Astronomen haben zum ersten Mal einen Planeten um einen fremden Stern entdeckt, der kleiner ist als die Erde. Der Radius des Planeten Kepler-20e beträgt nur 87 Prozent des Erdradius. Der 945 Lichtjahre von der Erde entfernte Himmelskörper ist damit noch kleiner als die Venus. In unmittelbarer Nähe dieses kleinen Erdzwillings stieß das internationale Forscherteam auf noch einen unbekannten Planeten, der etwa erdgroß ist. Beide umkreisen den Stern Kepler-20, der damit nun insgesamt fünf Planeten besitzt. Das berichten die Astronomen in einer Online-Vorab-Veröffentlichung des Fachmagazin „Nature“.
Bisher haben Astronomen mehr als 680 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Die meisten dieser auch als Exoplaneten oder extrasolare Planeten bezeichneten Himmelskörper sind allerdings deutlich größer als die Erde. „Der kleinste bisher bekannte Exoplanet hatte das 1,42fache des Erdradius und das 2,9fache Volumen“, schreiben Francois Fressin vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im amerikanischen Cambridge und seine Kollegen. Die beiden jetzt entdeckten Planeten seien noch einmal deutlich kleiner.
Planeten mit erdähnlicher Zusammensetzung?
Beide Planeten könnten eine erdähnliche Zusammensetzung haben, vermuten die Forscher. Wahrscheinlich besitzen sie einen Eisenkern, der rund ein Drittel ihrer Masse ausmacht, umgeben von einem silikatreichen Gesteinsmantel, der zwei Drittel einnimmt.
Der kleinere der beiden Planeten, Kepler-20e, ist nach Ansicht der Astronomen zu klein und zu heiß, um eine Atmosphäre zu haben. Er umkreist seinen knapp sonnengroßen Stern in nur 9,6 Millionen Kilometern Entfernung und benötigt 6,1 Tage für einen Umlauf. Der erdgroße Planet Kepler-20f dagegen kreist etwas weiter außen. „Kepler-20f könnte daher eine dichte Wasserdampf-Atmosphäre entwickelt haben“, meinen die Forscher.
Winzige Helligkeitsschwankung verriet neue Planeten
Aufgespürt haben die Forscher die beiden neuen Exoplaneten mit Hilfe der Transitmethode: Die vor ihrem Stern Kepler-20 vorüberwandernden Planeten erzeugten eine winzige Helligkeitseinbuße im Licht des Sterns. Diese vom Weltraumteleskop Kepler aufgefangenen Signale haben die Astronomen in Modelle eingebaut und so überprüft, ob diese Schwankungen auch von einem benachbarten Stern oder Braunen Zwergen herrühren könnten.
„Die Wahrscheinlichkeit, dass die Transitsignale von Planeten stammen ist um drei Größenordnungen höher als die Wahrscheinlichkeit, dass andere Phänomene für diese Signale verantwortlich sind“, schreiben Fressin und seine Kollegen. Allein für Kepler-20e liege die Wahrscheinlichkeit bei 3.400 zu eins.
Schwerkrafteinwirkung auf Zentralstern messen
Die beste Methode, um die Existenz der beiden Planeten endgültig zu bestätigen wäre es, auch ihre Schwerkrafteinwirkung auf ihren Zentralstern zu messen. Durch ihre Umläufe müssten Kepler-20f und Kepler-20e ihren Stern leicht zum Taumeln bringen. Doch bis auch diese extrem schwachen Veränderungen durch Teleskope messbar sind, könnte es noch einige Jahre dauern, wie die Astronomen meinen. Bisherige Teleskope seien noch nicht sensibel genug, um den Einfluss so kleiner Himmelskörper registrieren zu können. (Nature, 2011; doi: 10.1038/nature10780)
(Nature / dapd, 21.12.2011 – NPO)
