Stark schwankende Umlaufzeit verbarg den Exoplaneten vor den Such-Algorithmen Astronomen entdecken unpünktlichen Planeten - scinexx | Das Wissensmagazin
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Stark schwankende Umlaufzeit verbarg den Exoplaneten vor den Such-Algorithmen

Astronomen entdecken unpünktlichen Planeten

Der Einfluss seiner Nachbarn lässt den Exoplaneten PH3c mal langsamwer, mal schneller laufen. © Yale University / Michael S. Helfenbein

Trödeln in der Umlaufbahn: Astronomen haben einen Exoplaneten entdeckt, dessen Umlaufzeit ungewöhnlich stark schwankt. Grund für die mehrstündige Unpünktlichkeit des kleinen Gasplaneten sind zwei nahe planetare Nachbarn, wie die Forscher im Fachmagazin „The Astrophysical Journal“ berichten. Der Planet wurde daher auch erst entdeckt, als Freiwillige in einem Internet-Projekt die Daten des Kepler-Weltraumteleskops durchsuchten.

Normalerweise sind Planeten geradezu ermüdend pünktlich: Ihre Umlaufbahnen lassen sich bis auf die Minute genau berechnen und genau diese Regelmäßigkeit verrät meist auch ihre Existenz. Denn wenn das Licht eines Sterns in regelmäßigen Intervallen leicht gedimmt wird oder er durch die Schwerkraft des Planeten leicht taumelt, dann ist dies für Astronomen ein Indiz, dass sich hier ein Planet verbergen könnte.

Vom Computer übersehen

Doch der junge, sonnenähnliche Stern PH3 schien zunächst keine dieser regelmäßigen Veränderungen zu zeigen. Deshalb übersah ihn der Suchalgorithmus, der die Daten des Weltraumteleskops Kepler nach regelmäßigen Senken im Licht der beobachteten Sterne durchforstet. Erst als die freiwilligen Helfer des Planethunter-Projekts die Daten erneut überprüften, wurde sein Geheimnis enthüllt: Ihnen fielen die seltsam schwankenden Abschattungen des Sterns PH3 auf. Genauere Analysen enthüllten, dass der Stern tatsächlich von gleich mehreren Planeten umgeben ist.

„Computer können das Unerwartete nicht finden, aber Menschen schon, wenn sie die Daten genauer anschauen“, erklärt Debra Fischer von der Yale University. Im Citizen Science-Projekt Planethunter helfen rund 300.00 Freiwillige über das Internet dabei, die Daten des Weltraumteleskops Kepler nach Exoplaneten zu durchsuchen. Seit 2010 haben sie immerhin schon 60 Exoplaneten-Kandidaten aufgespürt.

Die kurvige Form der Linie von PH3c (Mitte) zeigt deutlich die Schwankungen in der Transitzeit. Links und rechts die geradeeren Kurven der beiden Nachbarplaneten. © Schmitt et al. / Astrophysical Journal

10,5 Stunden Verspätung

Der mittlere Planet, PH3c, fiel dabei den Planetenjägern zuerst ins Auge. Er ist vermutlich ein massearmer Gasplanet aus Wasserstoff und Helium und schwankt in seiner Umlaufzeit um mehrere Stunden: „Seine Orbitalperiode veränderte sich innerhalb von nur zehn Umrundungen um 10,5 Stunden“, berichtet Erstautor Joseph Schmitt von der Yale University. Zum Vergleich: Die Umlaufzeit der Erde schwankt um weniger als eine Sekunde.

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Der Grund für die Unpünktlichkeit von PH3c sind seine Nachbarn: Der Gasplanet wird von zwei weiteren Planeten flankiert. Der äußere Planet, PH3d ist etwas größer als der Saturn, seine Umlaufzeit schwankt auch leicht, allerdings nur um rund zehn Minuten. Der innere Planet, PH3b, könnte dagegen sogar ein Gesteinsplanet sein, wie die Astronomen berichten. „Den mittleren zu entdecken war der Schlüssel, um auch die anderen beiden zu finden und ihre Massen zu bestimmen“, erklärt Schmitt.

Skurril an dem Planetentrio sind auch ihre Orbits: Der äußere Planet benötigt genau 1,191 Mal länger für eine Umrundung des Sterns als der mittlere Planet. Und dieser hat seinerseits eine 1,91 Mal längere Umlaufzeit als sein innerer Nachbar. „Wir sich nicht sicher, ob das nur ein Zufall ist oder ob dies etwas darüber verrät, wie diese drei Planeten entstanden sind“, sagt Schmitt. Weitere Beobachtungen sollen diese Frage nun klären. (The Astrophysical Journal, 2014; doi: 10.1088/0004-637X/795/2/167)

(Yale University, 03.11.2014 – NPO‘)

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