Die Kepler-Mission der NASA endete 2018 nach mehr als neun Jahren erfolgreicher Planetenjagd. Das Weltraumteleskop entdeckte Tausende von Planeten, von denen viele seinen Namen tragen. Es wurden aber auch enorme Datenmengen generiert, die Exoplaneten-Wissenschaftler noch immer analysieren.
Jetzt hat ein Forscherteam neues Licht auf ein Sieben-Planeten-System in Keplers Datenmeer geworfen.
Der Stern heißt Kepler 385 und ist etwa 4.670 Lichtjahre entfernt. Einige seiner Planeten wurden bereits 2014 bestätigt, während andere weiterhin als Kandidaten galten. Doch in einem neuen, aktualisierten Katalog haben Exoplaneten-Wissenschaftler den Rest der Planeten bestätigt und neue Details zu diesem seltenen System enthüllt.
Der Papier Die Ankündigung des neuen Katalogs trägt den Titel „Aktualisierter Katalog der Kepler-Planetenkandidaten: Fokus auf Genauigkeit und Umlaufperioden“. Der Hauptautor ist Jack Lissauer, ein Forschungswissenschaftler am Ames Research Center der NASA. Das Papier erscheint im Zeitschrift für Planetenwissenschaften und wird auf dem Preprint-Server veröffentlicht arXiv.
„Wir haben die bisher genaueste Liste der Kepler-Planetenkandidaten und ihrer Eigenschaften zusammengestellt“, sagte Lissauer. „Die Kepler-Mission der NASA hat die meisten bekannten Exoplaneten entdeckt, und dieser neue Katalog wird es Astronomen ermöglichen, mehr über ihre Eigenschaften zu erfahren.“
Wissenschaftler kennen das Planetensystem Kepler 385 seit Jahren. Einige seiner Planeten wurden bereits 2014 bestätigt, andere blieben Kandidaten. Aber aktualisierte Methoden und verfeinerte Daten haben zu neuen Erkenntnissen und Entdeckungen geführt.
Das Forscherteam hinter dem Katalog sagt, dass er alle bekannten Kepler-Planetenkandidaten auflistet, die nur einen Stern umkreisen und durchqueren. Eines der faszinierendsten Systeme ist Kepler 385, das sieben Planeten aufweist, die so nah an ihrem Stern sind, dass sie von dessen Hitze gebadet werden. Alle sieben sind größer als die Erde, aber kleiner als Neptun.
Kepler 385 ähnelt der Sonne, ist jedoch etwas größer und heißer. Es ist 10 % größer und etwa 5 % heißer. Er ist einer von sehr wenigen Sternen, die von mehr als sechs Planeten oder Planetenkandidaten umkreist werden.
Die beiden innersten Planeten sind beide etwas größer als die Erde. Laut dem neuen Katalog sind sie wahrscheinlich beide rockig. Möglicherweise verfügen sie sogar über Atmosphären, allerdings sind sie dann sehr dünn. Die verbleibenden fünf Planeten haben Radien, die etwa doppelt so groß sind wie die der Erde, und wahrscheinlich dichte Atmosphären.
„Unsere Überarbeitung des Kepler-Exoplanetenkatalogs liefert die erste wirklich einheitliche Analyse der Eigenschaften von Exoplaneten“, sagte Co-Autor Jason Rowe, kanadischer Forschungslehrstuhl für Exoplaneten-Astrophysik und Professor an der Bishop’s University in Quebec, Kanada. „Verbesserungen aller Planeten- und Sterneigenschaften haben es uns ermöglicht, eine tiefgreifende Untersuchung der grundlegenden Eigenschaften exoplanetarer Systeme durchzuführen, um Exoplaneten besser zu verstehen, diese fernen Welten direkt mit unserem eigenen Sonnensystem zu vergleichen und uns auf die Details einzelner Systeme zu konzentrieren.“ wie Kepler-385.
Doch im neuen Katalog geht es um weit mehr als nur dieses seltene und interessante System. Kepler 385 ist nur eines der Highlights unter den fast 4.400 Planetenkandidaten und 700 Mehrplanetensystemen, an denen gearbeitet wird.
Mit verbesserten Messungen der Sterne, die all diese Planeten beherbergen – insbesondere mit der Sternenmesssonde Gaia der ESA – konnten die Forscher die Verteilung der Transitdauern besser analysieren. Transitdauern sind ein wichtiges Instrument zur Untersuchung der Verteilung von Exoplaneten. Dabei handelt es sich um Bahnexzentrizitäten, die von Kreisbahnen mit einer Exzentrizität von Null bis hin zu stark verlängerten Bahnen reichen.
Für die meisten Exoplaneten liegen nicht genügend Daten vor, um ihre Exzentrizität einzeln zu messen. Doch die Forscher entwickelten Methoden, die die Verteilung der Exzentrizitäten für eine Population vorbeiziehender Exoplaneten charakterisieren können. Dies ist ein wichtiger Bestandteil des neuen Kepler-Katalogs und führte die Forscher zu einigen neuen Schlussfolgerungen.
Die wichtigste Frage betrifft die Natur der Planetenbahnen in Mehrplanetensystemen.
„Während frühere Studien darauf geschlossen hatten, dass kleine Planeten und Systeme mit mehr vorbeiziehenden Planeten tendenziell kleinere Umlaufexzentrizitäten aufweisen, beruhten diese Ergebnisse auf komplexen Modellen“, sagte Co-Autor Eric Ford von der Abteilung für Astronomie und Astrophysik der Penn State University. „Unser neues Ergebnis ist eine direktere und modellunabhängigere Demonstration, dass Systeme mit mehr Transitplaneten mehr Kreisbahnen haben.“
Im Hinblick auf die potenzielle Bewohnbarkeit ist das Kepler 385-System ein Idiot.
Alle sieben Planeten liegen deutlich innerhalb der bewohnbaren Zone und sind von intensiver Strahlung durchflutet. Tatsächlich erhalten alle sieben pro Fläche mehr Wärme von ihrem Stern als jeder andere Planet in unserem Sonnensystem. Aber in dieser neuen Arbeit geht es nicht um Bewohnbarkeit.
Es geht um einen neuen Kepler-Katalog, der detaillierter und genauer ist als seine Vorgänger.
„Es ist mehr als ein Jahrzehnt her, seit Kepler die Sammlung von Daten aus seinem Hauptsichtfeld eingestellt hat“, schreiben die Autoren. „Trotzdem bleibt die Liste der Kepler-Planetenkandidaten die größte und homogenste Sammlung bekannter Exoplaneten.“
Jetzt haben wir noch bessere Daten über all diese Planeten. Wer weiß, welche weiteren Erkenntnisse es generieren wird?
Mehr Informationen:
Jack J. Lissauer et al., Aktualisierter Katalog der Kepler-Planetenkandidaten: Fokus auf Genauigkeit und Umlaufperioden, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2311.00238