Transit-Methode

Neuer Suchalgorithmus findet 18 erdgroße Exoplaneten

Neuer Suchalgorithmus findet 18 erdgroße Exoplaneten

Durch eine Verbesserung des Suchalgorithmus der Transit-Methode haben Wissenschaftler 18 Exoplaneten entdeckt. Einer dieser Himmelskörper befindet sich in der habitablen Zone und könnte so über flüssiges Wasser, also die Grundlage des Lebens verfügen. 

Göttingen (Deutschland). Derzeit sind etwa 4.000 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems bekannt, von denen die meisten Gasriesen wie Neptun und Jupiter sind. Deutscher Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts (MPS) für Sonnensystemforschung, der Sternwarte Sonneberg und der Georg-August-Universität Göttingen haben nun mit einer neuen Methode Daten vom Weltraumteleskopen Kepler erneut ausgewertet und dabei 18 etwa erdgroße Exoplaneten entdeckt.

Der kleinste der neu entdeckten Exoplaneten ist um etwa ein Drittel kleiner als die Erde, der größte der neu entdeckten Exoplaneten ist mehr als doppelt so groß. Bisher bekannte Exoplaneten waren in den meisten Fällen um ein vielfaches größer als unser Heimatplanet.

Schwankungen der Helligkeit verraten Exoplaneten

Zur Entdeckung der 18 bisher unbekannten Exoplaneten haben die Wissenschaftler die sogenannte Transit-Methode genutzt, die Schwankungen in der Helligkeit des Sternenlichts untersucht. Die Ergebnisse wurden in zwei Aufsätzen im Fachmagazin Astronomy & Astrophysics veröffentlicht (Transit least-squares survey 1 sowie Transit least-squares survey 2). Bisher waren die bei dieser Suchmethode genutzten Algorithmen nicht empfindlich genug, um zuverlässig erdgroße Himmelskörper zu erkennen. Von den über 4.000 bereits entdeckten Planeten waren 96 Prozent größer als die Erde.

Wie René Heller von MPS für Sonnensystemforschung erklärt, „sucht die Methode nach sprunghaften Helligkeitsabfällen.“ In der Realität sind die Helligkeitsschwankungen aber fließend. Sterne erscheinen am Rand etwas dunkler als in ihrem Zentrum. Planeten, die vor einem Stern vorbeiziehen, blockieren anfangs nicht sein komplettes Licht. Erst wenn der Transit zur Hälfte beendet ist, erscheint der Stern am dunkelsten um anschließend wieder in einem fließenden Übergang heller zu leuchten.

Realistischerer Helligkeitsverlauf genutzt

Um die Empfindlichkeit der Suchmethode zu verbessern haben die Wissenschaftler statt der sprunghaften Helligkeitsverläufe, die zuvor genutzt wurden, einen realistischer Helligkeitsverlauf mit fließenden Übergängen genutzt. Bisher konnte zwischen dem Rauschen der Messinstrumente und dem Helligkeitsabfall durch einen kleinen Exoplaneten kaum unterschieden werden. Kleine Schwankungen sind zwar bei der Suche nach großen Exoplaneten nicht relevant, die nun entdeckten kleinen Himmelskörper konnten aber nur gefunden werden, da der neue Algorithmus auch feine Unterschiede erkennt.

Die verbesserte Transit-Methode wurde mit Daten der zweiten Phase der Kepler-Mission erprobt. Eine erneute Untersuchung von 517 Sterne, bei denen zuvor bereits große Planeten mit der alten Entwicklungsstufe der Transit-Methode gefunden wurden, erbrachte den Nachweis der 18 neuen Exoplaneten.

Exoplanet in der habitablen Zone

Kai Rodenbeck vom MPS erklärt, dass „in den meisten von ihnen untersuchten Planetensysteme die jetzt gefundenen Planeten die kleinsten sind.“ Die Umlaufbahnen der neu entdeckten Exoplaneten liegen in den meisten Fällen näher am Stern, als bei den zuvor entdeckten größeren Planeten. Die Oberflächentemperatur liegt aufgrund des geringen Abstands bei deutlich über 100 Grad Celsius, in einigen Fällen werden sogar bis zu 1.000 Grad erreicht.

Bei einem der 18 Exoplaneten liegt die Umlaufbahn aber auch in der habitablen Zone, deren Temperatur das Vorkommen von flüssigen Wasser ermöglicht und somit die Grundvoraussetzung für die Entstehung von Leben bietet.

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