Ein neu verifizierter Planet, der in Daten der Kepler-Mission gefunden wurde, erfüllt die Aufgabe des Weltraumteleskops, erdgroße Planeten um andere Sterne zu finden. Der neue Planet namens Kepler-78b ist der erste entdeckte erdgroße Exoplanet, der eine felsige Zusammensetzung wie die der Erde hat. Ähnlichkeiten mit der Erde enden jedoch dort. Kepler-78b saust alle 8,5 Stunden in einer Entfernung von etwa 1,5 Millionen Kilometern um seinen Wirtsstern herum, was ihn zu einem lodernden Inferno macht und nicht für das Leben, wie wir es kennen, geeignet ist.
„Wir haben von dem sonnenstrahlenden Kometen ISON gehört, der nächsten Monat der Sonne sehr nahe kommen wird“, sagte Andrew Howard von der University of Hawaii am Manoa’s Institute for Astronomy. „Der Komet ISON wird sich der Sonne ungefähr in der gleichen Entfernung nähern, in der Kepler-78b seinen Stern umkreist, sodass dieser Planet sein gesamtes Leben als Sonnengraser verbringt.“
Howard ist der Hauptautor eines von zwei in veröffentlichten Artikeln Natur das beschreibt die Entdeckung des neuen Planeten. Er sprach während eines Medien-Webcasts über den Fund.
„Dies ist ein Planet, der existiert, aber nicht existieren sollte“, fügte der Astronom David Latham vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) hinzu und diskutierte die Entdeckung während des Webcasts.
Kepler-78b ist 1,2-mal so groß wie die Erde mit einem Durchmesser von 14.800 km (9.200 Meilen) und 1,7-mal massereicher. Als Ergebnis sagen Astronomen, dass es eine ähnliche Dichte wie die der Erde hat, was auf eine erdähnliche Zusammensetzung von Eisen und Gestein schließen lässt. Eine Handvoll Planeten von der Größe oder Masse der Erde wurden entdeckt, aber Kepler-78b ist der erste, der sowohl eine gemessene Masse als auch eine gemessene Größe hat. Wenn beide Größen bekannt sind, können Wissenschaftler eine Dichte berechnen und bestimmen, woraus der Planet besteht.
Sein Stern ist etwas kleiner und weniger massiv als die Sonne und befindet sich etwa 400 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Cygnus.
Allerdings stellt die nahe Umlaufbahn von Kepler-78b eine Herausforderung für Theoretiker dar. Nach aktuellen Theorien zur Planetenentstehung konnte er sich nicht so nahe an seinem Stern gebildet haben, noch konnte er sich dorthin bewegt haben. Damals, als dieses Planetensystem entstand, war der junge Stern größer als heute. Als Ergebnis wäre die aktuelle Umlaufbahn von Kepler-78b innerhalb des angeschwollenen Sterns gewesen.
Dieses Diagramm veranschaulicht die enge Umlaufbahn von Kepler-78b, die seinen Stern alle 8,5 Stunden in einer Entfernung von weniger als einer Million Meilen umkreist. Er ist nur 2,7 Sternradien vom Zentrum des Sterns oder 1,7 Sternradien von der Sternoberfläche entfernt. David A. Aguilar (CfA)
„Es konnte sich nicht an Ort und Stelle gebildet haben, weil man keinen Planeten innerhalb eines Sterns bilden kann“, sagte Teammitglied Dimitar Sasselov, ebenfalls von CfA. „Es hätte sich nicht weiter nach außen bilden und nach innen wandern können, weil es bis in den Stern hineingewandert wäre. Dieser Planet ist ein Rätsel.“
Eine Idee, schlug Howard vor, ist, dass der Planet der Restkern eines ehemaligen Gasriesenplaneten ist, aber auch das stellt sich als Problem heraus. 'Wir wissen einfach nicht, was der Ursprung dieses Planeten ist', sagte Howard.
Die beiden Teams von Planetenjägern sind jedoch der Meinung, dass seine Existenz ein gutes Zeichen für zukünftige Entdeckungen bewohnbarer Planeten ist.
Die beiden unabhängigen Forschungsteams verwendeten bodengestützte Teleskope für Folgebeobachtungen, um Kepler-78b zu bestätigen und zu charakterisieren. Das von Howard geleitete Team nutzte das W. M. Keck Observatory auf dem Mauna Kea in Hawaii. Das andere Team unter der Leitung von Francesco Pepe von der Universität Genf, Schweiz, arbeitete am Roque de los Muchachos-Observatorium auf La Palma auf den Kanarischen Inseln.
Um die Masse des Planeten zu bestimmen, verwendeten die Teams die Radialgeschwindigkeitsmethode, um zu messen, wie stark der Gravitationszug eines umkreisenden Planeten seinen Stern zum Wackeln bringt. Kepler hingegen bestimmt die Größe oder den Radius eines Planeten durch die Menge an Sternenlicht, die blockiert wird, wenn er vor seinem Wirtsstern vorbeizieht.
„Die Bestimmung der Masse eines erdgroßen Planeten ist technisch entmutigend“, sagte Howard während des Webcasts und erklärte, wie sie die HIRES ( Hochauflösendes Echelle-Spektrometer ) auf Keck. „Wir haben HIRES an seine Grenzen gebracht. Die Beobachtungen waren schwierig, da der Stern jung ist und viel mehr Sternflecken (genau wie Sonnenflecken auf unserer Sonne) als unsere Sonne hat, und wir sie aus unseren Daten entfernen müssen. Da dieser Planet aber alle achteinhalb Stunden umkreist, konnten wir in einer Nacht eine ganze Umlaufbahn beobachten. Wir haben das Signal des Planeten deutlich gesehen, und wir haben es acht verschiedene Nächte beobachtet.“
David Aguilar von CfA sagte, dass beide Teams wussten, dass das andere Team diesen Star untersuchte, aber sie verglichen ihre Arbeit nicht, bis beide Teams bereit waren, ihre Papiere einzureichen, damit sie sich nicht gegenseitig beeinflussen würden. 'Es war sehr ermutigend, dass beide Teams das gleiche Ergebnis erzielt haben', sagte Aguilar.
Howard fand es auch großartig, dass zwei separate Teams an demselben Ziel arbeiten. „Wir mussten nicht auf eine weitere Bestätigung des Planeten warten, denn die beiden Teams haben sich gegenseitig bestätigt“, sagte er. 'In der Wissenschaft ist das so gut wie es nur geht.'
Francesco Pepe aus der zweiten Mannschaft sagte, dass sie von der Verwendung eines Zwillings der . profitierten Original HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher), der fast 200 Exoplaneten gefunden hat. “ HARPS Nord auf La Palma hat die gleiche Präzision und Effizienz wie sein Zwilling“, erklärte Pepe während des Webcasts, „und wir haben uns entschieden, Zeit für die Nachverfolgung kleiner Exoplaneten-Kandidaten von Kepler zu garantieren. Wir haben unsere Beobachtungsstrategie optimiert und erwarten von dieser Technik in den kommenden Jahren noch viele weitere Bestätigungen.“
Kepler-78b ist eine dem Untergang geweihte Welt. Gravitationsgezeiten werden Kepler-78b weiterhin noch näher an seinen Stern heranziehen. Irgendwann wird es so nahe kommen, dass die Schwerkraft des Sterns die Welt auseinanderreißen wird. Theoretiker sagen voraus, dass der Planet innerhalb von drei Milliarden Jahren verschwinden wird. Interessanterweise, sagen Astronomen, könnte unser Sonnensystem einen Planeten wie Kepler-78b enthalten haben. Wenn dem so wäre, wäre der Planet vor langer Zeit zerstört worden und hätte heute für Astronomen keine Spuren hinterlassen.
'Wir haben in diesem System keine zusätzlichen Planeten entdeckt', sagte Howard, 'aber wir hoffen, dieses System in Zukunft noch mehr beobachten zu können.'
Aufsatz von Howard et al.: Eine felsige Komposition für einen erdgroßen Exoplaneten
Aufsatz von Pepe et al.: Ein erdgroßer Planet mit einer erdähnlichen Dichte
