Kepler 11 – ein Planetensystem an der Grenze zum Chaos

Kepler 11 – ein Planetensystem an der Grenze zum Chaos
Die Entdeckung eines Systems mit sechs Transitplaneten in Umlaufbahnen
kleiner als diejenige der Venus wirft Fragen nach der Stabilität des Systems auf.
Andererseits ist der Stern Kepler 11 mit acht Milliarden Jahren älter als die Sonne!
A
nfang Februar machte die NASA die
ó Der größte der Planeten (Kepler 11 e) ist
Pla­neten (Kepler 11 b) hat die zwei- bis
ers­ten vier Monate an Kepler-Daten
etwas größer als Uranus, hat aber nur 60
sechsfache Erdmasse und somit eine mitt-
der Öffentlichkeit zugänglich (siehe S. 24).
Prozent dessen Masse. Die geringe Dich-
lere Dichte, die mit derjenigen unseres
Gleichzeitig wurde die Entdeckung eines
te des Planeten deutet auf eine Hülle aus
Erdmonds vergleichbar ist. Es handelt sich
neuen Planetensystems um den Stern
Wasserstoff und Helium hin, die durch die
hier möglicherweise um einen erd­ähn­li­
Kep­ler 11 bekanntgegeben.
große Nähe zum Stern aufgeheizt wird.
chen Planeten mit einer festen Oberfläche.
Bereits im Sommer vergangenen Jah-
ó Kepler 11 e umkreist den Stern im nur
Für die Entstehung von Leben dürften die
res hatten Astronomen mit Kepler 9 ein
halben Merkurabstand. Der kleinste der
Bedingungen auf der Oberfläche von Kep-
Mehrfachsystem entdeckt, in dem zwei
sa­turn­gro­ße Planeten abwechselnd ihren Zentralstern bedecken. Die Um­lauf­
bah­nen dieser Planeten befinden sich in
einer 2:1-Resonanz, wobei zwei Umläufe
des inneren Planeten genauso lange dauern wie ein Umlauf des äußeren Planeten.
Da die Gravitation nicht nur zwischen
Stern und Planeten wirkt, sondern sich
Zum Nachdenken
Kepler: viele Planeten
D
er Satellit Kepler identifizierte bis-
Wie groß ist seine Entfernung d8 zur
lang 1265 Exoplaneten-Kandida­
Sonne? Das Entfernungsmodul lautet:
mK  MK  5 mag  lg(d8/10 pc).
die beiden Planeten auch gegenseitig an-
ten. Das Kepler-Team nennt sie Kuiper
ziehen, kommt es zu Bahnstörungen und
Ob­jects of Interest (KOI). Wegen des in
somit zu kleinen Unregelmäßigkeiten der
mehrfacher Hinsicht begrenzten Such-
Aufgabe 3: Das von Kepler überwachte
Durchgangszeiten vor dem Stern. Aus der
volumens von Kepler ist im gesamten
Feld besitzt entlang der Milchstraßen­
Größe dieser Störungen gelang es den As-
Milch­stra­ßensystem mit einer sehr gro­
ebene eine Ausdehnung von rund f 
tronomen abzuschätzen, dass die beiden
ßen Zahl an Exoplaneten zu rechnen.
10°. Welchen Bruchteil q an Sternen be-
Planeten 80 und 55 Erdmassen aufwei-
Diese soll hier grob abgeschätzt werden.
obachtet Kepler, wenn seine Reichwei-
sen müssen. Neben den Durchgängen die-
Der lichtschwächste Stern in der Ver-
te innerhalb der hier zunächst als dün-
ser beiden Planeten zeigen die Messungen
öffentlichung der 1265 Objekte ist KOI
ein weiteres, allerdings sehr schwaches Si-
ne Ebene gedachten Galaxis durch d8
definiert ist? Man nehme dazu an, die
gnal mit einer Periode von nur 1,6 Tagen.
824. Er hat im Farbsystem von Kepler
eine scheinbare Helligkeit von mK 
Erklärt man auch jenes Sig­nal durch einen
16,422 mag. Aus der angegebenen Tem-
Planeten, so muss er einen etwa 50 Prozent
peratur T824  4829 K und dem Radi-
größeren Durchmesser als die Erde und ei-
us R824  0,94 RA lässt sich durch Ver-
Aufgabe 4: Kepler erfasst mit seinem
ne Masse von weniger als sieben Erdmas-
gleich mit der Sonne (TA  5778 K) sehr
pyramidenförmigen Blick in die Gala­
sen haben.
schnell die Leuchtkraft L824 ermitteln.
xis nur einen Teil der vorhandenen
Gemäß dem Stefan-Boltzmann-Gesetz
Ster­ne. Zur Erfassung des gesamten
gilt: L824/LA  (R824/RA)2  (T824/TA)4 .
Vo­lu­mens werde dies mit einem ­Faktor
Kepler 11
Das neuentdeckte Planetensystem Kep-
Sterne in der Galaxis mit Radius rG 
15 kpc seien gleichmäßig verteilt.
zehn berücksichtigt. Dass es nicht nur
ler 11 enthält gleich sechs Planeten, die ei-
Aufgabe 1: Welche absolute Helligkeit
Transitplaneten gibt, korrigiere man
nen sonnenähnlichen Stern umkreisen,
V824 besitzt der Stern, wenn diejenige
und in regelmäßigen Abständen vor dem
der Sonne VA  4,83 mag beträgt? Den
mit einem Faktor hundert. Welche Planetenzahl N lässt sich erwarten? AMQ
Stern durchlaufen. Wieder ließ sich aus
Zusammenhang zwischen der LeuchtIhre Lösungen senden Sie bitte bis zum
der Stärke der Abschattung die Größe der
kraft und der Helligkeitsdifferenz DM
Planeten bestimmen, und aus den Unre-
 VA  V824 vermittelt die Gleichung
15. April 2011 an: Redak­tion SuW – Zum
gelmäßigkeiten der Durchlaufzeiten die
DM  5 mag  lg(L824/LA).
Nach­denken, Max-Planck-Institut für
As­tro­no­mie, Kö­nigstuhl 17, D-69117 Hei­­
Masse der Planeten. Dabei gab es mehrere
Überraschungen:
Aufgabe 2: Bei der Transformation in
del­berg. Fax: 06221 528246.
ó Die neugefundenen Planeten weisen
das Farbsystem von Kepler gilt für den
nur den doppelten bis vierfachen Durch-
Stern KOI 824: MK  V824  0,157 mag.
Einmal im Jahr werden unter den erfolg­­
reichen Lösern Preise verlost: siehe S. 109
messer der Erde auf (siehe Grafik S. 28).
www.astronomie-heute.de
April 2011
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