Ein neu verifizierter Planet, der in Daten der Kepler-Mission gefunden wurde, erfüllt die Aufgabe des Weltraumteleskops, erdgroße Planeten um andere Sterne zu finden. Kepler-78b sausen alle 8,5 Stunden in einer Entfernung von etwa 1,5 Millionen Kilometern um seinen Wirtsstern, was ihn zu einem lodernden Inferno macht und nicht für das Leben geeignet ist, wie wir es kennen.
"Wir haben von dem sonnenverwöhnten Kometen ISON gehört, der nächsten Monat der Sonne sehr nahe kommen wird", sagte Andrew Howard von der Universität von Hawaii am Manoa Institute for Astronomy. "Der Komet ISON wird sich der Sonne ungefähr in der gleichen Entfernung nähern, in der Kepler-78b seinen Stern umkreist. Dieser Planet verbringt also sein ganzes Leben als Sonnenbrenner."
Howard ist der Hauptautor eines von zwei in Nature veröffentlichten Artikeln, in denen die Entdeckung des neuen Planeten beschrieben wird. Er sprach während eines Medien-Webcasts über die Ergebnisse.
"Dies ist ein Planet, der existiert, aber nicht existieren sollte", fügte der Astronom David Latham vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) hinzu und diskutierte die Entdeckung auch während des Webcasts.
Kepler-78b ist 1,2-mal so groß wie die Erde mit einem Durchmesser von 14.800 km (9.200 Meilen) und 1,7-mal so massereich. Astronomen sagen daher, dass es eine ähnliche Dichte wie die Erde hat, was auf eine erdähnliche Zusammensetzung von Eisen und Gestein hindeutet. Eine Handvoll Planeten von der Größe oder Masse der Erde wurden entdeckt, aber Kepler-78b ist der erste, der sowohl eine gemessene Masse als auch eine gemessene Größe hat. Wenn beide Größen bekannt sind, können Wissenschaftler eine Dichte berechnen und bestimmen, woraus der Planet besteht.
Sein Stern ist etwas kleiner und weniger massereich als die Sonne und befindet sich etwa 400 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Cygnus.
Die nahe Umlaufbahn von Kepler-78b stellt Theoretiker jedoch vor eine Herausforderung. Nach aktuellen Theorien der Planetenbildung hätte es sich weder so nah an seinem Stern bilden noch dorthin bewegen können. Als sich dieses Planetensystem bildete, war der junge Stern größer als heute. Infolgedessen wäre die aktuelle Umlaufbahn von Kepler-78b innerhalb des geschwollenen Sterns gewesen.
"Es hätte sich nicht an Ort und Stelle bilden können, weil man in einem Stern keinen Planeten bilden kann", sagte Teammitglied Dimitar Sasselov, ebenfalls von der CfA. "Es hätte sich nicht weiter außen bilden und nach innen wandern können, weil es den ganzen Weg in den Stern gewandert wäre. Dieser Planet ist ein Rätsel. “
Eine Idee, schlug Howard vor, ist, dass der Planet der Restkern eines ehemaligen Gasriesenplaneten ist, aber das stellt sich auch als Problem heraus. "Wir wissen einfach nicht, woher dieser Planet stammt", sagte Howard.
Die beiden Teams von Planetenjägern sind jedoch der Ansicht, dass seine Existenz ein gutes Zeichen für zukünftige Entdeckungen bewohnbarer Planeten ist.
Die beiden unabhängigen Forschungsteams verwendeten bodengestützte Teleskope zur Nachbeobachtung, um Kepler-78b zu bestätigen und zu charakterisieren. Das von Howard geleitete Team nutzte das W. M. Keck Observatorium auf Mauna Kea in Hawaii. Das andere Team unter der Leitung von Francesco Pepe von der Universität Genf in der Schweiz arbeitete am Boden des Observatoriums Roque de los Muchachos auf La Palma auf den Kanarischen Inseln.
Um die Masse des Planeten zu bestimmen, verwendeten die Teams die Radialgeschwindigkeitsmethode, um zu messen, wie stark der Gravitationsschlepper eines umlaufenden Planeten dazu führt, dass sein Stern wackelt. Kepler hingegen bestimmt die Größe oder den Radius eines Planeten durch die Menge an Sternenlicht, die blockiert wird, wenn er vor seinem Wirtsstern vorbeikommt.
"Die Bestimmung der Masse eines erdgroßen Planeten ist technisch entmutigend", erklärte Howard während des Webcasts, wie sie das HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) auf Keck verwendeten. „Wir haben HIRES an seine Grenzen gebracht. Die Beobachtungen waren schwierig, da der Stern jung ist und viel mehr Sternflecken (genau wie Sonnenflecken auf unserer Sonne) als unsere Sonne aufweist, und wir müssen sie aus unseren Daten entfernen. Da dieser Planet jedoch alle achteinhalb Stunden umkreist, konnten wir in einer Nacht eine ganze Umlaufbahn beobachten. Wir haben das Signal des Planeten deutlich gesehen und es acht verschiedene Nächte lang gesehen. "
David Aguilar von der CfA sagte, dass beide Teams wussten, dass das andere Team diesen Stern studiert, aber sie verglichen ihre Arbeit erst, als beide Teams bereit waren, ihre Papiere einzureichen, damit sie sich nicht gegenseitig beeinflussen. "Es war sehr ermutigend, dass beide Teams das gleiche Ergebnis erzielt haben", sagte Aguilar.
Howard fand es auch großartig, zwei separate Teams am selben Ziel zu haben. "Wir mussten nicht auf eine weitere Bestätigung des Planeten warten, da sich die beiden Teams gegenseitig bestätigt haben", sagte er. "In der Wissenschaft ist das so gut wie es nur geht."
Francesco Pepe vom zweiten Team sagte, sie hätten von der Verwendung eines Zwillings des ursprünglichen HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) profitiert, der fast 200 Exoplaneten gefunden hat. „HARPS North in La Palma hat die gleiche Präzision und Effizienz wie sein Zwilling“, erklärte Pepe während des Webcasts. „Wir haben uns entschlossen, Zeit zu garantieren, um kleine Exoplaneten-Kandidaten von Kepler zu verfolgen. Wir haben unsere Beobachtungsstrategie optimiert und erwarten in den kommenden Jahren viele weitere Bestätigungen von dieser Technik. “
Kepler-78b ist eine zum Scheitern verurteilte Welt. Gravitationsfluten werden Kepler-78b noch näher an seinen Stern ziehen. Schließlich wird es sich so nahe bewegen, dass die Schwerkraft des Sterns die Welt auseinander reißen wird. Theoretiker sagen voraus, dass der Planet innerhalb von drei Milliarden Jahren verschwinden wird. Interessanterweise, sagen Astronomen, hätte unser Sonnensystem einen Planeten wie Kepler-78b halten können. Wenn es so gewesen wäre, wäre der Planet vor langer Zeit zerstört worden und hätte heute keine Anzeichen für Astronomen hinterlassen.
"Wir haben keine zusätzlichen Planeten in diesem System entdeckt", sagte Howard, "aber wir hoffen, dieses System in Zukunft besser beobachten zu können."
Artikel von Howard et al.: Eine felsige Komposition für einen erdgroßen Exoplaneten
Aufsatz von Pepe et al.: Ein erdgroßer Planet mit erdähnlicher Dichte
Zusätzliche Informationen: CfA, NASA, MIT, Keck, Nature.
