Wissenschaft

Max-Planck-Forscher finden 18 neue Planeten in der Milchstraße

Mindestens 100 weitere Exoplaneten verbergen sich vermutlich in den Daten der Kepler-Missionen.Wednesday, May 29

Von Nadia Drake
In dieser Illustration umkreist ein Exoplanet seinen Mutterstern. Ein frischer Blick auf die Missionsdaten des NASA-Weltraumteleskops Kepler offenbarte 18 neue Planeten, die zuvor unbemerkt geblieben waren.

Seit das NASA-Weltraumteleskop Kepler vor zehn Jahren seinen Dienst im Orbit um die Sonne antrat, um nach fremden Planeten jenseits unseres Sonnensystems zu suchen, hat es Tausende Welten gefunden. Damit hat Kepler bestätigt, was im Science-Fiction-Genre schon lange als gegeben galt: Planeten sind in unserer Galaxie noch zahlreicher als Sterne.

Obwohl Kepler mittlerweile keine Daten mehr sammelt, finden Forscher nach wie vor wahre Schätze in seinem Archiv, darunter auch 18 neue, relativ kleine Planeten. Viele dieser zuvor übersehenen Welten sind ähnlich groß wie unsere Erde. Eine von ihnen befindet sich sogar in einem Orbit um ihren Stern, der günstige Bedingungen für Leben bieten könnte.

„Ich bin begeistert, aber nicht überrascht“, sagt Jessie Christiansen vom Caltech über die Ergebnisse, die in „Astronomy and Astrophysics“ veröffentlicht wurden. „Bessere Analysen der Daten mussten zwangsläufig auch zuvor unentdeckte kleine Planeten offenbaren.“

Neue Welten

Von 2009 bis 2013 richtete Kepler seinen Blick auf einen festgelegten Ausschnitt des Himmels und hielt Ausschau nach Planeten, die vor dem Antlitz ihrer leuchtenden Heimatsterne vorbeizogen. Für Kepler sieht ein solcher Transit so aus, als würde das Licht des entsprechenden Sterns für einen kurzen Zeitraum etwas dunkler werden. Anhand solcher Lichtkurven im Helligkeitsverlauf des Sterns lassen sich die ungefähre Größe und der Orbit des vorbeiziehenden Planeten errechnen.

Durch eine Fehlfunktion an Bord des Raumfahrzeugs konnte Kepler den festgelegten Bereich des Himmels leider nicht weiter beobachten. Allerdings untersuchte das Teleskop dann andere Bereiche im Rahmen der neuen K2-Mission, bis ihm Ende 2018 der Treibstoff ausging.

Mit dem Missionsende verkündete die NASA dann auch Keplers Ausbeute: Im Rahmen seiner Hauptmission erspähte das Weltraumteleskop etwa 3.200 bestätigte Exoplaneten und 2.400 weitere potenzielle Kandidaten. Bei der Folgemission kamen noch einmal 500 Planeten und Kandidaten hinzu.

Dieser zweite Datensatz zog die Aufmerksamkeit von René Heller und seinen Kollegen des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen auf sich.

Neue Horizonte

Heller analysierte die K2-Daten mit einem Programm, das die Entdeckung erdgroßer Planeten vereinfachte. Diese kleinen Welten sind schwieriger zu finden, da sie nur einen kleinen Teil des Lichts ihres Sterns blockieren. Ihr Transit kann zudem zwischen anderen Helligkeitsunterschieden des Sterns unbemerkt bleiben, beispielsweise durch die subtilen Auswirkungen von Sonnenflecken.

Astronomen suchen nach subtilen Schwankungen in der Helligkeit der Sterne, um so auf mögliche Planeten im Orbit zu schließen. Die traditionelle Suchmethode durchkämmt die Datensätze nach abrupten Helligkeitsschwankungen. Mit der neuen Methode können aber auch kleinere Planeten entdeckt werden, die sanftere Lichtkurven erzeugen.

Generell scheinen Sterne an ihren Rändern weniger hell zu leuchten als in der Mitte. Wenn sich ein Planet also vor einen Stern schiebt, fällt er zu Beginn seines Transits am vergleichsweise dunklen Rand nicht unbedingt sofort auf.

Aus diesem Grund durchkämmten Heller und seine Kollegen die K2-Daten nach potenziellen Transiten, die mit einem sachten Helligkeitsabfall begannen. Dabei konzentrierten sie sich auf Sterne mit mindestens einem bestätigten Planeten, da weitere Entdeckungen in solchen Systemen statistisch gesehen viel häufiger echt sind und nicht einfach nur falsch positive Befunde.

Sie begannen mit den K2-Daten, weil sich diese erheblich schneller sichten ließen.

Galerie ansehen

 „Bei der Primärmission gibt es mehr als 2.000 bestätigte Planeten und jede Lichtkurve ist 1.600 Tage lang“, so Heller. „Bei K2 hingegen gibt es nur 500 bestätigte Planeten und diese Lichtkurven sind nur 80 Tage lang.“

Am Ende entdeckte das Team in 517 K2-Lichtkurven 18 zusätzliche Planeten. Alle sind relativ klein – der größte unter ihnen ist nur ein wenig breiter als zwei Erden. Eine der Welten zählt zu den kleinsten, die Kepler je entdeckt hat; ihr Durchmesser beträgt nur 70 Prozent des Erddurchmessers. Ein weiterer Planet befindet sich in der habitablen Zone eines Roten Zwergs, wo die Temperaturen auf der Oberfläche das Vorhandensein von flüssigem Wasser ermöglichen würden.

Endlose Weiten

Da Hellers erste Neuanalysen der K2-Daten bereits 18 neue Welten zum Vorschein brachten, ist anzunehmen, dass sich in den restlichen Daten der Primärmission noch zahlreiche weitere Exoplaneten verstecken. Heller zufolge haben er und sein Team zudem nur einen Bruchteil der K2-Daten analysiert. Als nächstes wollen sich die Forscher den Daten aus der Primärmission widmen.

Die 18 neu entdeckten Planeten, hier orangefarben und grün dargestellt, sind allesamt kleiner als Neptun, drei davon sogar kleiner als die Erde. Der grüne Planet, der die Bezeichnung EPIC 201238110.02 erhalten hat, ist der einzige, auf dem theoretisch Leben existieren könnte.

„Ich kann Ihnen jetzt schon sagen, dass es noch viele weitere erdgroße Planeten gibt, die zuvor nicht bemerkt wurden“, sagt Heller, der schätzt, dass sich in den Missionsdaten noch mindestens 100 kleine Planeten verbergen.

Christiansen stimmt dieser Einschätzung zu und hält die Methode des Max-Planck-Teams für zuverlässig.

„Ich bin sicher, dass es noch mehr Planeten gibt, die man da finden wird“, sagt sie. „Darin liegt die Stärke gut archivierter und gut dokumentierter öffentlicher NASA-Datensätze. Die Leute werden einfach weiter Planeten entdecken, sogar noch in den ursprünglichen Kepler-Daten!“

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.