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KEPLER

Die Harmonie der fünf Planeten



Mithilfe von Bürgerwissenschaftlern haben Astronomen um den Stern K2-138 ein ganz besonderes Planetensystem aufgespürt: Die fünf Welten umkreisen ihre Sonne in einer Kette nahezu perfekter 3:2-Resonanzen in vergleichsweise geringem Abstand. Eine solche Konfiguration lässt sich mit manchen Modellen über die Planetenentstehung nur schwer in Einklang bringen.





So könnte das Planetensystem um den Stern K2-138 aussehen. [ So könnte das Planetensystem um den Stern K2-138 aussehen. [ Großansicht

Mit dem NASA-Weltraumteleskop Kepler wurden schon viele extrasolare Planeten entdeckt. Das Teleskop überwacht dazu die Helligkeit unzähliger Sterne. Wandert - von der Erde aus gesehen - ein Planet vor einem dieser Sterne vorüber, sollte sich die Helligkeit der fernen Sonne geringfügig verringern. Ein Stern, dessen Helligkeit sich regelmäßig für kurze Zeit ein wenig verringert, könnte also einen Planeten besitzen.

Die entsprechende Auswertung ist allerdings recht mühsam. Normalerweise wird mit einem Computerprogramm nach auffälligen Helligkeitsschwankungen gesucht und ein Astronom schaut sich anschließend das jeweilige System genauer an und entscheidet, ob eine weitere Untersuchung sinnvoll ist.

Während der K2-Mission von Kepler, mit der die ursprüngliche Mission des Teleskops fortgesetzt wird, wurden jedoch bislang über 280.000 Sterne ins Visier genommen und ständig kommen weitere hinzu. Um dieser Flut von Systemen Herr zu werden, haben Astronomen die Hilfe von Bürgerwissenschaftlern gesucht: Im Rahmen des Projekts Exoplanet Explorer kann jeder bei der Auswertung helfen.

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"Jeder kann sich einloggen und lernen, wie ein echtes Signal eines Exoplaneten aussieht und dann echte Kepler-Daten anschauen und abstimmen, ob ein Signal durch den Transit eines Planeten entstanden oder ob es nur Hintergrundrauschen ist", erläutert Jessie Christiansen vom California Institute of Technology, einer der Initiatoren von Exoplanet Explorer. "Jedes potentielle Signal wird von mindestens zehn Freiwilligen bewertet und es bedarf mindestens 90 Prozent Ja-Stimmen, damit ein Signal für eine weitere Untersuchung in Betracht kommt."

Kurze Zeit nach dem Start wurde Exoplanet Explorer in einem dreitägigen Event im Rahmen der Reihe Stargazing live im australischen Fernsehen vorgestellt. Schon nach 48 Stunden hatten mehr als 10.000 Nutzer über zwei Millionen Einschätzungen abgegeben. Einige Daten, die dabei zu bewerten waren, hatte zuvor noch kein Astronom gesehen. Unzählige Planeten gingen den Wissenschaftlern so ins Netz, doch zum Abschluss der Reihe wollten sie ein besonders spannendes System präsentieren. Sie fanden es um den Stern K2-138 - die Bürgerwissenschaftler hatten hier vier Planeten entdeckt.

Inzwischen haben die Wissenschaftler das System weiter untersucht und dabei eine Besonderheit festgestellt: Die Planeten umlaufen ihre Sonne in einer Kette von 3:2-Resonanzen - jeder Planet benötigt exakt 50 Prozent länger für eine Umrundung seiner Sonne, als der nächste weiter innen liegende Planet. Die Astronomen entdeckten außerdem noch einen fünften Planeten, der sich auch in dieses System einpasst.

Der Fund eines solchen Systems ist vor allem überraschend für Wissenschaftler, die sich mit der Entstehung von Sonnensystemen befassen: "Einige Theorien sagen eine recht chaotische Entstehungsgeschichte in der Frühphase voraus", so Christiansen. "Auf diese Weise sollte aber kaum eine so kompakte und geordnete Konfiguration wie bei K2-138 entstehen. Es ist toll, dass wir dieses ungewöhnliche System mithilfe der Öffentlichkeit entdeckt haben."

Die Planeten um K2-138 haben eine Masse zwischen 1,6 und 3,3 Erdmassen und umrunden ihre Sonne in 2,35, 3,56, 5,40, 8,26 und 12,76 Tagen. Über die Entdeckung berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.