Kepler-Teleskop mit ersten erdgroßen Planeten

Mit Hilfe des Kepler-Weltraumteleskops der NASA konnten die ersten beiden Exoplaneten gefunden werden, die etwa so groß sind wie die Erde. Dies war erklärtes Ziel der Mission, die aber noch längst nicht am Ende ist.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA.

NASA/Ames/JPL-Caltech
Kepler-20e und f im Größenvergleich mit den Planeten Venus und Erde
(Bild: NASA/Ames/JPL-Caltech)

Vielmehr gibt es noch mehr als 2.000 Planetenkandidaten, von denen einige ebenfalls in der Größenklasse unseres Heimatplaneten liegen sollen.

Die jetzt bekanntgegebenen beiden Planeten Kepler-20e und 20f umlaufen einen Stern, bei dem bereits drei größere Planeten entdeckt worden sind. Deren Bezeichnung erfolgt in der Reihenfolge der Entdeckung, nicht in der Reihenfolge des Abstandes von ihrem Stern. Dem Abstand nach sortiert ergibt sich die Reihenfolge Kepler-20b, e, c, f und d. Überraschenderweise wechseln sich große und kleine Planeten ab, während in unserem Sonnensystem die kleinen Planeten innen und die großen außen zu finden sind.

Bei Kepler-20b, c und d handelt es sich um große Gasplaneten, die neuen Begleiter sind hingegen offenbar Gesteinsplaneten. Alle aber umlaufen ihren Stern in relativer Nähe, weshalb es auf ihren Oberflächen wohl recht heiß ist. Die Umlaufzeiten liegen bei 3,7, 6, 10,9, 20 und 77,6 Erdtagen. Der Stern Kepler-20 ist ca. 950 Lichtjahre von uns entfernt und etwas kühler an der Oberfläche als die Sonne. Die Bahnen der ihn umlaufenden Planeten liegen aber allesamt näher an Kepler-20 als die des Merkur an der Sonne.

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Kepler-20e ist etwas kleiner als die Erde (0,87 Erdradien)
(Bild: NASA/Ames/JPL-Caltech)

Das Weltraumteleskop Kepler, benannt nach einem deutschen Astronomen des 17. Jahrhunderts, umläuft die Sonne auf einer der Erde nachlaufenden Bahn seit März 2009 und erfasst mit seinem 1,4 m durchmessenden Spiegel einen kleinen Bereich im Sternbild Schwan, in dem sich etwa 140.000 sonnenähnliche Sterne befinden. Das Licht der Sterne wird auf 42 CCD-Sensoren mit einer Gesamtzahl von 95 Megapixeln gelenkt. Periodisch auftretende geringfügige Änderungen der Helligkeit einzelner Sterne weisen auf davor vorbeiziehende Planeten hin, deren Größe man aus der Stärke der Verdunklung berechnen kann.

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Kepler-20f kann derzeit wohl als erdähnlichster Exoplanet in Bezug auf die Größe angesehen werden.
(Bild: NASA/Ames/JPL-Caltech)

Mit erdgestützten Teleskopen wird anschließend vermessen, wie stark der jeweilige Stern von seinem Begleiter hin und her gezogen wird. Daraus läst sich die Masse des Planeten errechnen. Die Periode der Helligkeitsschwankungen ergibt zudem die Umlaufzeit, aus der sich der mittlere Abstand des Planeten von seinem Stern folgern lässt. Diese Daten zusammen mit der Spektralklasse und Oberflächentemperatur des Sterns lassen auch Schlüsse über die ungefähre Temperatur auf dem Planeten zu.

Allerdings spielt hier das Vorhandensein einer mehr oder weniger dichten Atmosphäre sowie deren Zusammensetzung noch eine große Rolle. Darüber lassen sich aber mit beiden Methoden keine Aussagen treffen. Hierzu ist es erforderlich, Licht vom Planeten selbst zu empfangen und spektroskopisch zu untersuchen. Dies ist allerdings bisher nur in wenigen Fällen gelungen. Größere Teleskope auf der Erde und im All können in Zukunft aber dazu in der Lage sein.

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