Shallue von Google und Andrew Vanderburg von der University of Texas in Austin haben einem sogenannten neuronalen Netzwerk, also einem Computerprogramm, welches bestimmte Lernvorgänge eines Gehirns nachbildet, die Suche nach Signalen von extrasolaren Planeten in den Kepler-Daten beigebracht.

Sie "trainierten" den Algorithmus dazu zunächst mit den Lichtkurven von bereits bestätigten extrasolaren Planeten und setzten das Programm dann auf 670 Systeme an, in denen bereits Planeten entdeckt worden waren. Die Hoffnung war dabei, dass in einem System, in dem man bereits Planeten gefunden hat, sich noch weitere Welten in den Daten verstecken könnten. "Wir haben jede Menge falsche Entdeckungen erhalten, aber auch einige potentiell existierende Planeten", so Vanderburg. "Es ist wie beim Sieben von Sand auf der Suche nach Diamanten. Wenn man ein feineres Sieb nimmt, bleibt auch mehr Gestein strecken, aber man erhält vielleicht auch mehr Diamanten."

Nach den ersten erfolgreichen Funden wollen Shallue und Vanderburg das Verfahren nun auf die gesamten Kepler-Beobachtungen von über 150.000 Sternen anwenden. Über ihr Verfahren und die ersten beiden Funde berichten sie in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astronomical Journal erscheinen wird.