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Hutzi Spechtler  
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Neue Nachbarn der Erde

Bisher wurden Hunderte neuer Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt, die sog. Exoplaneten [1]. Bis zum 29. April gab es 1.523 bestätigte Exoplaneten sowie 3.303 unbestätigte Kandidaten [2]. Die meisten neuen Exoplaneten werden mithilfe von Raumsonden wie dem Kepler-Teleskop (Kepler Space Telescope) [1] entdeckt.

Die mithilfe des Kepler-Teleskops gefundenen Exoplaneten zeigen, dass Planeten tatsächlich zahlreich und sozusagen nichts Besonderes sind. Jedoch befinden sich die meisten Exoplaneten in großer Entfernung zur Erde.

Die Gesamtheit der Exoplaneten macht deutlich, dass wir unsere klassische Einteilung des Sonnensystems in Gasplaneten [1] wie die Planeten Jupiter [1] und Saturn [1], sog. Eisriesen wie den Planeten Neptun [1] und erdähnliche Planeten [1] wie die Erde und den Planeten Mars [1] erweitern müssen.

Diese Planetengruppen besitzen im Hinblick auf ihre Zusammensetzung eine unglaubliche Vielfalt: sie reicht von Gesteinsplaneten [1] mit kaum nachweisbaren Atmosphären bis hin zu leichten Planeten mit dichten Gashüllen. Die dazwischen liegenden Planetenarten besitzen eine mittlere Dichte [1] von rund 3 g/cm³, innere Strukturen und Atmosphären. Planeten mit Durchmessern von weniger als 1,6 Erdradien [1] besitzen wahrscheinlich eine höhere mittlere Dichte und Anteile von Gesteinen.

Supererden
Die meisten Exoplanetensysteme enthalten sog. Supererden [1]. Diese Planeten sind größer als die Erde und kleiner als der Neptun.

Die große Population von Supererden, die sehr nahe um ihren Zentralstern kreist, war eine große Überraschung für die Wissenschaftler. Die entsprechenden Theorien sagten das Gegenteil voraus. Die Gruppe der Supererden enthält hauptsächlich Planeten mit niedrigen Massen, die oftmals in kompakten multi-planetaren Sternsystemen auftreten.

Die meisten nahen Sterne wurden bisher nicht auf die Existenz von kleinen Supererden untersucht.

Der Stern HD 7924
Nun hat ein Team aus Astronomen mithilfe der erdgebundenen Teleskope des Keck-Observatoriums [1], des APF (Automated Planet Finder) am Lick-Observatorium [1] und des APT (Automatic Photometric Telescope) [1] ein Planetensystem in nur rund 54 Lichtjahren [1] Entfernung entdeckt.

Das System besteht aus drei Planeten um den Stern HD 7924 [1] (Abb. 1). HD 7924 besitzt eine visuelle Helligkeit von rund 7 mag und befindet sich im Sternbild Kassiopeia (Cas). Der Stern ist kleiner, kühler, lichtschwächer und masseärmer als unsere Sonne. Schwere Elemente [1] sind rund sieben Mal weniger vorhanden als in unserem Zentralstern.

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Abb. 1 Schematische Darstellung des Sternsystems HD 7924 und dessen
drei Planeten (kleine schwarze Kreise). © spaceref

 

Die drei Planeten umkreisen ihren Stern in einer Entfernung, die geringer ist als die des Planeten Merkur [1] zur Sonne. Dementsprechend benötigen die Planeten für eine Umrundung ihres Sternes 5,4 sowie 15,3 und 24,5 Tage.

Der erste und innerste Planet des Sternsystems, HD 7924b [1], eine Supererde, wurde bereits im Jahr 2009 - ebenfalls mithilfe des Keck-Observatoriums - gefunden. Die Supererde besitzt eine Masse von 8,7 Erdmassen (Abb. 2).

Die Entdeckung wurde möglich, indem die Forscher das sog. Wobbeln des Sternes beobachteten; es wird durch die gegenseitige Anziehung zwischen dem Stern und seinen Planeten verursacht. Dabei diente eine genaue Beobachtung der Veränderung der Helligkeit des Sterns HD 7924 (durch die vermeintlich neuen Planeten) als Absicherung der neuen Entdeckung.

Die Ergebnisse zur Entdeckung der neuen beiden Planeten basieren auf einer fünfjährigen Untersuchung des Sternsystems mit den besagten drei Instrumenten.

Die beiden neu entdeckten Planeten des Sternsystems besitzen Massen von 7,9 und 6,4 Erdmassen.

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Abb. 2 Künstlerische Darstellung des Sternsystems HD 7924
(von der Sonne aus gesehen). Im Hintergrund befinden sich Objekte wie das
Südliche Kreuz [1] und die Magellhanschen Wolken [1]. 
© K. Teramura, B. J. Fulton

 

Sternflecken oder Planeten
Dennoch könnten Sternflecken - ähnlich den Sonnenflecken [1] - die neu entdeckten Planeten theoretisch vortäuschen. Jedoch sind sich die Wissenschaftler nach der langjährigen Beobachtung des Sternsystems sowie der Kombination dreier hochmoderner Instrumente sicher, dass sie die Signale der Sternflecken von denen der den Stern umkreisenden Planeten separieren konnten.

Die Beobachtungen des Sternes HD 7924 wurden mithilfe der automatischen Steuerung von Teleskopen ermöglicht. Nun hoffen die Forscher auf die Durchführung einer systematischen Durchmusterung des Himmels nach Supererden, die nahe Sterne in Entfernungen bis rund 100 Lichtjahre umkreisen, mithilfe solcher Teleskope. Diese Suche nach nahen Supererden soll rund zwei Jahre dauern.

Die Planeten des Sternsystems HD 7924 sind ein Beispiel für ein kompaktes multi-planetares System (Abb. 2), von denen das Kepler-Teleskop bereits zahlreiche Beispiele gefunden hat.

 

Falls Sie Fragen und Anregungen zu diesem Thema haben, schreiben Sie uns unter kontakt@ig-hutzi-spechtler.eu

 

Ihre
IG Hutzi Spechtler – Yasmin A. Walter

 

Quellenangaben:

[1] Mehr Information über astronomische Begriffe
www.wikipedia.de

[2] Fulton, B.J., et al., ApJ (accepted April 7, 2015)

 

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