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Mittwoch, 20.09.2017
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Erste „Supererden“ um sonnenähnliche Sterne entdeckt

Exoplaneten mit fünf- und siebenfacher Erdmasse um nahe Sterne nachgewiesen

Astronomen haben gleich sechs Exoplaneten mit relativ geringer Masse um zwei sonnenähnliche, erdnahe Sterne entdeckt. Zwei davon sind sogar „Supererden“ – Gesteinsplaneten größer als die Erde, aber kleiner als die Eisriesen Uranus oder Neptun. Sie sind die ersten ihrer Art, die um sonnenähnliche Sterne gefunden wurden, wie die Forscher im „Astrophysical Journal“ berichten. Von einer weiteren Supererde berichtet ein anderes Astronomenteam nahezu zeitgleich in der Zeitschrift „Nature“.
Supererde

Supererde

In den letzen zwölf Jahren sind fast 400 Exoplaneten entdeckt worden, doch die große Mehrheit von ihnen ist sehr groß – von der Masse des Jupiters oder größer. Erst in den letzen Jahren ist es gelungen, auch kleinere Planeten aufzuspüren. Denn erst jetzt ist die Auflösung der Teleskope fein genug, um auch das winzige Taumeln des Zentralsterns zu erkennen, das die Planeten durch ihre Masse bewirken. Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Paul Butler von der Carnegie Institution und Steven Vogt von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz, hat nun erneut diese Methode genutzt, um weitere Exoplaneten zu finden.

Winziges „Taumeln“ als Indiz


Die Astronomen werteten dafür Beobachtungsdaten mehrerer Jahre des W. M. Keck Observatoriums auf Hawaii und des Anglo-Australian Telescope in New South Wales, Australien, aus und kombinieren sie miteinander. Greg Henry an der Tennessee State Universität setzte zusätzlich Helligkeitsmessungen ein, um auszuschließen, dass die in Frage kommenden Kandidaten durch turbulente Gasbewegungen auf der Sternenoberfläche nur zu taumeln scheinen.

61 Virginis

61 Virginis

Nur fünffache Erdmasse


Einer der Sterne mit einer Supererde ist 61 Virginis, ein schon mit bloßem Auge im Sternbild Jungfrau sichtbarer heller Stern. Er ist nur 28 Lichtjahre von der Erde entfernt und ähnelt der Sonne in Bezug auf Größe, Alter und andere Eigenschaften sehr. Frühere Studien hatten bereits ausgeschlossen, dass es um 61 Virginis einen jupitergroßen Exoplaneten gibt. Doch jetzt entdeckten die Forscher Hinweise auf gleich drei kleinere Planeten um diesen Stern. Der größte hat vermutlich rund 25 Erdmassen, der kleinste von ihnen besitzt jedoch gerade einmal die fünffache Erdmasse und umkreist seinen Stern einmal alle vier Tage.


Das Signal dieses vergleichsweise winzigen Exoplaneten war, so betont Butler, das kleinste jemals registrierte. „Man muss sehr vorsichtig sein, bevor man eine solche Entdeckung bekanntgibt“, erklärt er. „Was uns aber bestärkt ist die Tatsache, dass dieses Signal von zwei verschiedenen Teleskopen erkannt wurde und beide Signale perfekt übereinstimmen.“

Zu heiß für Leben oder Wasser


Das andere neu identifizierte Planetensystem findet sich um den Stern HD 1461 und liegt 76 Lichtjahre von der Erde entfernt in der Konstellation Cetus. Auch dieser Stern ähnelt der Sonne sehr – und auch hier entdeckten die Astronomen klare Hinweise auf einen Planeten von nur 7,5 Erdmassen. Weite Indizien sprechen für zwei weitere Planeten im System. Die HD 1461b getaufte Supererde liegt in ihrer Größe zwischen der Erde und dem Uranus und umkreist ihren Stern in sechs Tagen.

Dies ist eine wesentliche Gemeinsamkeit der beiden neu entdeckter Supererden: Beide ziehen ihre Bahn sehr dicht an ihrem Zentralstern und wären daher viel zu heiß, um flüssiges Wasser oder gar Leben zu beherbergen. Doch laut Butler zeigt diese Entdeckung, dass die Astronomie auf dem Weg ist, weitere Supererden zu entdecken.

M-Zwerge als Chance für Erdzwillinge


Möglicherweise auch bald welche in ähnlich engen Orbits, aber um weitaus leuchtschwächere Sterne wie beispielsweise M-Zwerge. Diese besitzen typischerweise nur die Hälfte der Sonnenmasse und strahlen weniger als zwei Prozent ihrer Energie aus. „Diese Art von Planeten um M-Zwerge könnten sogar in einer Zone flüssigen Wassers liegen“, erklärt Butler. „Wir klopfen jetzt so allmählich an die Tür der Fähigkeit, bewohnbare Planeten nachweisen zu können. Die letzten Planeten sind Teil eines neuen Trends hin zu Funden immer kleinerer Planeten – Planeten, die der Erde vergleichbarer werden.“

Genau einen solchen M-Zwerg mit Planet hat jetzt ein weiteres Forscherteam um David Charbonneau von der Harvard Universität entdeckt. Nach der systematischen Suche bei 2.000 erdnahnen M-Zwergen wurden die Wissenschaftler bei GJ 1214 fündig. Sie wiesen hier einen Gesteinsplaneten nach, der in Größe und Zusammensetzung zwischen der Erde und den Eisplaneten des Sonnensystems liegt. Sie berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von „Nature“.
(Carnegie Institution, 16.12.2009 - NPO)
 
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