Wissenschaftler haben einen neuen Planeten entdeckt, der einen sonnenähnlichen Stern umkreist, und der Exoplanet ist der kleinste, der bisher in Daten der Kepler-Mission gefunden wurde. Die Entdeckung des Planeten ergab sich aus einer Zusammenarbeit zwischen Kepler-Wissenschaftlern und einem Konsortium internationaler Forscher, die Asteroseismologie einsetzen. Sie messen Schwingungen in der Helligkeit des Sterns, die durch kontinuierliche Sternbeben verursacht werden, und wandeln diese winzigen Variationen im Licht des Sterns in Geräusche um.
"Das ist im Grunde genommen das Hören des Sterns durch Messen von Schallwellen", sagte Steve Kawaler von der Iowa State University in den USA und Mitglied des Forschungsteams. "Je größer der Stern, desto niedriger die Frequenz oder die Tonhöhe seines Songs."
Die von den Astroseismologen durchgeführten Messungen ermöglichten es dem Kepler-Forschungsteam, den winzigen Kepler-37b genauer zu messen und zwei weitere Planeten im selben Planetensystem aufzudecken: einen etwas kleiner als die Erde und einen doppelt so groß.
Während Kepler 37b wahrscheinlich ein felsiger Planet ist, wäre dies kein großartiger Ort für Menschen zum Leben. Es ist wahrscheinlich sehr heiß - mit einer schwelenden Oberfläche und ohne Atmosphäre.
"Aufgrund seiner extrem geringen Größe, ähnlich der des Erdmondes, und seiner stark bestrahlten Oberfläche ist Kepler-37b sehr wahrscheinlich ein felsiger Planet ohne Atmosphäre oder Wasser, ähnlich wie Merkur", schrieb das Team in seiner Arbeit veröffentlicht diese Woche in Nature. "Die Entdeckung eines so kleinen Planeten zeigt zum ersten Mal, dass Sternensysteme Planeten beherbergen, die viel kleiner und viel größer sind als alles, was wir in unserem eigenen Sonnensystem sehen."
Der Wirtsstern Kepler-37 befindet sich im Sternbild Lyra etwa 210 Lichtjahre von der Erde entfernt. Alle drei Planeten umkreisen den Stern in weniger als der Entfernung, die Merkur von der Sonne entfernt ist, was darauf hindeutet, dass es sich um sehr heiße, unwirtliche Welten handelt. Kepler-37b umkreist alle 13 Tage in weniger als einem Drittel der Entfernung von Merkur von der Sonne. Die geschätzte Oberflächentemperatur dieses schwelenden Planeten von mehr als 700 Kelvin (800 Grad Fahrenheit) wäre heiß genug, um das Zink in einem Penny zu schmelzen. Kepler-37c und Kepler-37d kreisen alle 21 Tage bzw. 40 Tage.
Die Größe des Sterns muss bekannt sein, um die Größe des Planeten genau messen zu können. Um mehr über die Eigenschaften des Sterns Kepler-37 zu erfahren, untersuchten die Wissenschaftler Schallwellen, die durch die Siedebewegung unter der Oberfläche des Sterns erzeugt wurden.
"Die Technik für die Sternseismologie ist analog dazu, wie Geologen durch Erdbeben erzeugte seismische Wellen verwenden, um die innere Struktur der Erde zu untersuchen", sagte Travis Metcalfe, der Teil des Kepler Asteroseismic Science Consortium ist.
Die Schallwellen wandern in den Stern und bringen Informationen wieder an die Oberfläche. Die Wellen verursachen Schwingungen, die Kepler als schnelles Flackern der Helligkeit des Sterns beobachtet. Die kaum wahrnehmbaren hochfrequenten Schwingungen in der Helligkeit kleiner Sterne sind am schwierigsten zu messen. Aus diesem Grund sind die meisten Objekte, die zuvor einer asteroseismischen Analyse unterzogen wurden, größer als die Sonne.
„Das Studium dieser Schwingungen wurde lange Zeit mit unserer eigenen Sonne durchgeführt“, sagte Metcalfe gegenüber dem Space Magazine, „aber die Kepler-Mission hat dies auf Hunderte von sonnenähnlichen Sternen ausgeweitet. Kepler-37 ist der coolste Stern sowie der kleinste Stern, der mit Asterosiesmologie gemessen wurde. “
Kepler-37 hat einen Radius von nur drei Vierteln der Sonne. Laut Metcalfe ist der Radius des Sterns mit einer Genauigkeit von 3 Prozent bekannt, was sich in einer außergewöhnlichen Genauigkeit der Größe des Planeten niederschlägt.
Metcalfe hat eine gemeinnützige Organisation ins Leben gerufen, um Forschungsgelder für das Kepler Asteroseismic Science Consortium zu sammeln. Das Pale Blue Dot-Projekt ermöglicht es Menschen, einen Stern zur Unterstützung der Asteroseismologie zu adoptieren, da es keine NASA-Finanzierung für Asteroseismologie gibt.
"Ein Großteil des Fachwissens hierfür ist in Europa und nicht in den USA vorhanden. Aus Kostengründen hat die NASA diese spezielle Forschung für die Kepler-Mission ausgelagert", sagte Metcalfe, "und die NASA kann Forscher in anderen Ländern nicht finanzieren."
Finden Sie auf der Website des Pale Blue Dot Project heraus, wie Sie dieser Forschung helfen können, indem Sie einen der Kepler-Stars übernehmen.
Das Kepler-Raumschiff trägt ein Photometer oder einen Belichtungsmesser, um Änderungen der Helligkeit der Sterne zu messen, auf die es sich in der Cygnus-Region am Himmel konzentriert.
Metcalfe sagte, dass es lange gedauert habe, diese Entdeckung zu überprüfen, da die Signatur dieses sehr kleinen Exoplaneten schwer zu bestätigen war, um sicherzustellen, dass die Signatur nicht aus anderen Quellen stammt, wie zum Beispiel einem verdunkelnden Doppelstern.
Laut Kawaler sendet Kepler Photometriedaten von Astronomen, die "wahrscheinlich die besten sind, die wir in unserem Leben sehen werden", und fügte hinzu, dass diese neueste Entdeckung zeigt, dass "wir eine bewährte Technologie haben, um kleine Planeten um andere Sterne zu finden".
"Wir haben einen Planeten entdeckt, der kleiner als jeder andere in unserem Sonnensystem ist und einen der wenigen Sterne umkreist, der sowohl hell als auch leise ist und in dem eine Signalerkennung möglich war", sagte Thomas Barclay, Hauptautor des Nature-Papiers. "Diese Entdeckung zeigt, dass nahegelegene Planeten sowohl kleiner als auch viel größer sein können als Planeten, die unsere Sonne umkreisen."
Und gibt es da draußen noch mehr kleine Planeten wie diesen, die nur darauf warten, gefunden zu werden?
Wie das Team in seiner Arbeit schrieb: "Während eine Stichprobe von nur einem Planeten zu klein ist, um zur Bestimmung der Auftrittsraten verwendet zu werden, verleiht sie der Annahme Gewicht, dass das Auftreten von Planeten mit abnehmender Planetengröße exponentiell zunimmt."
Quellen: Telefoninterview mit Travis Metcalfe, Iowa State University, NASA / JPL
