Was hat eine Supererde und zwei Neptun-ähnliche Planeten? Dieses verlockende Dessert gehört zu der neuesten Entdeckung von Kepler, die Kepler 18 umkreist. Bill Cochran und ein Forscherteam haben die Resonanz gefunden, nach der sie gesucht haben… und um diesen sonnenähnlichen Stern tanzen möglicherweise noch mehr Planeten.
Kepler 18 ist ein Hauptkandidat für ein Sonnensystem. Der Wirtsstern ist ungefähr 97% der Sonnenmasse und nur ungefähr 10% physisch größer. Derzeit hat die Transitmethode drei Planetenkandidaten mit den Namen b, c und d entdeckt, die in einer Zone umkreisen, die kleiner als die von Merkur ist. Die „Super Earth“ ist ungefähr doppelt so groß wie wir und ihr Jahr dauert nur dreieinhalb Tage. Die gasförmigen Planeten c und d sind etwa sechsmal und siebenmal so groß wie wir und haben grobe Umlaufzeiten von siebeneinhalb bzw. fünfzehn Tagen.
Während die beiden größeren Planeten ähnliche Transite haben, "bleiben ihre Zeiten nicht genau in dieser Umlaufzeit", sagt Cochran. "Einer ist etwas früh, wenn der andere etwas spät ist, [dann] sind beide zur gleichen Zeit pünktlich und dann umgekehrt."
Wissenschaftlich gesehen kreisen c und d in einer 2: 1-Resonanz. "Es bedeutet, dass sie miteinander interagieren", erklärt Cochran. "Wenn sie nahe beieinander sind ... tauschen sie Energie aus, ziehen und ziehen aneinander."
Mithilfe der Transitmethode kann die Kepler-Mission auf periodische Helligkeitsänderungen achten, die umlaufende Körper signalisieren. Stellen Sie sich eine helle Taschenlampe vor, die sich im Dunkeln stetig hinter einem Lattenzaun bewegt, und Sie erhalten das Bild. Wenn jedes Brett eine etwas andere Größe hätte, würden die Zeiten, zu denen die Taschenlampe gesehen würde, variieren. Resonanz tritt - ganz einfach ausgedrückt - auf, wenn es ein Muster wie zwei breite Bretter und dann ein kleines gibt. Vor unserer Taschenlampe kann jedoch noch mehr passieren als nur Bretter. Es könnte einen Sichtlinienstern mit einem binären Begleiter geben ... und es sind nur Variablen wie diese, die die Bestätigung von Keplers Ergebnissen entscheidend machen.
In einem Prozess namens „Validierung“ verwendeten Cochran und sein Team das Palomar 5-Meter-Hale-Teleskop und seine adaptive Optik, um Kepler 18 und sein System erneut zu betrachten. „Wir haben nacheinander alle möglichen Objekttypen durchgesehen, die dort vorhanden sein könnten“, sagt Cochran. "Es gibt Grenzen für die Art von Objekten, die sich in unterschiedlichen Entfernungen vom Stern befinden können." Die Ergebnisse waren negativ. Das Planetentrio überlebte die nächste Stufe der Identifizierung.
"Es besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass [Planet b] auf ein Hintergrundobjekt zurückzuführen ist, aber wir sind sehr zuversichtlich, dass es sich wahrscheinlich um einen Planeten handelt", sagt Cochran. Mit einem siebenhundertfachen Wahrscheinlichkeitsfaktor, dass die Kepler-Ergebnisse eine Planetensignatur bedeuten, stehen die Chancen gut, dass dieses Trio als validiertes System in die Aufzeichnungen aufgenommen wird - wobei möglicherweise noch mehr entdeckt werden müssen.
"Wir versuchen, die astronomische Gemeinschaft und die Öffentlichkeit auf das Konzept der Validierung vorzubereiten", sagt er. „Das Ziel von Kepler ist es, einen erdgroßen Planeten in der bewohnbaren Zone mit einer einjährigen Umlaufbahn zu finden. Es ist sehr schwierig zu beweisen, dass ein solches Objekt wirklich ein Planet ist. Wenn wir eine bewohnbare Erde finden, müssen wir einen Validierungsprozess anstelle eines Bestätigungsprozesses verwenden. Wir müssen statistische Argumente vorbringen. "
Quelle der Originalgeschichte: Pressemitteilung des McDonald Observatory.
