Weltraumteleskop Kepler – die ersten vier Monate
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Leier Das am 6. März 2009 gestartete Satelliten- Schwan observatorium Kepler trägt ein Teleskop mit 95 Zentimeter Öffnung. Mit seiner Peter Wienerroither / NASA / SuW-Grafik Detektoranordnung aus 42 CCD-Detektoren überwacht er permanent rund 156 000 Sterne nahe der Ebene der Milchstraße auf der Jagd nach Transitplaneten, die sich durch kleine periodische Helligkeitsänderungen verraten. Das hier auberginenfarben markierte Feld zwischen den Sternbildern Schwan, Leier und Drache umfasst einen Raumwinkel von 105 Quadratgrad. Weltraumteleskop Kepler – die ersten vier Monate Die Bilanz ist erstaunlich. Mehr als 1200 Exoplaneten-Kandidaten identifizierten die Forscher der Kepler-Mission in den während der ersten 128 Tage gesammelten Daten. Zwei besonders spektakuläre Funde gaben sie im Februar bekannt: Kepler 10 wird von einem Felsplaneten nicht viel größer als die Erde umrundet (siehe S. 26) und Kepler 11 besitzt sogar sechs Transitplaneten (siehe S. 27). D ie Zahlen klingen beeindruckend, der Sternbilder Schwan und Leier. Es hält das heißt, ihre Durchmesser betragen welche die US-Raumfahrtbehörde dabei mehr als 156 000 Sterne unter dau- um 13 000 Kilometer. Weitere 288 können NASA am 2. Februar 2011 präsentierte: In ernder Beobachtung und sucht nach ge- zu den Super-Erden gezählt werden, ihre den Messdaten der Kepler-Mission aus ringen Helligkeitsschwankungen. Durchmesser betragen das 1,25- bis zwei- dem viermonatigen Zeitraum zwischen Wird ein Stern von einem oder mehre- fache der Erde. Mehr als die Hälfte der dem 12. Mai und dem 17. September 2009 ren Exoplaneten begleitet, deren Bahnen Exoplanetenkandidaten, genauer 662, sind finden sich Hinweise auf 1235 mögliche zufälligerweise so ausgerichtet sind, dass halb so groß oder etwas größer als Neptun Exoplaneten. Die NASA-Forscher schätzen, der oder die Planeten von uns aus gesehen und Uranus in unserem Sonnensystem, dass sich davon durch nachfolgende Un- regelmäßig vor ihrem Stern herläuft be- die je etwa 50 000 Kilometer Durchmesser tersuchungen rund 80 Prozent als real he- ziehungsweise -laufen, so äußert sich dies aufweisen. 165 der neuen Planeten gehö- rausstellen werden. Derzeit sind 527 Exo- in einer periodischen, geringfügigen Hel- ren zu den Gasriesen, sie sind mindestens planeten bekannt, die 439 verschiedene ligkeitsschwankung. Sie kann, je nach Grö- halb so groß wie Jupiter (143 000 Kilome- Sterne umrunden. 15 von ihnen wurden ße des verdeckenden Körpers, zwischen ter) oder noch größer. mit Kepler entdeckt. einem oder zwei Prozent bis hinab zu we- Besonders interessant ist die Tatsache, In den Daten von Kepler stecken aber nigen Promille betragen. Ist dann der dass sich 54 der neuen Planeten in der le- noch mehr Informationen. Da Kepler mit Spektraltyp des jeweiligen Zentralgestirns bensfreundlichen Zone um ihre Zentralge- der Transitmethode arbeitet, lassen sich bekannt, so lassen sich daraus die Größen stirne befinden. Sie umrunden ihre Sterne Aussagen über die Größe der beobachte- von Stern und bedeckendem Planeten ab- also in einem solchen Abstand, bei dem ten Exoplaneten treffen. Das Weltraumte- leiten. ihre Oberflächentemperaturen die Anwe- leskop Kepler beobachtet dafür einen Aus- Von den 1235 möglichen Exoplaneten senheit flüssigen Wassers ermöglichen schnitt des Himmels im Grenzbereich weisen 68 etwa die Größe der Erde auf, würden. Fünf von diesen 54 Planeten be- 24 April 2011 Sterne und Weltraum Das Diagramm zeigt alle bekannten Transitplaneten zusammen mit den 30 Kandidaten von Kepler. Insgesamt 1235 Kandidaten für Exoplaneten hat das Weltraumteleskop Kepler in den ersten vier Radius in Erdradien 10 Monaten seiner Beobachtungstätigkeit NASA / Wendy Stenzel / SuW-Grafik aufgespürt. Aufgetragen ist hier jeweils die 3 1 0,3 1 3 10 30 100 Größe des (mutmaßlichen) Exoplaneten gegen seine Um­lauf­pe­rio­de um den Zentralstern. In rot sind die bereits vor Kepler bekannten Exoplaneten dargestellt, in violett die vom Kepler-Projekt im Juni 2010 vorgestellten Kandidaten. In blau präsentieren sich die im Februar 2011 freigegebenen Kandidaten. 300 Umlaufperiode in Tagen Erdgroße Planeten die anderen sind wesentlich größer und Neptungroße Planeten Oberflächentemperatur der Sonne SuperJupiter 25 Erdgroße Planeten ähneln eher Neptun. 20 SuperErden möglichen Oberflächentemperaturen Be­­ Jupitergroße Planeten Anzahl Aber derzeit wissen wir nur über ihre Durchmesser, ihre Umlaufperioden und 700 scheid. Es sind noch (bis auf Ausnahmen) 662 keinerlei Daten über ihre Masse und schon gar nicht die chemische Zusammen­set­ 5 500 0 100 noch zu früh davon zu sprechen, es wäre eine zweite Erde entdeckt worden. Das Weltraumteleskop Kepler deckt nur etwa ein vierhundertstel des gesamten 400 300 228 200 165 Himmels ab. Könnten wir also den gesamten Himmel vollständig überwachen, so 100 68 19 würden wir jetzt schon von rund 400 000 Planeten-Kandidaten sprechen, wie William Borucki vom Ames Research Center < 1,25 1,25-2 2-6 Kepler aufgespürten Exoplaneten-Kandi- Transits vor ihren Zentralgestirnen voll- daten befinden sich 68 Himmelskörper von führen. Wahrscheinlich gibt es also Aber- annähernder Erdgröße, 288 Super-Erden, millionen von Planeten in unserem Milch- 662 neptungroße Planeten und 165 Objekte straßensystem. von Jupitergröße. 19 Sterntrabanten über- Anzahl ler-Mission ist. Und es wären nur jene, die treffen Jupiter erheblich an Durchmesser. Jupitergroße Planeten 60 Die Exoplaneten-Kandidaten treten bei bis November 2012 aktiv bleiben. Es bleibt sonnenähnlichen Sternen am häufigsten daher spannend abzuwarten, wieviele wei- auf. Das gilt für alle Durchmesser gleicher- tere Exoplaneten sich noch in den Mess- maßen. Die vertikale Achse der vier daten verstecken. Auf Überraschungen in Histogramme ist je nach Häufigkeit des den nächsten Monaten und Jahren darf Planetentypus unterschiedlich skaliert. Die man sich sicher einstellen. rote gestrichelte Linie zeigt die effektive Oberflächentemperatur der Sonne an. Anzahl on, denn das Weltraumteleskop soll noch www.astronomie-heute.de 100 0 80 der gesamten Ausbeute der Kepler-Missi- Tilmann Althaus 150 50 Februar 2011 bildet erst einen kleinen Teil Neptungroße Planeten 200 Radius in Erdradien Unter den 1235 vom Weltraumteleskop 40 0 250 6-15 15-22,4 mitteilte, der Chefwissenschaftler der Kep- 60 20 der NASA im US-Bundesstaat Kalifornien Diese Datenpräsentation von Anfang Super-Erden 80 Anzahl der Oberfläche erst ermöglicht. Es ist also NASA / Wendy Stenzel / SuW-Grafik die Anwesenheit flüssigen Wassers auf Anzahl einer Atmosphäre umgeben sind, welche 10 600 zung oder Oberflächengestalt bekannt. Daher wissen wir auch nicht, ob sie von 15 40 20 0 3000 4000 5000 6000 7000 Oberflächentemperatur der Sterne in Kelvin April 2011 25 NASA / William J. Borucki / SuW-Grafik sitzen einen erdähnlichen Durchmesser,
