Posted in: Exoplaneten 30. Oktober 2013 19:00 Weiter lesen →

Ein heißer Zwilling der Erde

Grafik zeigt Blick über den Horizont einer heißen Gesteinswelt auf eine nahe Sonne mit Flecken und Protuberanzen Ein erst kürzlich entdeckter Exoplanet ist nicht nur ähnlich groß wie die Erde, er hat möglicherweise auch einen ähnlichen Aufbau. Entsprechende Resultate liefern Beobachtungen, die zwei internationale Astronomenteams angestellt haben. Gemessen an Masse und Größe der fernen Welt, dürfte diese ebenfalls aus Gestein und Eisen im Verhältnis 2 zu 1 bestehen.

Bild: ESO/L. Calçada

„Kepler-78b ist momentan der extrasolare Planet, der in puncto Masse, Radius und mutmaßlicher Zusammensetzung die größte Ähnlichkeit mit der Erde aufweist“, folgert die Gruppe um Francesco Pepe von der Sternwarte Genf. Im starken Gegensatz dazu stehe allerdings die extrem enge Umlaufbahn und die resultierende Oberflächentemperatur von weit über 1.000 Grad Celsius, schreiben die Forscher im Magazin „Nature“. Zu ähnlichen Schlüssen gelangt eine zweite Gruppe um Andrew Howard von der Universität von Hawaii in einem zeitgleich veröffentlichten Artikel.

Der ferne Planet Kepler-78b umkreist einen von mehr als 100.000 Sternen zwischen den Sternbildern Schwan und Leier, die von dem Weltraumteleskop Kepler beobachtet werden. Besitzt ein solcher Stern einen Begleiter, der zudem auf seiner Bahn die Sichtlinie zur Erde kreuzt, ist dies an regelmäßigen kurzfristigen Helligkeitsabnahmen erkennbar.

Anhand solcher Miniaturfinsternisse war erst kürzlich gefolgert worden, dass der Stern Kepler-78 einen Planeten besitzt, der etwa 20 Prozent größer ist als die Erde, dessen 8,5-Stunden-Umlaufbahn jedoch kaum ein Hundertstel so weit ist wie die Erdbahn. Für die Masse des Exoplaneten konnte lediglich eine Obergrenze von 8 Erdmassen angegeben werden, da der Planet seinen Stern nicht merklich verformt.

Die Gruppen um Pepe und Howard nutzten nun Teleskope auf La Palma und Hawaii, um die Frage nach der Masse von Kepler-78b zu klären. Mithilfe hochempfindlicher Spektrometer konnten die Forscher das minimale Taumeln nachweisen, in das der Stern durch den Schwerkraftzug seines umlaufenden Planeten versetzt wird. Aus der Stärke dieses Effekts berechnen die beiden Gruppen eine Masse von 1,86 bzw. 1,69 Erdmassen und eine Dichte von 5,6 bzw. 5,3 Tonnen pro Kubikmeter. Zum Vergleich: Die Erde mit ihrem Kern aus Eisen und ihrem Gesteinsmantel aus Silikaten und Oxiden besitzt eine Dichte von 5,5 Tonnen pro Kubikmeter.

Derzeit sei nur für eine Handvoll Planeten geringer Masse auch die Dichte bekannt, schreiben Howard und Kollegen. Demnach handle es sich entweder um massive, kleine Welten auf sehr engen Umlaufbahnen oder um solche mit einer dichten, aufgeblähten Atmosphäre auf etwas weiteren Bahnen. Weitere Messungen seien nötig, um die Bedeutung dieses Musters einschätzen zu können, so die Forscher.

Forschung: Andrew W. Howard, Institute for Astronomy, University of Hawaii, Honolulu; Roberto Sanchis-Ojeda, Department of Physics und Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge; Francesco Pepe und Stéphane Udry, Observatoire Astronomique de l’Université de Genève; Andrew Collier Cameron, Scottish Universities Physics Alliance, School of Physics and Astronomy, University of St Andrews; und andere

Veröffentlichung Nature, 30. Oktober 2013, DOI 10.1038/nature12767 und 10.1038/nature12768; Astrophysical Journal 774:45, DOI 10.1088/0004-637X/774/1/54

WWW:
Observatoire Astronomique, Université de Genève
Institute for Astronomy, University of Hawaii
Extrasolar Planets Encyclopaedia: Kepler-78b
HARPS-N, Telescopio Nazionale Galileo
HIRES, Keck Telescope

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Entdeckt: Potenziell lebensfreundliche Welten
Gefunden: Ein Exo-Zwerg

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