Quelle: ESA Science & Exploration, 25. Januar 2024

Die Annahme bedeutet, dass die Studienphase abgeschlossen ist und die ESA sich zur Durchführung der Mission verpflichtet. Nach der Auswahl des europäischen industriellen Auftragnehmers im Laufe dieses Jahres werden die Arbeiten zur Fertigstellung des Designs und zum Bau des Raumfahrzeugs bald beginnen. EnVision soll im Jahr 2031 mit einer Ariane-6-Rakete gestartet werden.

„Seit der Auswahl der Mission im Jahr 2021 sind wir von allgemeinen wissenschaftlichen Zielen zu einem konkreten Missionsplan übergegangen“, sagt Thomas Voirin, Leiter der EnVision-Studie der ESA. „Wir freuen uns sehr, den nächsten Schritt zu machen. EnVision wird Antworten auf seit langem offene Fragen zur Venus geben, dem wohl am wenigsten verstandenen terrestrischen Planeten des Sonnensystems.“

Die Venus ist der nächste Nachbar der Erde – viel näher als der Mars – und unserem Heimatplaneten in Masse und Größe sehr ähnlich. Anders als die Erde ist sie jedoch kein angenehmer Ort für einen Besuch. Von allen Gesteinskörpern des Sonnensystems hat sie die dichteste Atmosphäre und ist vollständig von dicken Wolkenschichten bedeckt, die hauptsächlich aus Schwefelsäure bestehen. Die Oberfläche der Venus ist im Durchschnitt 464 °C heiß, und der Luftdruck ist 92-mal höher als auf der Erdoberfläche. Das wirft die Frage auf: Wie und wann ist der Zwilling der Erde so unwirtlich geworden?

Wissenschaft mit EnVision

Die Messungen von EnVision werden dazu beitragen, wichtige Rätsel unseres heißen Nachbarn zu entschlüsseln. So wird EnVision beispielsweise aufdecken, wie Vulkane, Plattentektonik und Asteroideneinschläge die Venusoberfläche geformt haben und wie geologisch aktiv der Planet heute ist. Die Mission wird auch das Innere des Planeten untersuchen und Daten über die Struktur und Dicke des Venuskerns, -mantels und der Kruste sammeln. Schließlich wird sie das Wetter und das Klima auf der Venus untersuchen, einschließlich der Frage, wie diese durch die geologische Aktivität auf dem Boden beeinflusst werden.

Erfahren sie mehr über EnVision

„Das Besondere an EnVision ist der Ansatz der Mission, den gesamten Planeten als System zu untersuchen. Sie wird die Oberfläche, das Innere und die Atmosphäre der Venus mit noch nie dagewesener Genauigkeit untersuchen und es uns ermöglichen zu verstehen, wie sie funktionieren und miteinander interagieren. EnVision wird zum Beispiel mehrere Messverfahren einsetzen, um nach Signaturen von aktivem Vulkanismus an der Oberfläche und in der Atmosphäre zu suchen“, erklärt Anne Grete Straume-Lindner, die Projektwissenschaftlerin der Mission.

Um diese ganzheitliche Untersuchung zu ermöglichen, wird EnVision ein umfangreiches wissenschaftliches Instrumentarium mitführen. Es wird die erste Mission sein, die mit ihrem Radargerät direkt unter der Venusoberfläche sucht. Ein zweites Radarinstrument, VenSAR, wird die Oberfläche mit einer Auflösung von bis zu 10 Metern kartieren und Eigenschaften wie die Oberflächentextur bestimmen. Drei verschiedene Spektrometer werden die Beschaffenheit der Oberfläche und der Atmosphäre untersuchen. Und ein Radiowissenschaftsexperiment wird mithilfe von Radiowellen die innere Struktur des Planeten und die Eigenschaften der Atmosphäre untersuchen.

Starkes Erbe und fruchtbare Zusammenarbeit

EnVision wird sich der ESA-Wissenschaftsflotte von Sonnensystemforschern anschließen. Diese Missionen befassen sich mit zwei wichtigen wissenschaftlichen Themen der Cosmic Vision 2015-2025 der ESA, nämlich: Was sind die Bedingungen für die Bildung von Planeten und die Entstehung von Leben? und Wie funktioniert das Sonnensystem?

Es wird die zweite europäische Mission zur Venus sein. Die ESA-Mission Venus Express (2005-2014) konzentrierte sich auf die Atmosphäre des Planeten, machte aber auch dramatische Entdeckungen, die auf mögliche vulkanische Hotspots auf der Oberfläche des Planeten hinwiesen. (Lesen Sie hier mehr über die wissenschaftlichen Höhepunkte von Venus Express.) Die Erforschung der Atmosphäre wurde mit der Akatsuki-Mission der JAXA fortgesetzt, die immer noch aktiv atmosphärische Bewegungen und das Wetter auf der Venus verfolgt.

Vor längerer Zeit zeichneten die Mariner– und Pioneer-Venus-Missionen der NASA (1960er und 1970er Jahre), die Venera– und Vega-Missionen der Sowjetunion (1960er bis 1980er Jahre) und die Magellan-Radarkartierungsmission der NASA (1990-1994) das Bild einer trockenen Welt mit Landschaften, die von Vulkanen und intensiver geologischer Aktivität geprägt sind. Sie entdeckten weite, von Lavaströmen gezeichnete Ebenen, die von Hochebenen und Bergen begrenzt wurden. Das VenSAR-Instrument von EnVision, das voraussichtlich von der NASA beigesteuert wird, wird die Venusoberfläche mit einer viel höheren Auflösung als Magellan kartieren und Oberflächenmerkmale erkennen, die mehr als zehnmal kleiner sind.

Lesen Sie mehr über frühere Missionen zur Venus

Dieses Mal wird EnVision auf seiner Reise zur Venus nicht allein sein. In Erwartung einer fruchtbaren Zusammenarbeit hat die NASA im Rahmen ihres Discovery-Programms auch zwei neue Missionen zur Venus ausgewählt: DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) und VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy). Zusammen werden EnVision, DAVINCI und VERITAS die bisher umfassendste Untersuchung der Venus ermöglichen.

EnVision ist eine von der ESA geleitete Mission in Partnerschaft mit der NASA. Die NASA wird voraussichtlich das VenSAR-Instrument (Synthetic Aperture Radar) sowie die Unterstützung des Deep Space Network bereitstellen. Die anderen Nutzlastinstrumente werden von den ESA-Mitgliedsstaaten beigesteuert, wobei ASI, DLR, BelSPO und CNES jeweils die Beschaffung des Subsurface Sounding Radar (SRS) und der Spektrometer VenSpec-M, VenSpec-H und VenSpec-U leiten. Das Radiowissenschaftsexperiment wird von Frankreich geleitet und von Deutschland unterstützt.

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• EnVision : ESAs Venus-Mission (M5) auf Ariane 62

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Quelle: ESA Science & Exploration, 25. Januar 2024.

Aufgabe: Verstehen, warum der nächste Nachbar der Erde, die Venus, so anders ist.

Partnerschaft: EnVision ist eine von der ESA geleitete Mission in Partnerschaft mit der NASA, wobei die NASA das Synthetic Aperture Radar (VenSAR) und das Deep Space Network für kritische Phasen der Mission bereitstellt (weitere Informationen zu den europäischen Beiträgen zu EnVision siehe unten)

Warum die Venus? Die Venus ist der erdähnlichste der terrestrischen Planeten der Sonne, was ihre Größe, Zusammensetzung und Entfernung von der Sonne betrifft. Doch zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Geschichte der Planeten begannen beide, sich sehr unterschiedlich zu entwickeln. Die Venus ist heute viel zu heiß, um flüssiges Wasser an ihrer Oberfläche zu beherbergen, aber sie könnte über Milliarden von Jahren ein eher erdähnliches Klima gehabt haben, bevor sie einen unkontrollierbaren Treibhauseffekt entwickelte. Daher ist die Venus ein natürliches Laboratorium, um zu untersuchen, wie sich die Bewohnbarkeit – oder das Fehlen derselben – im Sonnensystem entwickelt hat.

Zielsetzungen: EnVision wird die erste Mission sein, die die Venus von ihrem inneren Kern bis zu ihrer oberen Atmosphäre erforscht und die Wechselwirkung zwischen ihren verschiedenen Hüllen – Atmosphäre, Oberfläche/Unterfläche und Inneres – charakterisiert. Ziel ist es, einen ganzheitlichen Blick auf die Venus zu werfen und die Geschichte, die Aktivität und das Klima des Planeten zu untersuchen.

Die EnVision-Mission wird sich mit einer Reihe von Schlüsselfragen zu unserem Nachbarn befassen:

• Wie haben sich die Oberfläche und das Innere der Venus entwickelt?
• Wie aktiv ist die Venus heute geologisch und tektonisch, und wie aktiv war sie in den letzten Milliarden Jahren?
• Wie werden die Atmosphäre und das Klima der Venus durch geologische Prozesse geformt?
• Gab es auf der Venus Ozeane – und könnten sich in den ältesten Gesteinen der Venusoberfläche Hinweise auf vergangenes Wasser finden?
• Wie verliert die Venus Wärme, und wann und warum hat der Treibhauseffekt auf dem Planeten begonnen?

Vorläufer: Die Mission baut auf dem Erfolg von Missionen wie Venus Express der ESA (2005-2014), dem sowjetischen Venera-Programm (1961-1984), der Pioneer-Venus-Mission der NASA (1978-1992) und dem Magellan Orbiter der NASA (1989-1994) auf. Zusammenfassungen dieser Missionen und ihrer wissenschaftlichen Ergebnisse finden Sie unter ‚Frühere Venusmissionen‚. Das Projekt wird auch die Ergebnisse der Akatsuki-Mission der JAXA nutzen, die 2015 in eine Umlaufbahn um die Venus eintrat. EnVision wird in Synergie mit den bevorstehenden NASA-Missionen VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) und DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) arbeiten, um die bisher umfassendste Untersuchung der Venus zu ermöglichen

Abmessungen: EnVision wird ein grob rechteckiger, dreiachsenstabilisierter Satellit sein, der beim Start 2,5 Tonnen wiegt und in verstautem Zustand ca. 2 m x 2 m x 3 m misst, mit zwei ausfahrbaren Solarzellen

Instrumente: Die wissenschaftliche Nutzlast von EnVision besteht aus VenSAR, einem Dualpolarisations-S-Band-Radar, das auch als Mikrowellenradiometer und Höhenmesser arbeitet und die Venusoberfläche kartieren wird, drei optischen Spektrometern (VenSpec-M, VenSpec-U und VenSpec-H) zur Beobachtung der Venusoberfläche und -atmosphäre sowie dem Subsurface Radar Sounder (SRS), einem Hochfrequenz (HF)-Sondierungsradar zur Untersuchung des obersten Kilometers des Untergrunds. Ergänzt werden diese Systeme durch eine funkwissenschaftliche Untersuchung, bei der das Telemetriesystem TT&C (Telemetry Tracking and Command) des Raumfahrzeugs genutzt wird, um das Schwerefeld des Planeten zu kartieren und seine innere Struktur einzugrenzen sowie die Zusammensetzung und Struktur der Venusatmosphäre zu messen.

Auswahl: Die Mission wurde vom Ausschuss für das Wissenschaftsprogramm der ESA am 10. Juni 2021 als fünfte Mission der mittleren Klasse im Rahmen des Plans Cosmic Vision der ESA ausgewählt. Sie wurde am 25. Januar 2024 angenommen.

Start: Der Start von EnVision ist für die frühen 2030er Jahre geplant. Die Mission soll vom Weltraumbahnhof der ESA in Kourou, Französisch-Guayana, mit einer Ariane 62 starten.

Reise und Umlaufbahn: EnVision wird die Venus nach einer 15-monatigen Reise erreichen. Nach der Ankunft wird die Sonde 15 Monate lang die Venusatmosphäre durchfliegen, um allmählich ihre wissenschaftliche Umlaufbahn zu erreichen, eine niedrige, quasi polare Venusumlaufbahn mit einer variablen Höhe zwischen 220 und 540 km und einer Umlaufzeit von etwa 94 Minuten.

Lebenszeit: Nominale wissenschaftliche Gesamtdauer von sechs Venus-Sternzeittagen (vier Erdjahre)

Beiträge der ESA-Mitgliedsstaaten: ASI, DLR, BelSPO und CNES werden jeweils die Beschaffung der Instrumente SRS, VenSpec-M, VenSpec-H und VenSpec-U leiten. Das radiowissenschaftliche Experiment wird von Instituten in Frankreich und Deutschland geleitet. Start und Betrieb werden durch das ESA Mission Operations Centre (MOC) im ESOC (Darmstadt) und das Science Operations Centre (SOC) im ESAC (Madrid) unterstützt, wobei der Instrumentenbetrieb und die operativen Schnittstellen auf die Instrumententeams verteilt sind.

Fakten zur EnVision-Mission

EnVision wird Beobachtungen im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich sowie im Mikrowellen- und Hochfrequenzradiobereich kombinieren, um geologische und atmosphärische Prozesse in verschiedenen Maßstäben zu untersuchen, vom Kern bis zur oberen Atmosphäre der Venus.

Die Sonde wird die offenen Fragen weiterverfolgen, die durch frühere Missionen zum Planeten aufgeworfen wurden, darunter die ESA-Sonde Venus Express, die sich auf die Erforschung der Atmosphäre konzentrierte, aber auch eine rätselhafte Planetenoberfläche mit Anzeichen geologischer Aktivität zeigte. Weitere Fragen betreffen das Klima und die Geschichte des Wassers auf der Venus.

Jüngste Forschungsergebnisse deuten stark darauf hin, dass die Entwicklung der Atmosphäre und des Inneren der Venus miteinander gekoppelt sind, was die Notwendigkeit unterstreicht, die Atmosphäre, die Oberfläche und das Innere der Venus als ein System zu untersuchen.

Der Beitrag der NASA zu EnVision, VenSAR, baut auf jahrzehntelanger Erfahrung mit planetarischen Radargeräten auf, die auf die 1989 zur Venus gestartete NASA/JPL Magellan-Radarmission zurückgeht.

EnVision ist die erste Mission zur Venus mit einem Sondierungsradar (SRS), das die Eigenschaften des Planeten direkt messen wird.

Darüber hinaus wird das VenSAR-Radar das erste Instrument sein, das Teile des Planeten mit einer sehr feinen Auflösung von 10 Metern abbildet und polarimetrische Aufnahmen macht, um unser Wissen über die Venusoberfläche zu erweitern.

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• EnVision : ESAs Venus-Mission (M5) auf Ariane 62

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Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung 26. Oktober 2023.

26. Oktober 2023 – Eines der größten Hindernisse bei der Suche nach Exoplaneten, die der Erde ähneln, sind ihre Sterne. Helligkeit und Wellenlängen des Sternenlichts schwanken mitunter stark. Das macht es selbst modernsten Teleskopen schwer, darin Hinweise auf erdähnliche Planeten und ihre lebensfreundlichen Atmosphären zu entdecken. Das gemeinsame Forschungsprojekt REVEAL des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS), der University of St Andrews (Vereinigtes Königreich), des Massachusetts Institute of Technology (USA) und des Space Telescope Science Institute (USA) bringt nun führende Expert*innen für Exoplaneten und für stellare Aktivität zusammen, um dieses Problem zu überwinden. Ziel ist es zu entwirren, welche Spuren im Sternlicht auf einen lebensfreundlichen Exoplaneten deuten und welche Ausdruck des Sterns selbst sind. Der Europäische Forschungsrat (Englisch: European Research Council, ERC) fördert das Projekt in den nächsten sechs Jahren mit einem Synergy Grant. Auf lange Sicht kann REVEAL dazu beitragen, eine der ältesten Fragen der Menschheit zu beantworten: Sind wir allein im Universum?

Die Exoplaneten, die viele Forschende am meisten interessieren, sind am schwersten zu finden. Gesteinsplaneten außerhalb unseres Sonnensystems, die der Erde gleichen und zudem möglicherweise lebensfreundliche Umweltbedingungen aufweisen, sind im Vergleich zu den meisten bekannten Exoplaneten von eher bescheidener Größe – und somit deutlich schwerer aufzuspüren. Zwar ist es in den vergangenen Jahrzehnten modernen Teleskopen auf der Erde und im Weltraum zunehmend gelungen, auch kleinere Planeten zu entdecken. Doch seit einigen Jahren stockt diese Entwicklung. Erdzwillinge, die um sonnenähnliche Sterne kreisen, bleiben auch mit dem neusten Stand der Technik schwer zu fassen. Und nach Hinweisen auf Gase, die auf Leben hindeuten, in den Atmosphären der planetaren Winzlinge zu suchen, ist selbst mit dem im vergangenen Jahr in Betrieb genommenen James-Webb-Teleskop der NASA kaum möglich.

Der Hauptgrund für diese Schwierigkeiten liegt in der Natur der Sterne selbst. Wie auch die Sonne leuchten sie nicht immer gleich: Dunkle Flecken und helle Bereiche überziehen ihre Oberfläche mal mehr, mal weniger zahlreich; und auch das Muster, das aufsteigendes heißes Plasma aus dem Innern eines Sterns an seiner Oberfläche erzeugt, ist ständig in Bewegung. „Die Variabilität vieler sonnenähnlicher Sterne ist deutlich stärker als die der Sonne“, erklärt Dr. Alexander Shapiro vom MPS, einer der drei wissenschaftlichen Leiter von REVEAL. „Besonders im Fall kleiner, erdähnlicher Planeten überdeckt die stellare Aktivität die Spuren, die der Planet und seine Atmosphäre im Sternenlicht hinterlassen“, fügt er hinzu.

Um das Problem zu lösen, so der Ansatz von REVEAL, muss zunächst das Verhalten der Sterne genau verstanden werden. In einem ersten Schritt planen die Forscher*innen deshalb, die stellare Aktivität für eine große Vielfalt von Sternen zu modellieren und am Computer zu simulieren. In einem zweiten Schritt berechnen sie, wie sich diese Aktivität auf das Licht auswirkt, das Teleskope von diesen Sternen einfangen. Nur auf diese Weise ist es möglich, echte Messdaten zu verstehen und zu trennen, welche Spuren darin von Exoplaneten und ihren Atmosphären stammen und welche auf den Stern selbst zurückzuführen sind.

Um diese anspruchsvolle Aufgabe zu meistern, bringt REVEAL führende Expert*innen sowohl aus dem Bereich der stellaren Aktivität als auch aus der Exoplanetenforschung zusammen. Während sich die Forschergruppe um Prof. Dr. Andrew Collier Cameron von der University of St Andrews mit dem Aufspüren und Charakterisieren von Exoplaneten mit Hilfe erdgebundener Spektrometer beschäftigt, sucht die Gruppe um Prof. Dr. Sara Seager vom Massachusetts Institut of Technology in den USA nach Hinweisen auf lebensfreundliche Atmosphären in Messdaten des James-Webb-Teleskops der NASA. Für die stellaren Simulationen mit Hilfe komplexer magnetohydrodynamischer Modelle ist die Arbeitsgruppe von Dr. Alexander Shapiro am MPS verantwortlich. Zusätzliche Erfahrung mit der Beobachtung stellarer Aktivität bringt die Partnergruppe um Dr. Jeff Valenti vom Space Telescope Science Institute in den USA ein.

„Nur durch die gemeinsame Expertise von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Bereichen der stellaren Physik und der Exoplanetenphysik können wir dem Ziel näherkommen, endlich eine der aufregendsten Suchen der modernen Astronomie abzuschließen – der Suche nach bewohnbaren Welten außerhalb unseres Sonnensystems“, so Dr. Alexander Shapiro.

Der ERC unterstützt das Projekt REVEAL (Revealing Signatures of Habitable Worlds Hidden by Stellar Activity) in den nächsten sechs Jahren mit fast 9,5 Millionen Euro im Rahmen eines ERC Synergy Grants. Die ERC Synergy Grants sind besonders ambitionierten Forschungsprojekten vorbehalten, die so umfangreich sind und so vielfältiges Fachwissen erfordern, dass sie nicht von einer einzelnen Forschungsgruppe bearbeitet werden können. Von insgesamt 395 Bewerbungen wurden in der aktuellen Förderrunde nur 37 Projekte zur Förderung ausgewählt.

Das MPS erhält bereits zum zweiten Mal einen ERC Synergy Grant. 2018 förderte der ERC auf diese Weise das Projekt WHOLESUN, das dem Ursprung der magnetischen Aktivität der Sonne nachgeht. Auch für Dr. Alexander Shapiro vom MPS ist dies bereits das zweite Mal, dass er mit einem Grant des ERC ausgezeichnet wird. Im Jahr 2017 erhielt er einen ERC Starting Grant, um Helligkeitsschwankungen der Sonne und von Sternen zu untersuchen.

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• Exoplaneten

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Quelle: ESA.

25. Januar 2021 – Die ESA-Exoplaneten-Mission Cheops hat ein einzigartiges Planetensystem mit der Bezeichnung TOI-178 entdeckt. Dieses besteht aus sechs Exoplaneten, von denen sich fünf in einem seltenen rhythmischen Tanz um ihr Zentralgestirn bewegen. Die Größe und Masse dieser Planeten folgt allerdings keinem derart geordneten Muster. Dieser Fund stellt die derzeitigen Theorien zur Planetenentstehung infrage.

Die zunehmende Entdeckung von Planetensystemen, die sich von unserem Sonnensystem stark unterscheiden, verbessert unser Verständnis über die Planetenentstehung und -entwicklung fortwährend. Das Planetensystem TOI-178, das gut 200 Lichtjahre entfernt im Sternbild des Bildhauers liegt, dient hierfür als eindrucksvolles Beispiel.

Nach Beobachtungen des Planetensystems mit dem NASA-Weltraumteleskop TESS, kurz für Transiting Exoplanet Survey Satellite, gingen Astronominnen und Astronomen bereits davon aus, dass sie dort zwei oder mehr Exoplaneten finden würden. Neue, hochpräzise Daten des 2019 ins All gestarteten ESA-Weltraumteleskops Cheops,kurz für Characterising Exoplanet Satellite, zeigen nun, dass TOI-178 mindestens sechs Planeten umfasst und dass dieses ferne Sonnensystem außergewöhnlich aufgebaut ist. Das Team um Adrien Leleu von der Universität Genf und der Universität Bern hat seine Ergebnisse heute in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Eine der Besonderheiten des TOI-178-Systems, die die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Cheops aufdecken konnten, ist, dass die Planeten – mit Ausnahme desjenigen, der dem Stern am nächsten ist – einem rhythmischen Tanz folgen, während sie sich auf ihren Bahnen bewegen. Dieses Phänomen wird als Bahnresonanz bezeichnet: Die Planeten folgen in ihrem Weg um den Stern herum sich stetig wiederholenden Mustern, und alle paar Orbits ordnen sie sich in einer Linie an.

Eine ähnliche Bahnresonanz wurde bei den drei Jupitermonden Io, Europa und Ganymed beobachtet. In der Zeit, in der Ganymed einen Orbit schafft, durchläuft Europa zwei Orbits und Io vier, deshalb ist hier von einem 4:2:1-Muster die Rede.

Im System TOI-178 ist die Resonanzbewegung weitaus komplexer, da fünf Planeten involviert sind. Diese folgen einem 18:9:6:4:3-Muster: Während der zweite Planet vom Stern aus betrachtet 18 Orbits durchläuft, absolviert der dritte Planet, der zweite im Muster, neun Orbits und so weiter.

Anfangs fanden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nur vier Planeten in der Bahnresonanz. Als sie jedoch dem Muster folgten, berechneten sie, dass das System noch einen weiteren Planeten umfassen müsste -der vierte im Muster und damit der fünfte Planet vom Stern aus gesehen.

„Wir prognostizierten seine Bahn sehr genau, indem wir annahmen, dass er sich in Resonanz mit den anderen Planeten bewegte“, erklärt Leleu. Eine zusätzliche Beobachtung mit Cheops bestätigte, dass sich der vermutete Planet tatsächlich im prognostizierten Orbit bewegte.“

Nachdem sie diese seltenen orbitalen Anordnungen entdeckt hatten, wollten die Wissenschaftler herausfinden, ob die Dichte der Planeten,also ihre Größe und Masse, einem ebenso geordneten Muster folgt. Für diese Untersuchungen kombinierten Leleu und sein Team Cheops-Daten mit denen aus Beobachtungen von bodenbasierten Teleskopen der Europäischen Südsternwarte im Paranal-Observatorium in Chile.

Doch während die Planeten im TOI-178-System ihren Stern in einer sehr geordneten Weise umkreisen, geht es bei ihren Dichten chaotischer zu.

Einer der Exoplaneten ähnelt von der Dichte der Erde, während sein Nachbar von ähnlicher Größe eine viel geringere Dichte aufweist und damit an einen Mini-Jupiter erinnert. Der nächste Nachbar weist ähnliche Eigenschaften wie der Neptun auf.

„Das hatten wir nicht erwartet“, sagt Leleu. „Solch einen Aufbau beobachten wir zum ersten Mal in einem Planetensystem. Uns sind wenige Systeme bekannt, in denen die Planeten in so einer rhythmischen Resonanz unterwegs sind, doch bei denen nimmt die Dichte der Planeten allmählich ab, je weiter sie vom Stern entfernt sind. Der Theorie nach hätten wir also genau das erwartet.“

Normalerweise könnten katastrophale Ereignisse wie Rieseneinschläge große Schwankungen in der Planetendichte erklären, aber das TOI-178-System wäre dann nicht auf diese Weise geordnet.

„Die Bahnen in diesem System sind sehr gut geordnet, was uns sagt, dass sich dieses System seit seiner Geburt recht sanft entwickelt hat“, erklärt Co-Autor Yann Alibert von der Universität Bern.

Die Aufdeckung der komplexen Architektur des TOI-178-Systems, die aktuelle Theorien zur Planetenentstehung in Frage stellt, wurde dank der fast 12-tägigen Beobachtungen mit Cheops möglich. (elf Tage durchgehende Beobachtung sowie zwei kürzere Beobachtungen).

„Die Lösung dieses aufregenden Rätsels erforderte einiges an Planungsaufwand, insbesondere die Planung der 11-tägigen Dauerbeobachtung, die notwendig war, um die Signaturen der verschiedenen Planeten einzufangen“, sagt Kate Isaak, Cheops-Projektwissenschaftlerin bei der ESA. „Diese Studie hebt wunderbar hervor, was ein potenzieller Cheops-Nachfolger leisten könnte – nämlich nicht nur bereits bekannte Planeten besser zu charakterisieren, sondern auch neue aufzuspüren und zu bestätigen.“

Leleu und sein Team wollen Cheops weiter nutzen, um das TOI-System noch eingehender zu untersuchen.

„Wir könnten mehr Planeten in der habitablen Zone entdecken – wo sich flüssiges Wasser auf der Planetenoberfläche befinden könnte –, die jenseits der Orbits der Planeten, die wir bisher entdeckt haben, anfängt“, so Leleu weiter. „Außerdem möchten wir herausfinden, was mit dem innersten Planeten, der sich nicht in Resonanz mit den anderen befindet, geschehen ist. Wir vermuten, dass er wegen Gezeitenkräften aus dieser Resonanz herausgefallen ist.“

Astronomen werden Cheops nutzen, um Hunderte bekannter Exoplaneten, die um helle Sterne kreisen, zu untersuchen.

„Cheops wird nicht nur unser Wissen über die Entstehung von Exoplaneten verbessern, sondern auch über die Entstehung unseres Planeten und des Sonnensystems“, fügt Isaak hinzu.

Publikation:
„Six transiting planets and a chain of Laplace resonances in TOI-178“ von A. Leleu et al. erscheint in Astronomy & Astrophysics. DOI: 10.1051/0004-6361/202039767

Mehr über Cheops:
Cheops ist eine in Partnerschaft mit der Schweiz entwickelte ESA-Mission, mit einem von der Universität Bern geführten Konsortium und wichtigen Beiträgen aus Österreich, Belgien, Frankreich, Deutschland, Ungarn, Italien, Portugal, Schweden und Großbritannien.

Die ESA ist die Architektin der Cheops-Mission und zeichnet verantwortlich für die Beschaffung und das Testen des Satelliten, den Start und die frühe Operationsphase, die Inbetriebnahme im Orbit sowie das Gastbeobachterprogramm, über das sich Wissenschaftler weltweit für Beobachtungen mit Cheops bewerben können. Das von der Schweiz geführte Konsortium aus elf ESA-Mitgliedsstaaten hat wesentliche Elemente der Mission zur Verfügung gestellt. Der Hauptauftragnehmer für die Entwicklung und den Bau des Raumfahrzeuges ist Airbus Defence and Space in Madrid, Spanien.

Das Cheops-Missionskonsortium betreibt das Missionsoperationszentrum am INTA in Torrejón de Ardoz bei Madrid, Spanien, und das Wissenschaftsoperationszentrum an der Universität Genf, Schweiz.

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• ESO: Exoplaneten mit rhythmischer Bewegung (25. Januar 2021)

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Science.

Seit der Entdeckung des ersten Exoplaneten im Jahr 1995 konnten Astronomen bis zum heutigen Tag außerhalb unseres Sonnensystems 1.783 Planeten nachweisen. Der Wunsch eines jeden „Exoplanetenjägers“ ist es vermutlich, bei seiner Suche eine „zweiten Erde“ zu entdecken – also einen außerhalb unseres Sonnensystems gelegenen Planeten, welcher theoretisch über die Umweltbedingungen verfügt, um dort die Entstehung und Weiterentwicklung von außerirdischen Lebensformen zu ermöglichen.

Hierbei, so eine der Minimalanforderungen, müsste es sich um einen terrestrischen Planeten handeln, der in etwa über die Größe und Masse der Erde verfügt und dessen Orbit innerhalb der habitablen Zone seines Sterns verläuft. Nur in diesem Bereich eines Sternsystems können auf der Oberfläche eines Gesteinsplaneten Bedingungen vorherrschen, welche das dauerhafte Vorhandensein von Wasser im flüssigen Aggregatzustand ermöglichen. Und nur unter dieser Voraussetzung, so die gegenwärtig allgemein anerkannte Meinung, besteht die theoretische Möglichkeit, dass sich dort auch „Leben“ bilden und entwickeln kann.

Zwar gelang den Astronomen in den vergangenen Jahren die Entdeckung von Dutzenden von Exoplaneten, welche ihre jeweiligen Zentralsterne in deren habitablen Zonen umkreisen. Diese Planeten verfügen jedoch durchweg über Durchmesser, welche um mindestens 40 Prozent über dem Durchmesser der Erde liegen. Die mehr als 100 bisher entdeckten Planeten, welche in etwa über die gleiche Größe wie unser Heimatplanet verfügen, umkreisen ihre Sterne dagegen außerhalb der lebensfreundlichen Zonen. Jetzt sind die Astronomen der Entdeckung einer zweiten Erde jedoch einen deutlichen Schritt näher gekommen.

Das Sternsystem Kepler 186
Nach seinem Start am 7. März 2009 hat das auf die Exoplanetensuche spezialisierte Weltraumteleskop Kepler über einen Zeitraum von vier Jahren im Bereich der Sternbilder Schwan und Leier systematisch über 150.000 Sterne anvisiert und nach Anzeichen für dort befindliche Planeten Ausschau gehalten. Bei der Auswertung der in den beiden ersten Missionsjahren gesammelten Daten entdeckten die beteiligten Wissenschaftler vier Planeten, welche einen etwa 500 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt gelegenen Zwergstern umkreisen.

Der im Sternbild Schwan gelegene und mit dem Namen „Kepler 186“ belegte „Rote Zwergstern“ verfügt über lediglich rund 48 Prozent der Masse unserer Sonne und gibt somit deutlich weniger Strahlung als das Zentralgestirn unseres Sonnensystems in das umgebende Weltall ab. Aus diesem Grund verfügt die dortige lebensfreundliche Zone über eine geringere Ausdehnung und befindet sich zudem näher an dem Stern als in unserem Sonnensystem.

Die vier zuerst in diesem Sternsystem entdeckten Planeten, welche die Bezeichnungen Kepler 186b bis e erhielten, verfügen über Durchmesser, welche um weniger als 50 Prozent über dem Durchmesser der Erde liegen. Für einen vollständigen Umlauf um ihren Stern benötigen diese Planeten vier, sieben, 13 beziehungsweise 22 Tage. Selbst der äußerste der vier Planeten – Kepler 186e – befindet sich mit einer Entfernung von 0,129 Astronomischen Einheiten noch zu nahe an seinem Stern, als das auf seiner Oberfläche flüssiges Wasser vorhanden sein könnte. Mit einer „Astronomischen Einheit“ bezeichnen Astronomen die mittlere Distanz zwischen der Erde und der Sonne. Dieser Wert beträgt rund 149,6 Millionen Kilometer.

Kepler 186f – Ein ‚Cousin‘ der Erde
Bei der weiteren Auswertung der Kepler-Daten, welche jetzt auch das dritte Beobachtungsjahr enthielten, entdeckte ein von Elisa V. Quintana vom SETI Institute am Ames Research Center der NASA in Moffet Field/Kalifornien geleitetes Wissenschaftlerteam einen fünften Planeten, der den Stern Kepler 186 umkreist. Laut den Wissenschaftlern verfügt dieser mit dem Namen Kepler 186f belegte Planet, der seinen Stern in einer Entfernung von 0,356 Astronomischen Einheiten – dies entspricht rund 52,4 Millionen Kilometern – umrundet, in etwa über den lediglich 1,1-fachen Erddurchmesser. Für einen vollständigen Umlauf benötigt der Exoplanet eine Zeitspanne von 130 Tagen. In dieser Entfernung empfängt der Planet von seinem Stern lediglich noch 32 Prozent der Energiemenge, welche die Erde von der Sonne erhält.
Trotzdem befindet sich der Planet Kepler 186f, dessen Existenz inzwischen durch nachfolgende Beobachtungen mit den Teleskopen des W. M. Keck Observatory und des Gemini Observatory bestätigt werden konnte, immer noch innerhalb der habitablen Zone seines Stern, welche sich in diesem Sternsystem über einen Bereich von etwa 0,22 bis 0,4 Astronomischen Einheiten erstreckt. Dies, so die Wissenschaftler der NASA, muss allerdings keinesfalls bedeuten, dass sich auf dem Planeten auch Leben entwickelt haben könnte.

„Dass sich ein Planet in der habitablen Zone befindet, bedeutet nicht automatisch, dass auf ihm auch lebensfreundliche Bedingungen vorherrschen“, so Thomas Barclay vom Bay Area Environmental Research Institute des Ames Research Center der NASA. „Die Temperatur auf der Oberfläche eines Planeten hängt stark davon ab, wie sich seine Atmosphäre zusammensetzt.“

Somit weist der neu entdeckte Planet zwar zumindestens theoretisch die Grundvoraussetzungen auf, um ihn als potentiell lebensfreundlich zu bezeichnen. Ob sich dort jedoch auch flüssiges Wasser befindet, lässt sich mit den gegenwärtig zur Verfügung stehenden Untersuchungsmethoden nicht feststellen. Neben der Analyse des Spektrums der Atmosphäre müsste hierfür unter anderem auch die Masse des Planeten bekannt sein, was derzeit nicht der Fall ist. Allerdings deuten bisherige Studien darauf hin, dass es sich bei erdgroßen Planeten aller Wahrscheinlichkeit nach generell um Gesteinsplaneten handelt.

Bei dem neu entdeckten Exoplaneten Kepler 186f handelt es sich sehr wahrscheinlich nicht um die gesuchte „zweite Erde“. Aufgrund der geringen Energiemenge, welche der Planet von seinem Stern erhält, müsste die Atmosphäre zum Beispiel hohe Mengen an Kohlendioxid beherbergen, so dass ein Treibhauseffekt das Gefrieren von eventuell vorhandenem Wasser verhindert. Als ein ‚Cousin‘ der Erde kann der Planet wohl jedoch auf jeden Fall angesehen werden.

„Wir kennen bislang nur einen einzigen Planeten, auf dem Leben existiert – unsere Erde. Wenn wir außerhalb unseres Sonnensystems nach Leben suchen, dann konzentrieren wir uns bei dieser Suche auf Planeten, die der Erde so ähnlich wie nur irgend möglich sind“, so Elisa V. Quintana. „Die Entdeckung eines erdgroßen Planeten in einer habitablen Zone ist dabei ein wichtiger Schritt in diese Richtung.“

„Die Entdeckung des Planeten Kepler-186f ist ein bedeutender Schritt auf dem Weg zu der Entdeckung von Welten, die unserer Erde gleichen“, unterstreicht Paul Hertz, der Leiter der Abteilung für Astrophysik der NASA, die Bedeutung dieser Entdeckung und wagt dabei zugleich einen Blick in die Zukunft: „Künftige NASA-Missionen wie der Transiting Exoplanet Survey Satellite oder das James Webb Space Telescope werden die uns am nächsten gelegenen extrasolaren Gesteinsplaneten entdecken und zudem in der Lage sein, Informationen über deren Zusammensetzung und die jeweiligen Atmosphären zu sammeln und so die Suche nach einer wirklichen ‚zweiten Erde‘ weiter fortsetzen.“

Rote Zwerge – vielversprechende Kandidaten für die Suche nach einer „Zweiten Erde“
Die Suche nach bewohnbaren Planeten in der Umgebung von Roten Zwergsternen mittels der „Transitmethode“ – mit dieser Methode arbeitete auch das Kepler-Teleskop – gilt dabei als besonders vielversprechend, denn bei etwa 70 Prozent aller in unserer Heimatgalaxie beheimateten Sterne handelt es sich um Rote Zwerge. Da diese Sterne über eine nur sehr geringere Leuchtkraft verfügen, befinden sich die dort gelegenen habitablen Zonen zudem in einem relativ geringen Abstand zu dem Stern. Ein in diesem Bereich kreisender Planet verfügt somit über eine relativ kurze Umlaufzeit, so dass die von der Erde aus zu beobachtenden Planetentransits verhältnismäßig häufig stattfinden. Außerdem deckt ein dicht um seinen Stern umlaufender Planet während eines erfolgenden Transits einen vergleichsweise großen Bereich des Zentralstern ab, so dass sich ein Helligkeitsrückgang in der Transit-Lichtkurve deutlich abzeichnet.

„Rote Zwerge sind die am häufigsten in unserer Galaxie vorkommenden Sterne“, so Elisa V. Quintana. „Die ersten Spuren von Leben in der Galaxie könnten sich also durchaus auf Planeten entwickelt haben, die um Rote Zwerge kreisen.“

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden am 17. April 2014 von Elisa V. Quintana et al. unter dem Titel „An Earth-Sized Planet in the Habitable Zone of a Cool Star“ in der Fachzeitschrift ‚Science‘ publiziert.

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Fachartikel von Elisa V. Quintana et al.:

• An Earth-Sized Planet in the Habitable Zone of a Cool Star (Abstract, engl.)

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Ein Beitrag von Gertrud Felber und Günther Glatzel. Quelle: University Hawaii, DLF.

Auf der Basis von Daten des Kepler-Weltraumteleskops der NASA haben Schweizer Astronomen der Universität Genf um Dr. Francesco Pepe am Roque de los Muchachos Observatorium auf La Palma und US-Kollegen um Dr. Andrew Howard vom Institut für Astronomie der Universität Hawaii mit dem Zehn-Meter-Keck-I-Teleskop unabhängig voneinander herausgefunden, dass der Planet Kepler-78b in Größe, Masse und Zusammensetzung erdähnlich sein muss.
Dazu verwendeten beide Teams die Radialgeschwindigkeitsmethode. Bei dieser wird das vom Stern kommende Licht spektometrisch analysiert. Ein einen Stern umlaufender Planet verursacht eine kleine Kreisbewegung des Sterns durch die Schwerkraft des Planeten. Dabei nähert sich uns der Stern geringfügig, wenn sich der Planet auf unserer Seite des Sterns befindet. Andernfalls wird der Stern ein wenig von uns weg gezogen. Wie bei einem Fahrzeug das Motorgeräusch, verändern sich dabei die Frequenzen des ausgesandten Lichts. Die Frequenzen sind etwas höher, wenn der Stern auf uns zu kommt, entsprechend tiefer, wenn er sich von uns entfernt. Dieses Phänomen nennt man auch Doppler-Effekt.

Normalerweise kann man mit dieser Methode nur eine Untergrenze für die Masse angeben. Nur dann, wenn der Planet genau zwischen uns und seinem Stern hindurch fliegt, weist die Kraft, mit der der Planet zieht, präzise in unsere Richtung und wir sehen im Spektrum die maximalen Auswirkungen. Dies ist aber hier der Fall, da der Planet zuvor mit Hilfe der Transitmethode aus Daten des Weltraumteleskops Kepler entdeckt wurde. Kepler misst, wie stark das Licht eines Sterns durch einen vorbeiziehenden Planeten verdunkelt wird. Daraus lässt sich der Durchmesser des Planeten ermitteln. Die Umlaufzeit ergibt sich aus der Periode, in der sich die Bedeckungsereignisse wiederholen. Aus der Masse des Sterns, die sich aus der Spektralklasse, der Scheinbaren Helligkeit und der Entfernung ergibt, kann man den Bahnradius ermitteln. Die Masse des Planeten ist mit der Transitmethode aber nicht berechenbar.

Kepler 78b umläuft seinen Stern auf einer sehr engen Bahn alle 8,5 Stunden und ist damit viel zu heiß, um Leben zu unterstützen. Das Team um Dr. Andrew Howard konnte mit dem Zehn-Meter-Teleskop auf Hawaii in dem der High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) eingebaut ist, das minimale Taumeln des Stern beim Umlauf des Planeten messen. Nach den Aussagen der Forscher kann man aus der Größe und Masse eines Objektes die Dichte berechnen und auf die Zusammensetzung schließen. Der Exoplanet Kepler 78b verfügt über den 1,2-fachen Radius die 1,7-fache Masse der Erde. Damit gleicht sie der der Erde, was darauf hin deutet, dass Kepler 78b auch felsartiges Material um einen Eisenkern besitzt. Der sonnenähnliche G-Stern von Kepler 78b ist etwas kleiner und weniger massiv als unsere Sonne, befindet sich im Sternbild Schwan und ist etwa 400 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die zweite Studie von Dr. Francesco Pepe verwendete die gleichen Daten des Weltraumteleskops Kepler und kam unabhängig zu einem ähnlichen Ergebnis: der Platen beitzt die 1,86-fache Masse der Erde.

Kepler 78b ist der erste Vertreter einer neuen Klasse von Planeten, die ihren Stern in einer ultrakurzen Zeit, weniger als 12 Stunden, umlaufen. Und er ist der erste Planet dieser neuen Klasse, dessen Masse gemessen wurde. Bisher ist es den Wissenschaftlern ein Rätsel, wie sich ein derartiger Planet gebildet haben könnte und wodurch er sich so dicht an seinem Stern befindet, nur etwa 1 Prozent des Abstandes der Erde zur Sonne. Es wird angenommen, dass der Planet in größerer Entfernung vom Stern entstand und durch die Wirkung der Gravitation herangezogen wurde. Nun herrschen an der Oberfläche Temperaturen über 2.000°C. Der Stern selbst hat eine Rotationsdauer von 12,5 Tagen, wie bei dem Messungen durch das Vorbeiziehen von Sonnenflecken ermittelt werden konnte.

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• Thema Exoplaneten ab 31. Oktober 2013

Der Beitrag Erdgroßer Exoplanet mit Höllentemperatur erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Hans Lammersen. Quelle: space.com, MIT, Science.

Während zu Beginn der Entdeckungsgeschichte von Exoplaneten etwa in der Mitte der neunziger Jahre des letzten Jahrhunderts jedem neuen Exemplar noch verstärkte mediale Aufmerksamkeit gewidmet wurde, tauchen heute Meldungen über neu entdeckte Planetensysteme nur noch dann in Zeitungen oder im Fernsehen auf, wenn es sich dabei um in etwa erdgroße, felsige Planeten handelt, deren Umlaufbahnen sich in habitablen Zonen um ihre Heimatsterne befinden. Denn damit ist die Möglichkeit von Leben verbunden und mit solchen Meldungen lässt sich auch eine informationsübersättigte Bevölkerung vielleicht noch beeindrucken. Dieses Konzept ist auch jüngst bei einer Pressekonferenz anlässlich der Entdeckung einiger Planeten durch die Sonde Kepler aufgegangen, bei denen Neuentdeckungen im Sinne der oben genannten Merkmale verkündet wurden.

Die amerikanische Astronomin Sara Seager vom Massachusetts Institute of Technology hat nun in einem Aufsatz der Fachzeitschrift „Science“ darauf hingewiesen, dass es durchaus ein Fehler sein könnte, wenn man bei der Suche nach potenziell Leben tragenden Planeten ausschließlich nach erdähnlichen Welten in habitablen Zonen Ausschau hält. Damit würde man sich künstlich viel zu sehr auf einen Typus beschränken und so vielleicht Planeten außer Acht lassen, die ebenso Träger von Leben sein könnten, obwohl man ihnen dies gar nicht zutraue.

Seager weist auch darauf hin, dass es den heute lebenden Astronomen nicht vergönnt sein werde, in ihrer Lebenszeit allzu viele Planeten und deren Atmosphären genau untersuchen zu können. Denn die heutigen Instrumente seien noch nicht in der Lage bei ihren Untersuchungen und Messungen über einen bestimmten, nach galaktischen Maßstäben recht kleinen Radius hinauszugehen. Daher, so Seager, sei man geradezu gezwungen, offener zu sein bei der Suche nach potenziell Leben tragenden Planeten.

Die Astronomin nennt auch Beispiele für Faktoren, die dafür verantwortlich sein können, dass Planeten inner- oder außerhalb der habitablen Zone um einen Stern Leben tragen könnten. Dazu gehören zum einen die Treibhausgase, die auf Planeten weit draußen für lebensfreundliche Temperaturen sorgen können. Umgekehrt können sehr trockene Planeten auch dann Leben beherbergen, wenn sie nah an ihrem Stern kreisen. Man müsse das Potenzial für Leben bei jedem Planeten einzeln untersuchen, so Seager. Je mehr Planeten man einzeln auf die Möglichkeit von Leben prüfe, je höher sei die Wahrscheinlichkeit, welches zu finden.

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Der Beitrag Soll die Suche nach Aliens ausgeweitet werden? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA. Vertont von Peter Rittinger.

Edward W. Dunham, Leiter des Kepler-Wissenschaftsteams, Thomas N. Gautier, Kepler-Projektwissenschaftler, und William J. Borucki, Kepler-Projektleiter, legen im Namen des Kepler-Wissenschaftsrats Wert auf die Feststellung, dass die Daten des Weltraumteleskops bisher keinen Grund für Aussagen geben, derer zufolge Kepler einen erdähnlichen Planeten gefunden hätte.
Auf dem Weg zum Erreichen der Missionsziele liefere Kepler hervorragende Ergebnisse, zur Zeit laufe die Bestimmung der Häufigkeit des Auftretens von Planeten in Erdgröße, speziell von solchen innerhalb von bewohnbaren Zonen, so die Wissenschaftler in einer kurzen von der US-amerikanischen Weltraumagentur NASA am 2. August 2010 veröffentlichten Stellungnahme weiter.

Konkrete Ergebnisse wollen sie veröffentlichen, sobald diese verfügbar sind und bestätigt wurden.

Raumcon:

• Kepler

Der Beitrag Kepler: Funde erdähnlicher Planeten nicht bestätigt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: Havard CfA, Originalpaper.

Die Suche nach anderen Erden
Die Erforschung von Exoplaneten führt bis heute an den Rand des technisch Machbaren. Das Grundproblem ist der große Masseunterschied zwischen Planeten und ihren Sternen – und die Leuchtkraft. Eine Reihe von Entdeckungsmethoden ist im Einsatz, um ferne Planetensysteme aufzuspüren. Alle setzen jedoch darauf, dass in jenem System planetare Extrembedingungen vorherrschen, was für uns die Entdeckung vereinfacht. Ist ein Kandidat besonders massereich oder umkreist er seinen Zentralstern in besonders kleinem Abstand? Solche Kandidaten stellen bis heute das Gros der 344 entdeckten Exoplaneten. Die Suche nach kleinen massearmen erdähnlichen Planeten, die in der habitablen Zone um ihren Stern kreisen, begünstigt diese ungewollte Auswahl leider nicht.

Doch die Planetenjäger wollen diesen Zustand ändern. Nach dem Start des NASA-Teleskops Kepler sollte in wenigen Jahren eine Reihe erdähnlicher Planeten bekannt sein. Doch Kepler ist nicht in der Lage, seine Funde genauer, beispielsweise auf Biomarker wie Ozon oder Methan hin, zu untersuchen. Neuartige hochauflösende Teleskope wie das 2013 zu startende James Webb Space Telescope (JWST) stehen in naher Zukunft zur Verfügung. Werden sie in der Lage sein, uns Antworten über die fernen Erden zu geben?

Es wird ausgesprochen schwierig
Die US-amerikanischen Forscher Lisa Kaltenegger vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics sowie Wesley Traub vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) haben nun untersucht, zu welchen Antworten das JWST kommen kann und wo es auf eigene technische Grenzen stößt. Ihre Ergebnisse, die auch im Web abrufbar sind, veröffentlichten sie kürzlich in The Astrophysical Journal.
Die Wissenschaftler untersuchten die Möglichkeit, während eines Transits mehr über die chemischen Bestandteile in der Planetenatmosphäre zu erfahren. Ein Transit passiert bei allen Systemen, deren planetare Ebene von der Erde aus gesehen den Zentralstern bedeckt. Allein dieser Fakt ist nicht sonderlich wahrscheinlich, doch gingen sie davon aus, dass wir in naher Zukunft eine Zahl solcher Welten gefunden hätten und mit einem dem JWST ähnlichen Teleskop einen Blick darauf werfen könnten. Geht man von einem sonnenähnlichen Stern und einem Planeten wie der Erde aus, klingt ihr Ergebnis ernüchternd:

„Wenn wir es wirklich schaffen, die Atmosphäre eines Planeten zu entschlüsseln, um daraus zu schließen, dass es sich um einen erdähnlichen Planeten handelt, müssten wir schon sehr viel Glück haben“, sagte Kaltenegger. „Denn dafür müssten wir eine sehr große Zahl von Transits beobachten, vielleicht mehrere hundert, selbst für Sterne in einem Abstand von nur 20 Lichtjahren. Das Vorhaben, weiter entfernte Atmosphären zu untersuchen, wird ausgesprochen schwierig, ist aber auch ungemein spannend.“

Ein eineiiger Zwilling unseres Planetensystems lässt sich nur in unmittelbarer Nachbarschaft untersuchen. Der einzige Stern, der wie unsere Sonne ein Typ-G-Stern ist, wäre

Alpha Centauri A, bei dem bisher gar keine planetaren Begleiter gefunden wurden.
Nun erweiterten die Forscher ihr Auswahlkriterien. Während sonnenartige gelbe Typ-G-Sterne in der Milchstraße nur eine Randrolle spielen, stellen die leuchtschwächeren roten Typ-M-Sterne die Mehrheit der Population. Die habitable Zone, der Bereich also, in dem Wasser flüssig ist, rückt dabei deutlich an den Stern heran. Hier vorkommende erdähnliche Exoplaneten müssten nicht nur in geringerem Abstand um ihren Stern kreisen, sondern auch mit einer kleineren Periode. Typ-G-Sterne sind demnach der perfekte Hort für erdähnliche Planeten, über die wir mehr erfahren wollen: Sie treten in der Milchstraße besonders häufig auf und erzeugen potentiell deutlich mehr der für die Untersuchung essentiellen Transits.

Zuletzt stellen die Forscher fest, dass neue Teleskope irgendwann auch in der Lage sein werden, Exoplaneten direkt abzubilden, ohne auf Transits angewiesen zu sein. „Die direkte Erfassung von Photonen vom Planeten selbst könnte sich zur ultimativen Untersuchungsmethode ferner Atmosphären entwickeln“, so Kaltenegger. Mit den Teleskopen Hubble und Spitzer ist es bereits gelungen, die Zusammensetzung extrem heißer und massereicher Exoplaneten direkt zu untersuchen. Das nächste Ziel ist die Charakterisierung eines „kleinen blauen Punktes“, entweder durch hunderte Transits vor seinem Zentralstern oder die direkte Beobachtung.
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Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: ESO.

Die erste Entdeckung von Planeten um ferne Sterne gelang 1992 mit modernen Präzisionsteleskopen. Verschiedene Entdeckungsmethoden wurden seitdem erprobt, das Grundproblem stellen jedoch nach wie vor die Relationen dar. Egal ob die Sterne auf ihre Leuchtkraft, Spektren oder Bewegungsmuster hin untersucht werden, verursachen die gesuchten Planeten nur minimalste Schwankungen dieser Parameter. Erst nach der Beobachtung vieler Umlaufperioden gelingt es, einzelne Planeten zu isolieren – und dies gelang bisher auch nur dann, wenn die Perioden gering und die Massen der Planeten groß waren. So konnten seit 1992 stattliche 307 Exoplaneten gefunden werden – eine winzige Zahl gegenüber der untersuchter Sterne.

Kürzlich fand an der Universität von Nantes in Frankreich eine internationale Konferenz über sogenannte Super-Erden statt. Der Titel benennt bereits das Problem, denn der Löwenanteil der gefundenen Planeten bewegt sich im Bereich zwischen Neptun, Jupiter und noch massereicheren Körpern, die ihre Zentralgestirne in wenigen Wochen umlaufen. Super-Erden bezeichnen Planeten, die zwar massereicher als die Erde aber leichter als Uranus und Neptun sind, den masseärmsten Gasriesen unseres Sonnensystems. Die Entdeckung wirklich erdähnlicher Planeten gelang eher selten – und war in diesen Fällen in der Wissenschaftsgemeinschaft eher umstritten, sind doch die Signale so massearmer Körper kaum von denen größerer Objekte und der Sterne selbst zu unterscheiden (Raumfahrer.net berichtete).

Ein Forscherteam um Michel Mayor vom schweizer Observatorium von Genf vermeldet auf der genannten Konferenz nun erneut die Entdeckung dreier Exoplaneten, die gemeinsam den sonnenähnlichen Stern HD 40307 umkreisen. Sie verwendeten dazu das 3,6 Meter-Teleskop HARPS der Europäischen Südsternwarte (ESO) in La Silla, Chile. Mit diesem Instrument ist es möglich, Objekte zu finden, deren Masse zwischen der von zwei und zehn Erden liegt, ein großer Fortschritt in der Exoplanetenforschung. Das beobachtete Sonnensystem ist etwa 42 Lichtjahre von uns entfernt zwischen den südlichen Sternbildern Schwertfisch und Maler.

Die drei Planeten besitzen 4,2, 6,7 und 9,4 Erdmassen und umlaufen ihr Zentralgestirn in nur 4,3, 9,6 und 20,4 Tagen. Die beteiligten Forscher weisen darauf hin, dass ihre Entdeckung in Masse- und Bahneigenschaften zu den bisher gefundenen passt, was auf den Stand der Beobachtungstechnik zurückzuführen sei. Jedoch zeigen die Planeten von HD 40307, dass wir bisher lediglich einen sehr kleinen Teil der existierenden Planeten sehen können. Alle anderen, deutlich kleineren entziehen sich noch unserer Technik, müssen aber da sein.
„Offensichtlich sind diese Planeten nur die Spitze des Eisbergs“, sagte Mayor. „Die Analyse der Beobachtungsdaten von HARPS zeigt, dass ein Drittel aller sonnenähnlichen Sterne entweder von Super-Erden oder von neptun-großen Planeten umkreist wird, die allesamt eine kurze Umlaufperiode von weniger als 50 Tagen besitzen.“

So kurze Umlaufperioden besitzt jedoch kein einziger Planet unseres eigenen Sonnensystems. Es besteht also Hoffnung, mit neuer Technik nicht nur weitere Super-Erden, sondern auch Normal-Erden zu finden.

Der Beitrag Drei neue Super-Erden erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: Universität Kalifornien.

Der weiße Zwergstern mit dem neu entdeckten Planetensystem heißt GD 362 und ist ungefähr 150 Lichtjahre von der Erde entfernt. Obwohl er bereits ein sterbender Stern ist, hat er eine ähnliche Ringstruktur um sich wie der Planet Saturn. Während ihrer Untersuchungen fanden Astronomen der UCLA (University of California, Los Angeles) eindeutige Beweise und Spuren eines felsigen Asteroiden der den weißen Zwergstern umrundet.
Doch wie sollte ein erdähnlicher Planet in dieses doch eher lebensfeindliche System gelangen? Die Forscher der kalifornischen Universität haben schon eine Theorie parat. Laut dieser ist in der jüngeren Vergangenheit ein Asteroid von den unglaublichen Gravitationskräften des Zwergsterns angezogen und zerstört worden. Der dadurch entstandene Staub verschmutzte die Atmosphäre des Zwergsterns. Die chemische Zusammensetzung der dort gefundenen und analysierten Überreste stimmen genau mit der Zusammensetzung der Planeten des inneren Sonnensystems überein, zu denen schlussendlich auch unser Heimatplanet gehört.

Michael Jura, ein Universitätsprofessor und stellvertretender Leiter und Autor dieser Untersuchung, kommentiert den Fund wie folgt: „Wir haben eine ungewöhnliche Zusammensetzung gefunden. Zunächst ist hier mal der außergewöhnliche Mutterstern (ein weißer Zwergstern), der erdähnliche Planeten in seiner „näheren“ Umgebung erlaubt. Die Frage ob die Erde einzigartig ist kann nun langsam aber doch immer mehr in Richtung der Antwort „nein“ beantwortet werden. Allein dieser Fund beweist, dass erdähnliche Planeten quasi überall in der Milchstraße sein können. Die Erdzusammensetzung scheint keineswegs einzigartig zu sein. Es muss sich der Vorgang, durch den erst Leben auf der Erde entstehen konnte, auch in anderen Sternsystemen wiederholt haben.“ In diesem Fall war es wohl rund um den weißen Zwergstern GD 362. Dies lässt natürlich weitere Funde in bisher nicht genau untersuchten Sternsystemen vermuten und von nun an darf kein Planetensystem ausgeschlossen werden – selbst wenn es noch so ungewöhnlich erscheint. Es zeigt sich, dass keineswegs ein sonnenähnlicher Stern benötigt wird, um eine „lebensfähige Zone“ zu besitzen (also die Zone, in der Wasser und die Umgebungstemperaturen auf einen Planeten Leben zulassen würden). Möglicherweise kann man dadurch sogar etwas über die Zukunft und Vergangenheit unseres eigenen Heimatplaneten erfahren.

Die Zukunft unseres Sonnensystems
In schätzungsweise fünf Milliarden Jahren, wenn die Sonne ihre Wasserstoffreserven verliert, wird sie sich extrem ausdehnen und die Planeten des inneren Sonnensystems mehr oder weniger verschlingen – vermutlich auch die Erde. Selbst wenn die Erde verschont bleiben sollte, werden die Änderungen der Sonnendichte alle übrigen Planeten des Sonnensystems, inklusive der des äußeren Sonnensystems, massiv beeinflussen und die Orbits verändern – also die Planetenlandschaft total auf den Kopf stellen und die Gesetze des Sonnensystems neu schreiben. Manche Planeten könnten sogar in den interstellaren Raum gelangen und sich von ihrem ehemaligen Heimatstern trennen. Wieder andere könnten kollidieren und zu vielen kleinen Stücken zerfallen. Möglicherweise wird dann unsere Sonne ebenfalls einen Ring mit Planetenresten um sich haben. Eines dieser Stücke könnte dann ein Teil unseres Heimatplaneten sein. Vielleicht…

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Ein Beitrag von Maria Steinrück. Quelle: NASA.

Nachdem erst in den vergangenen Wochen die Europäische Südsternwarte (ESO) die Entdeckung des ersten erdähnlichen Exoplaneten bekannt gab und CoRoT seinen ersten Exoplaneten fand, gibt es nun dank des Spitzer-Weltraumteleskopes neue Erkenntnisse über die Temperaturen zweier extrasolarer Planeten, HD 189733b und HD 149026b.
Bei beiden Planeten handelt es sich um sogenannte „Hot Jupiters“, zu denen etwa 50 der über 200 bekannten Exoplaneten gehören. Dieser Ausdruck kommt daher, dass es sich um Gasplaneten wie Jupiter handelt, die ihm in Größe und Masse ähneln, jedoch ihrem Stern viel näher und damit auch viel heißer sind. Die meisten von ihnen umkreisen ihre Sterne einmal innerhalb von zwei bis fünf Tagen. Aufgrund der extremen Nähe wirken auf diese Planeten sehr starke Gezeitenkräfte, die ihre Rotation vermutlich schon so stark abgebremst haben, sodass immer die gleiche Seite dem Stern zugewandt ist, so wie auch unser Mond der Erde immer die gleiche Seite zeigt. Dies nennt man auch gebundene Rotation.

Mit Spitzer können Astronomen die Infrarotstrahlung von Exoplaneten untersuchen und so Interessantes über die Atmosphären und Temperaturen dieser Planeten erfahren. Möglich ist das bei transitierenden Planeten, also Planeten, die von der Erde aus gesehen ständig vor ihrem Stern vorrüberziehen, hinter ihm verschwinden und dann wieder vor ihm auftauchen. Spitzer misst die Infrarotstrahlung sowohl während der Planet vor dem Stern ist, als auch während er von dem Stern verdeckt wird. Aus dem Unterschied ergibt sich dann die Wärmestrahlung, die der Planet selbst abgibt.

Heißester bekanntester Planet
Mit dieser Methode untersuchte ein Team aus Astronomen, angeführt von Joseph Harrington von der University of Central Florida in Orlando, den Planeten HD 149026b und machte dabei eine sensationelle Entdeckung: Die Temperatur des Planeten beträgt 2.038 Grad Celsius – damit ist der Planet sogar heißer als manche Sterne mit geringer Masse!

HD 149026b ist 256 Lichtjahre von uns entfernt und benötigt 2,9 Tage, um seinen Stern einmal zu umrunden. Er ist etwa so groß wie Saturn und damit der kleinste und dichteste transitierende Planet.

„Dieser Planet ist wie ein heißes Stück Kohle im Weltraum“, meinte Joseph Harrington. „Weil dieser Planet so heiß ist, glauben wir, dass sich die Hitze nicht ausbreitet. Die Tagseite ist sehr heiß und die Nachtseite wahrscheinlich viel kälter“, ergänzte er. Sein Kollege Drake Deming vom Goddard Space Flight Center der NASA sagte: „Dieser Planet ist abseits der Temperaturskala, die wir für Planeten erwarten.“

Vermutlich reflektiert der Planet kaum das Licht des Sternes, stattdessen absorbiert er das gesamte Licht, das ihn erreicht. Wenn er also alles Licht schluckt, ist er nicht nur der heißeste bekannte Planet, sondern auch der schwärzeste.

Erstmals Wärmeverteilung eines Exoplaneten gemessen
Bei einem anderen Planeten, HD 189733b, schaffte Spitzer etwas, was bisher noch nie bei einem extrasolaren Planeten gelang: Das Infrarotteleskop maß die Temperaturverteilung auf diesem Planeten. Aus diesen Daten konnten Astronomen dann eine „Wetterkarte“, d.h. eigentlich eine Karte, die die globale Wärmeverteilung zeigt, erstellen.

HD 189733b ist mit einer Entfernung von 63 Lichtjahren der unserer Erde am nächsten liegende bekannte transitierende Exoplanet. Daher ist es kein Wunder, dass er auch vor dieser Studie schon untersucht wurde. Er ist einer der zwei Exoplaneten, von denen bisher Spektraldaten gewonnen werden konnten. Für einen Umlauf um seinen Stern benötigt der Planet 2,2 Tage.

Während der Planet einmal um seinen Stern kreist, zeigt er uns seiner Position entsprechend unterschiedliche Seiten. Spitzer konnte so also den Planeten von allen Seiten aus beobachten und seine Temperatur dabei messen. Diese Daten wurden dann zu einer Karte mit der Temperaturverteilung des gesamten Planeten zusammengesetzt.

Die Temperaturen auf diesem Planeten sind relativ gleichmäßig: Auf der Nachtseite sind es etwa 650 Grad Celsius während die Temperatur auf der Tagseite ungefähr 930 Grad Celsius beträgt. Wenn man davon ausgeht, dass der Planet seinen Stern in einer gebundenen Rotation umkreist und daher immer die gleiche Seite des Planeten beschienen wird, ist das ein recht geringer Temperaturunterschied.

Die Astronomen vermuten deshalb, dass auf dem Planeten starke Winde herrschen, die für einen Wärmeausgleich sorgen. Diese Winde können Geschwindigkeiten von bis zu 9.600 Kilometern pro Stunde erreichen.

Der wärmste Fleck auf HD 189733b liegt interessanterweise nicht dort, wo der Stern im Zenit steht und auf dem Planeten Mittag ist, sondern 30 Grad östlich davon. Daraus schließen die Wissenschaftler, dass die starken Winde ostwärts wehen.

„Diese Hot Jupiters werden mit 20.000 Mal so viel Energie pro Sekunde wie Jupiter bestrahlt. Jetzt können wir sehen, wie die Planeten mit dieser Energie umgehen“, erklärte David Charbonneau vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: Spaceflight.

Mehr als 100 Planeten-Systeme rund um weit entfernte Sterne haben die Wissenschaftler bereits entdeckt. Sie fanden Giganten wie den Jupiter aber auch welche die äußerlich der Erde gleichen.

Die Erde, der uns einzige bekannte Ort wo Leben möglich ist. (Bild: Apollo 17) Wieviele der uns bekannten Planeten-Systeme haben erdähnliche Planeten? Mithilfe von Computern hat man ein Modell von uns bekannten Planeten-Systemen angefertigt und schätzten die Anzahl der erdähnlichen Planeten – diesen Bereich nennt man „bewohnbare Zonen“ – die sich weit genug vom Zentralgestirn (in unseren Fall die Sonne) entfernt sind, damit Leben möglich ist. Bekannt als sogenannte „Goldilocks“ sind Regionen in denen es zu heiß is damit Wasser existieren kann oder aber zu kalt.

Als potenzielle „Erde“ zählten die Wissenschaftler Planeten die zwischen 0.1 und 10fach soviel Masse haben als die Erde. Aufgrund der unterschiedlichen Umlaufbahnen die diese „Bewohnbaren Zonen“ haben glauben die Wissenschaftler das die erdähnlichen Planeten alle verschiedenste Vergangenheiten und Schicksale hinter sich haben.

In der Nähe von jupiterähnlichen Planeten steigt die Gravitation mehr an als in denen wo man erdähnliche Planeten vermutet.

Die Analyse zeigt das es in mehr als der Hälfte aller bekannten Planeten-Systeme einen erdähnlichen Planeten geben könnte und zwar am Rande der „Bewohnbaren Zonen“, die sich bereits seit einer Milliarde Jahren dort befindet.

Bewohnbare Monde
Die Wissenschaftler glauben das Monde die um große Planeten innerhalb der „Bewohnbaren Zonen“ liegen Leben ermöglichen. Jupiter, der größte Planet unseres Sonnensystems hat „nur“ vier bekannte Monde. Daraus kann man schließen das in entfernten Galaxien es noch mehr jupiterähnliche Planete mit viel mehr Monden geben kann, die womöglich die Größe und Masse haben als unsere Erde. Es gibt bestimmt viele bewohnbare Planeten und Monde, vielleicht sogar in unseren Sonnensystem, die wir noch nicht kennen. Solange wir sie nur aus der Weite betrachten können werden wir uns nie 100% sicher sein, stimmen die Wissenschaftler überein.

Der Beitrag Jagd nach zweiter Erde erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Raumfahrer.net Redaktion

Das 47 Ursae Majoris System war eines der ersten, in denen 1995 ein extrasolarer Planet entdeckt wurde. Die Begeisterung war groß, als die Genfer Astronomen in jenem Jahr den Planeten um den sonnenähnlichen Stern 51 Pegasi entdeckten, und kurz darauf ihre amerikanischen Kollegen um Geoffrey Marcy die Entdeckung von zwei weiteren Planeten um die Sterne 47 Ursae Majoris und 70 Virginis meldeten. Die Planeten um 51 Pegasi und 70 Virginis waren sehr ungewöhnlich: 51 Pegasi b war nur halb so schwer wie Jupiter und umkreiste seinen Stern auf einer sehr engen Bahn, auf der er nur wenige Tage für einen Umlauf braucht. 70 Virginis b hingegen war ein grosser Planet, der seinen Stern auf einer extrem elliptischen Bahn umläuft, die ihn mal nah heran, mal weit von ihm weg brachte.

Nur der neu entdeckte 47 UMa b war ein Planet, wie man ihn sich erhofft hatte. Mit einer Minimalmasse von 2.54 Jupitermassen war er nicht viel größer als Jupiter, und er umrundete seinen Stern auf einer weiten, annähernd kreisrunden Bahn. Seither ist 47 Ursae Majoris eines der wenigen Systeme geblieben, das sich direkt mit unserem eigenen Sonnensystem vergleichen lässt.

Später wurde ein zweiter Planet im System entdeckt, 47 UMa c. (Die Benennung der Planeten erfolgt analog zur Benenung von Begleitsternen: die Begleiter werden der Reihenfolge ihrer Entdeckung nach mit Buchstaben versehen.) Der zweite Planet hat eine Minimalmasse von 0.76 Jupitermassen.

Die Analogien zu unserem System sind offensichtlich. Auch wenn der grosse Planet (47 UMa b) seinen Stern in geringerem Abstand umkreist als unser Jupiter die Sonne (2.09 AU statt 5.2 AU (1 AU = Abstand Sonne-Erde = 150 Mio km)) und schwerer ist (2.54 Jupitermassen, mindestens), so gleichen sich Art und Ausdehnung der Bahn. Ausserdem gibt es, wie auch in unserem System, einen zweiten grossen Begleiter (bei uns Saturn), der den Stern in knapp doppelter Entfernung umkreist, (3.73 zu 2.09 AU im Vergleich zu 5.2 zu 9.54 AU) sogar das Massenverhältnis der zwei größten Planeten des Systems ist ähnlich: 3.34 mal schwerer ist 47 UMa b gegenüber 47 UMa c, und 3.24 mal ist Jupiter schwerer als Saturn.

Bei all den Ähnlichkeiten stellt sich natürlich auch die Frage, ob es in diesem System einen Planeten wie die Erde geben kann. Denn bei 47 UMa b und c handelt es sich mit Sicherheit um Gasriesen, die über keine feste Oberfläche und damit wahrscheinlich über kein Leben verfügen. Leben könnte, wenn überhaupt, nur auf einem näher an 47 UMa kreisenden, heute noch unbekannten erdähnlichen Planeten oder dann auf einem Mond der Gasriesen existieren. Ein Problem ist dabei, dass der Stern 47 UMa, der etwa die selbe Masse wie die Sonne hat (1.03 Sonnenmassen) auch dieselbe Lebenszone hat wie die Sonne. Das heisst, die Umlaufbahn eines möglichen erdähnlichen Planeten kann nicht einfach „redimensioniert“ werden. Ein Planet, auf dem lebensfreundliche Bedingungen herrschen, muss sich in etwa 1 AU Entfernung zum Stern befinden. In unserem System hat Jupiter die Bildung eines weiteren Planeten zwischen Mars und Jupiter verhindert (es blieb beim Asteroidengürtel), und es ist zu erwarten, dass bei 47 UMa das selbe geschehen ist. Neuere Untersuchungen haben nun aber ergeben, dass ein erdähnlicher Planet bei ungefähr 1 AU Entfernung druchaus existieren könnte, ohne von den Gravitationskräften von 47 UMa b aus der Bahn gedrängt zu werden.

Der Stern 47 UMa ist zwei Milliarden Jahre älter als die Sonne, also etwa sieben Milliarden Jahre alt. Er ist somit schon im letzten Drittel seines Lebens angekommen und wird in den nächsten zwei Milliarden Jahren stetig an Aktivität zunehmen. Damit verschiebt sich die „Lebenszone“ nach aussen, näher zum großen Begleiter hin, so dass es durchaus möglich wäre, dass auf einem seiner Monde eines Tages lebensfreundliche Bedingungen herrschen.

47 UMa b und 47 UMa c haben wohl mit ziemlicher Sicherheit Monde. Da 47 UMa b größer ist als Jupiter, könnte man vermuten, dass er auch grössere Monde hat. So wäre es durchaus möglich, dass ein Mond von der Grösse des Mars den Planeten umkreist, der dabei (wegen der mehr oder weniger ähnlichen Entfernung zum Mutterstern: 1.52 bei Mars und 2.09 bei 47 UMa b) ein ähnliches Klima aufweisen könnte wie unser Nachbarplanet.

Das Planetensystem von 47 UMa ist also mit Abstand dasjenige, welches unserem eigenen am nächsten kommt. Die Suche nach einem erdähnlichen Planeten muss, sobald die technischen Möglichkeiten dafür gegeben sind, unbedingt bei diesem vielversprechenden System ansetzen.

Der Stern 47 UMa befindet sich 13.3 Parsec (43.35 LJ) weit entfernt im Sternbild des großen Bären. Der Stern ist in klaren Nächten mit dem bloßen Auge sichtbar, er befindet sich unterhalb des Sternbilds „Grosser Wagen“.

Der Beitrag 47 Ursae Majoris – fast wie zuhause erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Karl Urban

Dr. Geoffrey Marcy, Astronomie-Professor an der Universität von Kalifornien, Berkeley, und Dr. Paul Butler von der Carnegie Institution of Washington, Washington, D.C, veröffentlichten kürzlich die Entdeckung eines Jupiter-ähnlichen Planeten, der sich um einen Sonnen-ähnlichen Stern bewegt – in etwa dem gleichen Abstand, in dem Jupiter unsere Sonne umkreist.
„Alle anderen extrasolaren Planeten, die bis heute gefunden wurden, bewegen sich sehr viel näher um ihren Zentralstern – und dies auf sehr viel stärker exzentrischen Bahnen. Dieser neue Planet umkreist seinen Stern etwa in der gleichen Entfernung wie Jupiter unsere Sonne umkreist,“ sagt Marcy.

Der Stern, 55 Cancri, liegt im Sternbild Krebs und war bereits dafür bekannt, einen Planeten zu besitzen, der 1996 von Butler und Marcy entdeckt wurde. Dieser Planet ist ein Gasriese kaum masseärmer als Jupiter und umkreist den Stern in 14,6 Tagen in einem Abstand von nur einem Zehntel der Erde-Sonne-Distanz.
Der zweite, neuentdeckte Planet von 55 Cancri aber umkreist den Stern in 13 Jahren in einer Entfernung von 5,5 AE (1 Astronomische Einheit (AE) = ~150 Mio. km; Abstand Erde-Sonne). Diese Werte sind denen des Jupiters sehr ähnlich (11,86 Jahre Umkreisungsperiode in einem Abstand von 5,2 AE). Die Masse des Planeten ist 3,5- bis 5-mal so groß wie die des Jupiters.

„Wir haben kein exaktes Ebenbild unseres Sonnensystems gefunden, das kreisähnliche Umlaufbahnen und Planetenmassen geringer der des Jupiters besitzt. Aber die Entdeckung zeigt, dass wir unserem Ziel näher kommen; wir sind in der Lage, Planeten zu finden, die weiter als 4 AE vom Zentralstern entfernt kreisen“, sagt Butler. „Ich denke, dass wir mehr von ihnen um die 1200 Sterne finden werden, die wir derzeit beobachten.“

Das Team teilt seine Daten mit Dr. Greg Laughlin, Assistenz-Professor der Astronomie und Astrophysik an der Universität von Kalifornien, Santa Cruz. Seine Berechnungen zeigen, dass Planeten mit erdähnlichen Massen zwischen den beiden Gasriesen stabile Umlaufbahnen besitzen können. Allerdings bleibt in absehbarer Zukunft die Existenz solcher Planeten um 55 Cancri noch Spekulation.

„Die Existenz von dem unseren ähnelnden Sonnensystemen lässt neue Projekte wachsen, die auch erdähnliche Planeten nachweisen können: Die erste Interferenzmessungs-Mission und der Terrestrial Planet Finder„, berichtet Dr. Charles Beichman, Programmchef des NASA-Origins (Ursprungs)-Programms am JPL (Jet Propulsion Laboratory) in Pasadena, Kalifornien.
„Dieses Planetensystem ist der beste Kandidat für direkte Fotoaufnahmen, wenn der Terrestrial Planet Finder in diesem Jahrzehnt gestartet wurde.“ sagt auch Dr. Debra A. Fischer in Berkeley.

Marcy, Butler, Fischer und ihr Team kündigten die Entdeckung 13 völlig neuer Planeten an, darunter der kleinste jemals entdeckte: Er umkreist den Stern HD49674 in einer Entfernung von 0,05 AE. Seine Masse beträgt 15 Prozent der des Jupiters und er ist somit 40mal so schwer wie die Erde. Dies erhöht die Gesamtzahl von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems auf über 90.

Der Beitrag Erdähnliche extrasolare Planeten erschien zuerst auf Raumfahrer.net.