Da draußen gibt es einen Planeten, der mit Astronomen ein Spiel „Türklingelgraben“ spielt. Wissenschaftler können diese ferne Welt nicht sehen, aber sie wissen, dass sie da ist, weil ihre Schwerkraft einen spürbaren Einfluss auf die Umlaufbahn eines Nachbarplaneten hat.
„Es ist, als würde jemand einem einen Streich spielen, indem er an der Tür klingelt und davonläuft“, sagte die Astronomin Sarah Ballard vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Hauptautorin eines neuen Artikels, der im The Astrophysical Journal veröffentlicht wurde. „Dieser unsichtbare Planet macht sich durch seinen Einfluss auf den Planeten, den wir sehen können, bekannt.“
Das Planetensystem der sichtbaren und verdeckten Planeten wurde von der Raumsonde Kepler entdeckt, und die beiden Welten umkreisen einen sonnenähnlichen Stern namens Kepler-19. Das System befindet sich 650 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Leier. Der Stern der 12. Größe ist gut positioniert, um an Septemberabenden auf der Nordhalbkugel von Hinterhofteleskopen beobachtet zu werden.
Die 2009 gestartete NASA-Raumsonde Kepler sucht nach extrasolaren Planeten um andere Sterne als unsere Sonne, indem sie nach Planeten Ausschau hält, die vor ihren Sternen kreisen. Diese „transitierenden“ Planeten blockieren einen Teil des Sternenlichts, und so „sehen“ Astronomen, dass dort ein Planet ist.
Planet und Stern müssen jedoch genau ausgerichtet sein, damit wir einen Transit sehen können.
Das war beim ersten Planeten Kepler-19b der Fall. Es passiert seinen Stern alle 9 Tage und 7 Stunden in einer Entfernung von 8,4 Millionen Meilen vom Stern, wo er auf eine Temperatur von etwa 900 Grad Fahrenheit erhitzt wird. Das Tolle an Transiten ist, dass Astronomen die physikalische Größe des Planeten ableiten können: Je größer der Lichteinbruch, desto größer ist der Planet im Verhältnis zu seinem Stern. Kepler-19b hat einen Durchmesser von 28.000 Meilen und ist damit etwas mehr als doppelt so groß wie die Erde. Es kann einem „Mini-Neptun“ ähneln, seine Masse und Zusammensetzung bleiben jedoch unbekannt.
Wenn Kepler-19b allein wäre, würde jeder Transit wie ein Uhrwerk dem nächsten folgen. Stattdessen kommen die Transite bis zu fünf Minuten zu früh oder fünf Minuten zu spät. Solche Transit-Timing-Variationen zeigen, dass die Schwerkraft einer anderen Welt an Kepler-19b zieht und es abwechselnd beschleunigt oder verlangsamt.
Wenn Ihnen das etwas bekannt vorkommt, wurde der Planet Neptun in unserem eigenen Sonnensystem ähnlich entdeckt. Astronomen, die Uranus verfolgten, bemerkten, dass seine Umlaufbahn nicht mit den Vorhersagen übereinstimmte. Sie erkannten, dass ein weiter entfernter Planet Uranus anstoßen oder daran ziehen könnte, und berechneten die erwartete Position der unsichtbaren Welt. Teleskope beobachteten bald Neptun in der Nähe seiner vorhergesagten Position.
Dies ist jedoch das erste Mal, dass diese Methode verwendet wird, um einen bisher unbekannten Planeten in einem anderen Sonnensystem zu finden. Astronomen sagen, dass keine andere aktuelle Technik, die wir haben, den unsichtbaren Begleiter hätte finden können.
„Diese Methode ist vielversprechend, um Planeten zu finden, die sonst nicht gefunden werden können“, sagte der Harvard-Astronom und Co-Autor David Charbonneau.
Bisher wissen Astronomen nichts über die unsichtbare Welt Kepler-19c, außer dass sie existiert. Es wiegt zu wenig, um den Stern gravitativ genug zu ziehen, damit sie seine Masse messen können. Und Kepler hat nicht entdeckt, dass er den Stern passiert, was darauf hindeutet, dass seine Umlaufbahn relativ zu Kepler-19b geneigt ist.
„Kepler-19c hat mehrere Persönlichkeiten, die mit unseren Daten übereinstimmen. Es könnte sich zum Beispiel um einen felsigen Planeten auf einer kreisförmigen 5-Tage-Umlaufbahn oder um einen riesigen Gasplaneten auf einer länglichen 100-Tage-Umlaufbahn handeln“, sagte Co-Autor Daniel Fabrycky von der University of California, Santa Cruz (UCSC).
Die Raumsonde Kepler wird Kepler-19 während ihrer gesamten Mission überwachen. Diese zusätzlichen Daten werden helfen, die Umlaufbahn von Kepler-19c zu bestimmen. Zukünftige bodengestützte Instrumente wie HARPS-North werden versuchen, die Masse von Kepler-19c zu messen. Nur dann haben wir einen Hinweis auf die Natur dieser unsichtbaren Welt.
Quelle: Harvard Smithsonian CfA
