Acht neue Planeten in der lebensfreundlichen Zone

Astronomen vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics haben die Existenz von gleich acht Planeten, die andere Sterne als unsere Sonne umkreisen, bekannt gegeben. Solche Planeten, die nicht zu unsererm Sonnensystem gehören, werden Exoplaneten genannt. Astronomen kennen inzwischen über eintausend solcher Objekte. Besonders erwähnenswert sind dabei natürlich die erdähnlichen. Die acht neuen Exoplaneten erfüllen dieses Kriterium insofern sie ihren Stern in einer Entfernung umlaufen, in der Wasser in seiner flüssigen Form existieren kann. Da flüssiges Wasser eine Grundvoraussetzung des Lebens ist, gilt dieser Bereich als potenziell lebensfreundlich. Man spricht auch von der habitablen Zone.

Damit Wasser in flüssiger Form vorliegen kann, braucht es allerdings auch noch eine Atmosphäre, die den nötigen Druck erzeugt. Ohne Luftdruck würde das Wasser auf unserer Erde verdampfen. Außerdem ist es durchaus denkbar, dass auch weit von einem Stern entfernt flüssiges Wasser existieren kann, wenn es eine andere Wärmequelle gibt. So vermutet man unter dem Eis des Jupitermondes Europa einen flüssigen Ozean, erwärmt von den mächtigen Gezeitenkräften des Gasriesen.

Zurück zu den Exoplaneten: Zwei von den acht neu entdeckten Welten gelten als besonders erdähnlich. Es handelt sich um die Planeten mit dem technischen Namen Kepler-438b und Kepler-442b. Beide sind nach dem NASA-Satelliten Kepler bemannt. Dieser hat über Jahre hinweg immer denselben Ausschnitt am Nachthimmel beobachtet, um potenzielle Exoplaneten beim Vorübergang vor ihrem Stern zu erwischen. Nur durch solche kleinen Sternverfinsterungen verraten sich die Planeten. Wer bei der Datenanlyse mithelfen will, kann das übrigens hier tun: planethunters.org

Irgendwo im Keplerfeld zwischen den Sternbildern Cygnus und Lyra finden sich die acht neuen Planeten.
Die Sterne dieses Himmelsausschnitt sind also nach dem Satelliten benannt und werden einfach durchnummeriert. Wird zu einem Stern ein Planet entdeckt, hängt man ein kleines B am Sternnamen an, um den Planeten zu bezeichnen. Sollte um einen Stern darüber hinaus noch weitere Planeten entdeckt werden, wird einfach im Alphabet weitergegangen. So ist beispielsweise der Planet Kepler-30d der dritte entdeckte Planet um den Stern Kepler-30.

Die Analyse der Daten zu Kepler-438b und Kepler-442b ergaben, dass beide nicht nur in der lebensfreundlichen Zone kreisen, sondern höchstwahrscheinlich auch Gesteinsplaneten sind, also Planeten mit einer festen Oberfläche. Beide Planeten sind vermutlich auch nicht viel größer als unsere Erde. Die beiden Sterne, die sie umlaufen sind hingegen deutlich masseärmer als unsere Sonne. Da massearme Sterne weniger Energie abgeben, müssen sich die beiden Planeten deutlich näher an ihren Sternen befinden, um in der habitablen Zone zu sein. So kommt es, dass Kepler-438b gerade mal 35 Tage für einen Umlauf um seinen Zentralstern braucht. Ein Jahr dauert also 35 unserer Erdtage (wie lange ein Tag auf Kepler-438b dauert ist nicht bekannt). Auf Kepler-442b kann man alle 112 Tage Silvester feiern.

Der Stern Kepler-438 ist nur halb so groß und massereich wie unsere Sonne. Solche Leichtgewichte werden auch als rote Zwerge bezeichnet. Ihre effektive Temperatur liegt deutlich unter der unserer Sonne. Daher erscheinen diese Sterne am Himmel ihrer Planeten eher rötlich, statt gelblich. Der Stern Kepler-442 ist etwas größer aber mit 0,6 Sonnenradien immer noch deutlich kleiner als unser Mittagsgestirn. Übrigens ist das nicht ungewöhnlich, denn die meisten Sterne sind solche Leichtgewichte der K- und M-Klasse. Unsere Sonne hingegen ist schon ein recht ordentliches Exemplar.

Aus der Kombination der Entfernung vom Zentralstern und dessen Strahlungsleistung versuchen die Astronomen nun zu berechnen, ob der Exoplanet in der für das Leben günstigen Zone liegt oder nicht. Kepler-438b enthält demnach etwa 40% mehr Licht als unsere Erde (zum Vergleich, unsere Venus bekommt etwa das Doppelte der Strahlung der Erde ab). Die Wahrscheinlichkeit mit diesem Exoplanet einen Kandidaten für einen lebensfreundlichen Planeten gefunden zu haben, geben die Forscher mit 70% an. Bei Kepler-442b stehen die Chancen mit 97% sogar noch viel besser. Die Strahlungsleistung, die er von seinem Stern erhält, liegt in etwa bei zwei Drittel derjenigen unserer Erde. (Diese Leistung, Solarkonstante genannt, beträgt übrigens 1367 Watt pro Quadratmeter).

Die beiden Sternsysteme befinden sich im Keplerfeld, doch sagt dies nichts über die dritte Dimension, also die Entfernung aus. Kepler-438 ist 470 Lichtjahre entfernt, Kepler-442 sogar 1.100 Lichtjahre. Das ist natürlich viel zu weit, um diese Planeten direkt zu beobachten, aber es ist ja schon einmal gut zu wissen, in welche Richtung man schauen muss, um auf erdähnliche Exoplaneten zu stoßen.

Wissenschaftliches Paper: Validation of Twelve Small Kepler Transiting Planets in the Habitable Zone

Sternstunde: Ausgabe Januar 2015

Die aktuelle Ausgabe des Astronomiemagazins Sternstunde:


Der Marsianer war hier übrigens auch schon einmal ein Thema: Robinson auf dem Mars

SpaceX Falcon-9: Das Heiße muss aufs Eckige

Die Aggregat 4 ( militärisch V2) genannte Rakete von Wernher von Braun war die erste serienmäßig produzierte Rakete, die bei ihrem ballistischen Flug den Weltraum erreichte *). Bis zum realen Apollo-Mondlandeprogramm der NASA war die A-4 die Stilikone in Sciencefiction-Geschichten. Zum Beispiel in dem Tim und Struppi-Band Reiseziel Mond

Die Rakete von Tim und Struppi ist sogar "gekachelt" wie die A-4. Quelle: Carlsen Comics

oder dem Sciencefiction-Klassiker Destination Moon (Endstation Mond), ein George-Pal-Film, basierend auf einer Geschichte von Robert A. Heinlein.

DVD-Cover, Quelle: Wikipedia

In den Geschichten der Vorapollo-Ära ist der Flug zum Mond meist geheim und oft privat finanziert. Außerdem benutzt die Rakete ihren Düsenstrahl zur Landung auf dem Mond. Die Rakete ist eine Art Auto, mit dem man irgendwo hinfliegt und rückwärts einparkt.
Die ebenfalls privat entwickelte Falcon-9-Rakete der Firma SpaceX soll dieses Kunststück aus den Fünfzigerjahren nach machen, zumindest teilweise. Die Unterstufe der Rakete soll sanft auf ihrem Düsenstrahl landen, nachdem sie die Oberstufe mit ihrer Fracht hochgeschossen hat. So ist sie wiederverwendbar und die Kosten für den Transport von Mensch und Material in die Erdumlaufbahn in Zukunft hoffentlich günstiger.

Getestet hat SpaceX das natürlich bereits öfter, doch heute soll ein neuer Meilenstein dieser Technologie erreicht werden: Die Falcon-9-Rakete soll um 12:20 MEZ mit einem unbemannten Raumschiff namens Dragon von der  Cape Canaveral Air Force Station in Florida aus in die Erdumlaufbahn starten, um Material zur Internationalen Raumstation ISS zu bringen. Dieser Versorgungsflug mit einem Dragon-Raumschiff wäre bereits der fünfte, den SpaceX im Auftrag der NASA durchführt. Das besondere an diesem Flug: Nach dem Start soll die Unterstufe zur Erde zurückkehren und auf diese ebenfalls unbemannten Barke sanft auf dem Düsenstrahl herabschweben:

Das "autonomous spaceport drone ship" dümpelt im Atlantik vor der Küste Floridas. Quelle: universetoday.com/Elon Musk/SpaceX
Jetzt wissen wir, wozu das X in SpaceX gut ist. Übrigens räumt ein Sprecher von SpaceX ein, dass man gar nicht unbedingt mit einem Erfolg rechnet: “It’s an experiment. There’s a certain likelihood that this will not work out right, that something will go wrong.” (Hans Koenigsmann)
Da hat er wohl recht: Bei vorherigen Flügen konnte die Unterstufe nur auf zehn Kilometer Genauigkeit gelandet werden. Für die Landung auf der Barke werden zehn Meter angestrebt!

Der ganze Vorgang vom Start bis zur hoffentlich punktgenauen Landung der Unterstufe dauert neun Minuten. Davon liefert die Unterstufe drei Minuten lang Schub für die Oberstufe/Dragon-Konfiguration, bevor sie sich von diesem Duo trennt.

Wenn das alles klappt, ist die ISS um etwas über zwei Tonnen Versorgungsgüter reicher und wir einen Schritt näher an eine kostengünstigere Raumfahrt.

Wer den Start live verfolgen will, kann dies zum Beispiel auf Spaceflight Now tun.

Falcon 9 mit Raumschiff Dragon, zusammen 63 Meter hoch, vor dem Start. Quelle: Universetoday.com/SpaceX
Nachtrag: Leider wird das heute nichts mit dem Start


*) serienmäßig produziert unter extrem grausamen Bedingungen
Quelle: universetoday.com