Kepler – ein Satellit auf der Suche nach Planeten

Kepler – ein Satellit auf
der Suche nach Planeten
Kepler ist ein Weltraumteleskop
der NASA, das im März 2009
gestartet wurde, um nach
Exoplaneten zu suchen.
Inhaltsverzeichnis
1. Was sind Exoplaneten
2. Weltraumteleskop Kepler
3. Die Mission
4. Kepler Entdeckungen
5. Satellit Kepler
6. Kepler Team und Auszeichnungen
7. Quellen
1. Was sind Exoplaneten?
Ein extrasolarer Planet, kurz Exoplanet, ist ein Planet außerhalb des vorherrschenden
gravitativen Einflusses der Sonne.
Extrasolare Planeten gehören also nicht dem Sonnensystem an, sondern einem anderen
Planetensystem und umkreisen einen anderen Stern
2.1 Namensgeber: Johannes Kepler
Benannt wurde das Teleskop nach dem deutschen Astronomen Johannes Kepler,
der als erster die Gesetzmäßigkeiten der Planetenumlaufbahnen erkannte.
2.2 Biographie Johannes Kepler
* 27. Dezember 1571 in Weil (Württemberg) als Lutheraner
- Entdeckung: Die Umlaufbahn des Mars ist eine Ellipse
- 1609 Veröffentlichung der ersten beiden Gesetze (Astronomia Nova)
- 1619 Veröffentlichung des dritten Gesetzes (Harmonices Mundi)
+ 1630 in Regensburg
Bei der so genannten Transitmethode sucht man nach Planeten, die sich – von der Erde aus
gesehen – zwischenzeitlich vor ihr Zentralgestirn schieben. Dabei verdeckt der Planet den
Stern und Helligkeit des Sterns fällt während dieser Zeit ab. Dieser Helligkeitsabfall lässt
sich beobachten. Doch ein Transit allein reicht nicht, um mit Sicherheit einen Planeten zu
entdecken. Schließlich können noch andere Phänomene bei einem Stern einen Helligkeitsabfall verursachen: z. B.: Sonnenflecken.
Tatsächlich benötigt man drei periodisch auftretende Helligkeitsminima, bevor man mit
Sicherheit von einem Planeten sprechen kann.
Genau diese Methode wird beim Satellit Kepler verwendet.
Die Kepler Mission wurde über mehrere Jahrzehnte entwickelt, um
Antworten auf verschiedene Fragen zu erhalten
Die Herausforderung bestand nun darin, Planet zu finden, vor allem
diejenigen, in der bewohnbaren Zone ihrer Sterne, wo flüssiges Wasser
und möglicherweise Leben existieren könnte.
Die Kepler-Mission, NASA Discovery-Mission Nr. 10, wurde speziell
entwickelt, um einen Teil unserer Region der Milchstraße zu vermessen
und um Dutzende von Erde-size Planeten in oder nahe der bewohnbaren
Zone zu entdecken und zu bestimmen.
Das wissenschaftliche Ziel der Kepler-Mission ist es, die
Struktur und die Vielfalt der Planetensysteme zu erforschen.
Start der Mission:
7. März 2009
Auftraggeber:
NASA
Startrampe:
Cape Canaveral LC 17 B
Kosten des Teleskops:
600 Mio. US-Dollar
15 August 2013
Endgültige Einstellung der Kepler-Mission
seit 25 November 2013
wird getestet, ob Kepler stabilisiert und vielleicht wieder einsetzbar
gemacht werden kann
4. Kepler Entdeckungen
Beobachtete Planetenkandidaten 2009 – 2013
Gesamt:
2740
Erdgröße:
351
Super-Erden:
816 (davon 5 innerhalb der habitablen Zone)
Neptungröße:
1290
Jupitergröße:
202
größer als Jupiter: 81
(Stand: 7 Januar 2013 www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news)
4.1 Eine kleine Auswahl wichtiger Entdeckungen
System
Planet
Datum
Bemerkung
Kepler-4
Kepler-10
Kepler-11
Kepler-78
Kepler-186
Kepler-4b
Kepler-10b
Kepler-11b-g
Kepler-78b
Kepler-186f
2010
2011
2010
2014
2014
Erste Entdeckung der Kepler Mission
Damals kleinster Gesteins(exo)planet
Stern mit mindestens 6 Exoplaneten 3-facher Transit
Annähernd erdgroßer Exoplanet
Erdähnlicher Planet
Planetensystem KOI 351
Kepler 4 b
Kepler 4b war einer der ersten fünf Entdeckungen der Mission.
Er ist ein Exoplanet im Sternbild Draco, und umläuft seinen Zentralstern mit einer Periode
von 3,234 Tagen. Sein Radius und seine Masse entsprechen etwa den Werten des Planeten
Neptun.
Kepler 10 b
Kepler 10b ist der erste felsige Exoplanet, der von der Mission Kepler entdeckt wurde.
Er umkreist einen sonnenähnlichen Stern und erreicht mit rund 18 000 Kilometer den 1,4-fachen
Durchmesser der Erde.
Kepler 10b wendet seinem Zentralgestirn immer die gleiche Seite zu, er rotiert gebunden. Das heißt, er
benötigt für eine Rotation um seine Achse genau so lange wie für einen Umlauf um seinen Stern.
Wegen der großen Nähe zum Zentralgestirn dürfte die Temperatur bis zu 1400 Grad Celsius betragen,
Somit ist dieser Exoplanet für Leben wie wir es kennen, denkbar ungeeignet
Kepler 11 b – g
Das neuentdeckte Planetensystem Kepler 11 enthält gleich sechs Planeten, die einen sonnenähnlichen
Stern umkreisen, und in regelmäßigen Abständen vor dem Stern durchlaufen. Aus der Stärke der
Abschattung lässt sich die Größe der Planeten bestimmen, und aus den Unregelmäßigkeiten der
Durchlaufzeiten die Masse der Planeten. Dabei gab es mehrere Überraschungen.
Die neugefunden Planeten weisen nur den doppelten bis vierfachen Durchmesser der Erde auf.
Der größte der Planeten Kepler 11e ist etwas größer als Uranus, hat aber nur 60 % dessen Masse.
Die geringe Dichte des Planeten deutet auf eine Hülle aus Wasserstoff und Helium hin, die durch
die große Nähe zum Stern aufgeheizt wird.
Im Planetensystem Kepler 11 geht es sehr gedrängt zu, da sich die einzelnen Bahnen der Planeten
gegenseitig beeinflussen, könnte dies zu einem Zusammenstoß zweier Planeten führen.
Aufgrund dessen gibt keine langfristige Stabilität diese Systems.
Kepler 78 b
Nicht sehr einladend sind die Bedingungen auf dem annähernd erdgroßen Exoplaneten Kepler-78b, der
sein Zentralgestirn in nur 8,5 Stunden umrundet: Seine Oberfläche dürfte zwischen 2000 und 3000 Grad
Celsius heiß sein.
Mit einer Umlaufperiode von 8,5 Stunden ist Kepler-78b der derzeitige Rekordhalter für die kürzeste
Jahreslänge.
Aus den Messergebnissen ergibt sich, dass Kepler-78b ein Felsplanet aus Silikatgesteinen ähnlich wie die
Erde sein muss, er ist somit kein Gasplanet.
Durch die extrem hohe Bestrahlung durch den Stern in dessen unmittelbarer Nähe ist die Oberfläche
geschmolzen. Der ganze Planet dürfte somit eine glühende Lava Hölle sein und ist deswegen für Leben,
wie wir es kennen, denkbar ungeeignet.
Kepler 186 f
Der erdgroße Planet mit der Katalognummer Kepler 186f gehört zu einem rund
490 Lichtjahre entfernten Sonnensystem und ist der äußerste von fünf Planeten,
die das Weltraumteleskop „Kepler“ dort erspäht hat. Den Daten zufolge hat der
Planet Kepler-186f einen nur etwa zehn Prozent größeren Durchmesser als die
Erde. Dies ist der erste eindeutig erdgroße Planet, der in der bewohnbaren Zone
eines anderen Sterns gefunden wurde und hat somit die Voraussetzungen für
etwaiges Leben.
Planetensystem KOI 351
Das Weltraumteleskops Kepler stieß auf bis zu sieben Planetenkandidaten, die den Stern KOI 351
umrunden. Sollte sich dieser Fund mittels nachfolgender Untersuchungen bestätigen lassen, so wäre
KOI 351 derjenige Stern, der von den meisten Planeten umrundet wird, die einen Transit ausführen.
KOI 351 wäre ein überaus kompaktes System, denn alle sieben möglichen Planeten umkreisen ihren Stern
innerhalb eines Erdbahnradius.
Derzeit muss bei allen sieben Planeten noch von Kandidaten gesprochen werden, denn bislang war es den
Astronomen nicht möglich, ihre Existenz mittels anderer Messverfahren zu bestätigen. Dies drückt sich
auch in der Bezeichnung "KOI" aus, sie steht für "Kepler Object of Interest". Damit bezeichnen die
Astronomen Sterne, die bei der automatischen Auswertung von Messdaten des Weltraumobservatoriums
Kepler auffielen und weiterer Untersuchungen wert sind. Erst wenn Nachforschungen die KOI-Objekte
bestätigen, erhalten diese eine endgültige Bezeichnung der Form "Kepler-xyz".
Die Anordnung der Planetenkandidaten erinnert sehr stark an unser Sonnensystem:
4.2 Die ersten graphischen Ergebnisse
5.1 Technische Beschreibung
Das 1038 Kilogramm schwere und knapp fünf Meter hohe Teleskop
mit einem Photometer hat eine Öffnung von 0,95 m.
5.2 Aufbau des Raumschiffes
und Photometers
Riesige Datenmengen werden im Bordrechner
des Weltraumteleskops gespeichert und einmal
monatlich zur Bodenstation auf der Erde
übertragen
6. Kepler Team und Auszeichnungen
6.1 Team
So eine Mission mit so vielen neuen wissenschaftlichen Entdeckungen, kann nur erzielt werden, durch
eine perfekte Zusammenarbeit und Teamfähigkeit verschiedener Gruppen aus unterschiedliche Ländern.
(Co-Ermittler, Wissenschaftsarbeitsgruppe, Wissenschaftler)
Der Hauptinvestor: William Borucki,
NASA Ames Research Center
Moffett Field, CA
6.2 Die wichtigsten Auszeichungen der letzten Jahre
28. April 2013 Henry Draper – Medaille
2012 Nelson P. Jackson Luft- und Raumfahrt-Award
durch National Space - Club
7. Quellen
-
7. Quellen
- Kepler.nasa.gov
- Spiegel online
- Kepler
discoveries
- Satellit „Kepler“ Suche nach Erde II –Wissen
Süddeutsche.de
- Der Satellit Kepler ist ein Welten-Späher
Badische Zeitung.de
- Straubinger Tagblatt „Kepler erspäht Planeten“
- Straubinger Tagblatt „E – wie Exoplaneten“
- Spektrum der Wissenschaft (Zeitschrift) Ausgabe 4/2011
- Spektrum der Wissenschaft (Zeitschrift) Ausgabe 1/2014
- Bild.de
- Astronomie – heute.de