Mit Daten des Weltraumteleskops Kepler haben Wissenschaftler eine Horde von sechs Planeten entdeckt, die einen sonnenähnlichen Stern umkreisen, der ungefähr 2.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Dies ist die größte Gruppe von Planeten, die bisher um einen anderen Stern herum entdeckt wurde. Die Planeten in diesem neu entdeckten Sonnensystem sind relativ klein – sie reichen von der 2,3- bis 13,5-fachen Masse der Erde – und sind eine erstaunliche Mischung aus Gestein und Gasen. Alle sechs Planeten sind in einer Umlaufbahn von der Größe der Umlaufbahn der Venus um unsere Sonne zusammengedrängt; jedoch sind die inneren fünf ihrem Stern näher als jeder andere Planet in unserem Sonnensystem.
„Dies ist ein überraschend flaches und kompaktes System aus sechs Transitplaneten“, sagte Jack Lissauer, Co-Ermittler der Kepler-Mission, auf einer Pressekonferenz am 2. Februar 2011. „Die fünf inneren Planeten liegen besonders eng beieinander, was wir hätte nicht gedacht, dass dies für Welten dieser Größe passieren würde. Diese Entdeckung zwingt uns, zurückzugehen und uns die Entstehungsmodelle von Planeten anzuschauen.“
Lissauer fügte hinzu, dass die unmittelbare Nähe der sechs Welten um den Stern – jetzt Kepler 11 genannt – auch bedeutet, dass die Planeten sich gegenseitig in ihren Umlaufbahnen stören. Ein Mehrplanetensystem macht es zwar schwierig, die Signale von jedem Planeten zu entwirren, hat aber den zusätzlichen Vorteil, dass es mehr Informationen über jede der Welten liefert.
„In einem System, in dem die Planeten aneinander ziehen, können wir die Planeten wiegen“, sagt Lissauer. „Wir haben festgestellt, dass es sich um Planeten mit geringer Dichte handelt; einige sind flauschig, wie Marshmallows. Aber sie sind nicht alle Benzin, also vielleicht wie ein Marshmallow mit einem kleinen Bonbon im Kern.“
Lissauer war unglaublich begeistert von der Entdeckung.
„Wir waren wirklich erstaunt über sein Geschenk, das uns die Natur gegeben hat“, sagte er. „Mit sechs Transitplaneten und fünf so nahe beieinander und mit den Größen und Massen von fünf dieser Welten gibt es nur ein Wort, das die neue Erkenntnis angemessen beschreibt: Superkalifragilistischexpiallegetisch . '
Kepler findet Planeten mithilfe der Transitmethode. Die Umlaufbahnen der Planeten sind von der Erde aus gesehen von der Kante aus, wenn sie also vor ihrem Stern vorbeiziehen, blockieren sie einen kleinen Teil seines Lichts. Diesen Helligkeitsabfall erkennt Kepler.
Lissauer erklärte die Animation (siehe oben in diesem Artikel): „Dies ist die Ansicht von Kepler, und sie sieht aus wie eine ganz besondere Uhr, eine mit sechs Zeigern, die sich mit sechs verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen, und wir interpretieren dies als sechs Planeten, die sich in der Nähe bewegen das gleiche Flugzeug. Dann können Sie sehen, wie es aussehen könnte. Dies ist das kompakteste Planetensystem, das je durch irgendeine Technik entdeckt wurde.“
Die Zeit zwischen den Transiten liefert die Umlaufzeit. Um die Massen der Planeten zu bestimmen, analysierten die Szinetisten leichte Variationen der Umlaufzeiten, die durch Gravitationswechselwirkungen zwischen den Planeten verursacht werden.
Lissauer sagte, dass die fünf engen inneren Körper auf der Umlaufbahn des anderen zerren, und manchmal kann der Zug die Transitzeit um 10-20 Minuten verzögern.
„Das Timing der Transite ist nicht perfekt periodisch, und das ist die Signatur der gravitativen Wechselwirkung der Planeten“, sagte Daniel Fabrycky, ein Hubble-Postdoktorand an der UC Santa Cruz, der die Orbitaldynamikanalyse leitete. „Durch die Entwicklung eines Modells der Bahndynamik haben wir die Massen der Planeten herausgearbeitet und nachgewiesen, dass das System auf langen Zeitskalen von Millionen von Jahren stabil sein kann.“
Fünf der Umlaufzeiten der Planeten betragen alle weniger als 50 Tage, und der sechste Planet ist größer und weiter entfernt, mit einer Umlaufzeit von 118 Tagen und einer unbestimmten Masse.
Kepler-11 ist ein sonnenähnlicher Stern, um den sechs Planeten kreisen. Manchmal ziehen zwei oder mehr Planeten gleichzeitig vor dem Stern vorbei, wie die Vorstellung dieses Künstlers eines gleichzeitigen Transits von drei Planeten zeigt, der am 26. August 2010 von der NASA-Raumsonde Kepler beobachtet wurde. Bildnachweis: NASA/Tim Pyle
Bei der Suche nach einem großen Mehrplanetensystem fragen sich viele Leute, wann Kepler eine erdähnliche Welt entdecken wird. Die Wissenschaftler des Gremiums schätzen heute, dass es drei Jahre dauern wird, bis Kepler-Daten vorliegen, um eine andere Erde zu finden.
„Niemand ist bestrebt, einen erdähnlichen Planeten zu erreichen, als das Kepler-Team“, sagte Douglas Hudgins, Wissenschaftler des Kepler-Programms. Das erfordert mindestens 3 Jahre Kepler-Daten und sorgfältige Folgebeobachtungen vom Boden aus, bevor diese Art von Entdeckungen aus den Daten hervorgehen.“
Hudgins erinnerte alle daran, dass die ersten 15 Jahre der Exoplanetensuche durch bodengestützte Beobachtungen ungefähr 500 Planeten hervorgebracht haben und dass das Kepler-Team letztes Jahr 750 Exoplaneten-Kandidaten aus den ersten drei Monaten der Kepler-Beobachtungen angekündigt hat. Mit der heutigen Veröffentlichung weiterer Kepler-Daten gibt es jetzt mehr als 1.200 Planetenkandidaten.
„Das Wichtigste bei jedem Planetenkandidaten“, sagte Hudgins, „ist, dass jedes Mal, wenn wir in den Daten Beweise für ein Signal sehen, Analysen und Folgedaten und Beobachtungen erforderlich sind, um zu bestimmen, dass es sich tatsächlich um einen Planeten und nicht um etwas, das sich maskiert, handelt als Planet.“
Übersetzung: Das braucht Zeit und geht nicht über Nacht.
Aber mit der Veröffentlichung weiterer Daten sagte das Kepler-Team, dass es die Pferdestärken der gesamten planetarischen Gemeinschaft sowie Bürgerwissenschaftler nutzen möchte, um die Daten zu durchsuchen. Das Planet Hunters-Programm von Galaxy Zoo war ein erfolgreiches Projekt, das es jedem ermöglicht, zur Wissenschaft bei der Suche nach extrasolaren Planeten beizutragen.
Die Öffentlichkeit hat allein in den ersten 30 Tagen öffentlich veröffentlichter Kepler-Daten über 1,3 Millionen Klassifizierungen vorgenommen“, sagte Debra Fischer, Professorin für Astronomie an der Yale University und Leiterin des Planet Hunters-Projekts. „Wir freuen uns sehr und sind dankbar, dass die NASA und die Kepler-Mission mit der frühzeitigen Veröffentlichung ihrer neuesten Daten die Menge an öffentlichen Daten im Wesentlichen vervierfacht haben.“
