Autor: Star-Light, Quelle:NASA.

Die Zahl der durch Kepler entdeckten und verifizierten Exoplaneten hat sich damit mit einem Schlag mehr als verdoppelt, sagte die Chefwissenschaftlerin Ellen Stofan am NASA Hauptquartier in Washington.

Diese Aussage basiert auf einer neuen statistischen Analysemethode, die auf viele Datensätze gleichzeitig angewendet werden kann, erklärte Timothy Morton von der Princeton University (New Jersey), Hauptautor eines Fachartikels in der Zeitschrift „The Astrophysical Journal“.

Als Datenbasis diente ein Katalog mit 4.302 Planetenkandidaten, die das Kepler Weltraumteleskop bis Juli 2015 entdeckt hat. Für 1.284 Kandidaten ist die Wahrscheinlichkeit größer als 99% ein Planet zu sein, dies ist die minimale Voraussetzung um den Status „Planet“ zu bekommen.

1.327 weitere Kandidaten sind demnach höchstwahrscheinlich Planeten. Hier sind weitere Studien notwendig, um ihre Existenz endgültig zu bestätigen. Bei den verbliebenen 707 Kandidaten handelt es sich wahrscheinlich um andere astrophysikalische Phänomene. In 984 Fällen wurden die Kandidaten bereits durch andere Techniken bestätigt.

„Vor dem Start des „Kepler-Weltraumteleskopes“ wussten wir nicht, ob extrasolare Planeten in unserer Galaxie selten oder häufig sind. Dank Kepler und der wissenschaftlichen Gemeinschaft wissen wir nun, dass es mehr Planeten als Sterne geben könnte“, sagte Paul Hertz, Leiter des Bereiches Astrophysik der NASA.

Allein 550 der neu entdeckten Planeten könnten Gesteinsplaneten sein, so wie die Erde oder der Mars. Neun der Planeten befinden sich in der sogenannten habitablen Zone. Als habitale Zone bezeichnet man einen Bereich um eine Sonne, in der auf einer Planetenoberfläche flüssiges Wasser existieren kann, was man als eine wichtige Voraussetzung für Leben betrachtet.

Insgesamt wurden mit Hilfe von Kepler bis dato 21 Planeten in der habitablen Zone eines Sterns bestätigt. Ob es dort aber tatsächlich Leben gibt, kann Kepler nicht feststellen.

Vier Jahre lang beobachtete das Weltraumteleskop einen einzelnen Ausschnitt des Himmels, um den kleinen erkennbaren Abfall der Helligkeit eines Sterns zu messen, wenn ein Planet vor ihm vorüberzieht. Man bezeichnet diese Technik als „Transitmethode“.

Die gleiche Methode wird ab dem Jahre 2018 wieder benutzt werden, wenn der neue Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA zum Einsatz kommt. Dieser soll gleich 200.000 helle, nahe gelegene Sterne beobachten, um Planeten von der Größe der Erde oder einer Super-Erde zu finden.

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• Exoplaneten
• Exoplaneten in habitabler Zone

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Ein Beitrag von Ralf Mark Stockfisch. Quelle: http://astro.univie.ac.at. Vertont von Peter Rittinger.

Welche physikalischen Bedingungen müssen im Umkreis von jungen Sternen und Planeten herrschen, damit dort Leben entstehen kann? Wie wirken Sterne, Sternwinde, Gas- und Staubscheiben, Magnetfelder und Planetenatmosphären zusammen, um die essentiellen Moleküle und Wasser zu bilden und auf die Planeten zu bringen? Welches sind die frühesten Phasen, in denen man in der Sternumgebung schon lebensfreundliche oder lebenserhaltende – sogenannte habitable – Zonen finden kann, und wie verändern sich diese im Laufe der Zeit? Diesen fundamentalen astrophysikalischen Voraussetzungen geht das Forschungsnetzwerk unter Gesamtleitung von Prof. Dr. Manuel Güdel, Leiter des Instituts für Astronomie der Universität Wien, nach. In sechs Teilprojekten werden stellare und planetare Bedingungen untersucht. „Wir suchen nicht nach Leben im All an sich, sondern nach den physikalischen und chemischen Voraussetzungen dafür – von der Stern- und Planetenentstehung bis zum Transport von Wasser“, erklärt Güdel, der sich sicher ist, dass im Universum außer uns noch Leben existiert: „Es wäre doch seltsam, wenn das nicht auch irgendwo anders passiert wäre.“

Die Wissenschafter interessieren sich besonders dafür, wie sich Habitabilität in den frühesten, widrigen Zeiten des Sonnensystems entwickelt hat, als die Sonne tausend Mal kräftigere Röntgenstrahlung und dutzende Male stärkere Ultraviolettstrahlung als heute aussandte. Damals wehten viel stärkere Sonnenwinde, und die Erdatmosphäre war völlig anders zusammengesetzt. Aber auch extreme Bedingungen in extrasolaren Planetensystemen, etwa auf Planeten in sehr kleiner Entfernung vom zentralen Stern, werden unter die Lupe genommen. Heute sind über 700 extrasolare Planeten bekannt, die unter mannigfachen Bedingungen ihre Bahn um andere Sterne ziehen. Dabei hat sich in letzter Zeit gezeigt, dass Planeten sich gerade auch in Doppel- oder Mehrfachsternsystemen bilden – die häufigste Konfiguration, in der Sterne im Universum vorkommen. Gibt es in solchen Sternsystemen stabile, habitable Planeten? „Ganz besonders interessiert mich dabei die Frage nach den Voraussetzungen für die Entstehung von Leben – angefangen bei der Chemie in protoplanetaren Scheiben bis hin zur Bestrahlung von Planetenatmosphären“, meint Güdel.

Das Großprojekt widmet sich mit neuen Methoden bisher unangetasteten Forschungsgebieten. Sowohl astronomische Beobachtungen wie auch modernste numerische Simulationen und theoretische Studien werden in internationaler Kooperation untersuchen, wie junge protoplanetare Scheiben sich über mehrere Millionen Jahre chemisch und thermisch entwickeln; Modellrechnungen werden zeigen, wie und wo sich Wasser und organische Moleküle entwickeln und in die „habitablen“ Zonen transportiert werden. Ein besonderes Augenmerk richtet das Projektteam auf den zentralen Stern, der einerseits die Hauptenergiequelle für die thermochemischen und physikalischen Prozesse darstellt, sich aber im Laufe der Zeit auch selbst stark weiterentwickelt. Seine magnetische Aktivität, seine Hochenergiestrahlung und sein Sternwind beeinflussen die Hochatmosphären und Magnetosphären der Planeten wesentlich und können sogar zur Erosion massiver Atmosphären führen. Diese Prozesse werden spezifisch mit numerischen Simulationen des planetaren Atmosphären-Magnetosphären-Systems unter Berücksichtigung der äußeren Strahlung weiter untersucht.

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: UniverseToday.

Eines der größten Ziele der Astronomie ist das Finden oder das Nachweisen von Leben außerhalb unserer Erde. Ein Ansatz für das Auffinden von möglichen Lebensräumen ist das aktive Suchen nach Sauerstoff in einer Planetenatmosphäre. Findet man Sauerstoff in der Atmosphäre eines Planeten, so ist es um einiges wahrscheinlicher, dass sich auf diesen Planeten einmal Leben formen kann oder bereits geformt hat. Sauerstoff wird derzeit als eine der Grundvoraussetzung für Leben gehandelt.

Um weit entfernte Atmosphären von Planeten untersuchen zu können, benötigt man große Teleskope, deren Sicht nicht von der schmutzigen Erdatmosphäre getrübt wird. Auch das Auffangen von Licht eines weit entfernten Planeten benötigt schon sehr gute Teleskope. Ein sehr gutes Teleskop müsste ungefähr 30 Meter groß sein und natürlich in den Weltraum gebracht werden. Da es jedoch absolut unfinanzierbar ist, für jede wichtige Lichtwellenlänge (Infrarot, sichtbares Licht, Ultraviolett) so ein großes Teleskop zu bauen und in den Weltraum zu befördern, hat man gelernt, Daten von vielen kleineren Teleskopen zu kombinieren. Dies nennt man zusammen dann ein „Interferometer“. Solche Interferometer gibt es aber nicht nur im Weltraum. Diese Technik wird auch auf der Erde eingesetzt, und mit ihr kann man den Nachteil der erdgebundenen Teleskope – eben durch die Erdatmosphäre blicken zu müssen – größtenteils kompensieren. Leider kann man diesen Nachteil aus physikalischen Gründen nicht komplett kompensieren. Die bekanntesten Interferometer auf der Erde sind die beiden Keck-Teleskope auf Hawaii. Sie sind genau 85 Meter von einander entfernt, jedoch selbst nur mit je einem 10 Meter großen Spiegel ausgestattet. Mit der Kombination beider Daten kommen sie aber auf eine Leistungsfähigkeit eines 85-Meter-Teleskops. Aber leider haben diese Teleskope mit der verunreinigten Erdatmosphäre schwer zu kämpfen – ein Nachteil der, wie bereits erwähnt, nicht zu kompensieren ist.

Die besten Interferometer gibt es natürlich im Weltraum. Die NASA und die ESA arbeiten an mehreren kleineren Observatorien, die im Weltraum gemeinsam arbeiten und deren Daten auch kombiniert werden sollen. Dabei sollten die Raumsonden in Formation um die Erde fliegen, um dasselbe Zielgebiet gleichzeitig aus unterschiedlichen „Augen“ zu beobachten. Sie schließen ihre Daten zusammen und agieren dann wie ein großes Allround-Teleskop. Ohne die Erdatmosphäre arbeiten die Kamerasysteme dann in ungeahnten Qualitätshöhen.

Man kann natürlich mehrere kleinere Teleskope in einem vereinigen. Genau dies plant die NASA mit dem Terrestrial Planet Finder (TPF). Er wird aus etwa drei bis vier kleineren Teleskopen bestehen, die das Licht in verschiedenen Lichtwellenlängen einfangen. Dann wird es ein extra Gerät geben, das alle Daten zusammenfasst und dann die Auswertung vornimmt – sozusagen ein Interferometer in einem Gehäuse. Dies ist natürlich extrem effektiv. Mit einem solch effektiven Observatorium kann man locker erdähnliche Planeten auch in Erdgröße um andere Zentralsterne finden.
Unglücklicherweise wurde der Bau der Raumsonde TPF auf Eis gelegt – ein Teil der Budgetkürzungen bei der NASA. Hoffentlich wird die Mission nicht ganz gestrichen. Aber nicht nur die NASA ist in der Interferometer-Produktion führend. Auch die ESA hat es sich zum Ziel gemacht, ein derartiges Allround-Teleskop zu bauen – die ESA nennt es Darwin. Nur wird Darwin etwas kleiner als der TPF sein, denn er hat nur drei Teleskope zu je drei Metern. Allerdings werden die Daten nicht in einem eigenen Instrument zusammengefasst, sondern in einem extra Teleskop. So dürfte Darwin in der Lage sein das Licht von einem zentralen Stern um den Faktor von Millionen oder gar Milliarden zu verdunkeln. So werden dunklere Objekte in der Nähe von Sternen nicht durch deren Licht überblendet und endlich sichtbar.

Die ESA hat gemeinsam mit der ESO bereits Erfahrung bei der Konstruktion von Interferometern. Das Very Large Telescope (VLT), welches aus vier 8-Meter-Teleskopen und mehreren kleineren Teleskopen besteht, ist bereits seit längerer Zeit erfolgreich im Betrieb. Unter anderem arbeiten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg derzeit an einem Instrument für das VLT namens CHEOPS, das ebenfalls Planeten in anderen Sonnensystemen aufspüren und verschiedene chemische Elemente in ihrer Atmosphäre identifizieren soll.
Darwins Start ist für 2015 geplant. Darwin wird in der Lage sein, Planeten in Erdgröße um weit entfernte Sterne zu entdecken. Auch die Techniker und Forscher bereiten sich auf allgebundene Interferometer vor. Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und die ESA arbeiten bereits an verschiedenen Konfigurationen für Darwin oder den TPF.

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Autor: Michael Stein, bearbeitet von Star-Light, Quelle: Anglo-Australian Observatory .

Der mit Hilfe des Anglo-Australian Observatory in Australien entdeckte neue Planet hat eine Masse von ungefähr 1,2 Jupitermassen und umkreist den im südlichen Sternbild Kranich gelegenen Stern Tau 1 Gruis (HD216435) in einem annähernd kreisförmigen Orbit in einer Entfernung von rund 2,6 AE (= Astronomische Einheit). Diese Entfernung entspricht der Distanz zur Sonne, in der sich der zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter befindliche Asteroidengürtel um unser Zentralgestirn dreht. Die Anzahl der bis heute entdeckten so genannten extrasolaren Planeten erhöht sich durch den neuen Planeten auf 102.
 
Die wachsende Anzahl von bekannten extrasolaren Planeten ermöglicht es den Wissenschaftlern mittlerweile, bestimmte Muster bei ihren Eigenschaften zu erkennen. „Als wir [mit der Suche] begannen fanden wir Planeten, die sich sehr nahe bei ihrem Heimatstern befinden“, so der Wissenschaftler Chris McCarthy, Mitglied des Planetensuchteams. „Aber mit zunehmendem Fortschritt des Planetensuchprogramms finden wir mehr weiter entfernt gelegene Planeten in beinahe kreisförmigen Umlaufbahnen. Das bedeutet, dass wir dabei sind, mehr unserem eigenen Sonnensystem ähnliche Planetensysteme zu entdecken.“
 

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