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