Die Menge der bisher bekannten Exoplaneten hat sich auf einen Schlag fast verdoppelt: Das NASA-Weltraumteleskop Kepler hat gleich 715 neue Planeten auf einmal entdeckt, die meisten davon in Mehrplanetensystemen. Einige dieser Welten liegen in der habitablen Zone und könnten lebensfreundliche Bedingungen bieten, wie die Forscher berichten. Möglich wurde dieser Massenfund durch eine neue Auswertungsmethode.
Das Kepler- Weltraumteleskop der NASA hat während seiner Betriebszeit von 2009 bis 2013 150.000 Sterne im All beobachtet. Seine Mission: die Entdeckung von Exoplaneten. Doch die entscheidende Frage, bei welchen dieser Kandidaten es sich tatsächlich um Planeten handelt, ist nur schwer sicher zu beantworten. „Vor vier Jahren lieferte uns Kepler erst hunderte, dann tausende von Planetenkandidaten – aber es waren eben nur Kandidaten“, erklärt Jack Lissauer vom NASA Ames Forschungszentrum in Moffet Field.
Der Nachweis eines Exoplaneten war bisher ein mühseliger Prozess. Planet für Planet musste dafür einzeln untersucht werden. Lissauer und sein Team haben nun eine neue statistische Methode angewandt, die es ihnen ermöglicht, viele Planeten gleichzeitig zu verifizieren, die sogenannte Verifizierung durch Multiplizität.
Statistik als Helfer
Dafür nahmen sich die Astronomen erneut die Kepler-Daten für diejenigen Sterne vor, bei denen man mehr als einen Planeten im Orbit vermutete. Das waren allein in den ersten beiden Messjahren mehr als tausend. Jetzt folgte der entscheidende Schritt: Nach der bisherigen Verteilung der verifizierten Planeten würde man erwarten, dass nur eine kleine Minderheit unter allen Planetenkandidaten zu Mehrplanetensystemen gehört. Jedoch beobachtete Kepler Hunderte von Sternen mit mehr als einem potenziellen Planeten in ihrer Umlaufbahn.
Die Methode lässt sich mit der Beobachtung von männlichen und weiblichen Löwen in der Savanne vergleichen – Löwen entsprechen dabei den Sternen und Löwinnen ihren Planeten: Löwinnen halten sich gerne eng beieinander in einer Gruppe auf, wohingegen Löwen lieber alleine umherschweifen. Sieht man in der Savanne zwei Löwen zusammen, können es entweder ein männlicher und ein weiblicher oder zwei männliche sein. Sieht man aber mehr als zwei, dann muss es sich um ein Rudel mit mehreren Löwinnen handeln. Auf ähnliche Weise spürten die Forscher aus der Zahl und Häufung von Planetenkandidaten um Sterne Systeme mit mehreren Planeten auf.
Potenziell erdähnlich
Mit Hilfe ihrer neuen Methode identifizierten die Astronomen 715 neue Exoplaneten, die insgesamt 305 Sterne umkreisen. Damit ist die Zahl an bekannten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems auf fast 1.700 angestiegen. „Wir sind damit auf eine wahre Goldgrube an neuen Welten gestoßen“, so Lissauer.
Und auch die Chance auf lebensfreundliche, möglicherweise sogar belebte Welten hat sich damit stark erhöht: Mit 95 Prozent ist der Großteil der neu entdeckten Planeten kleiner als Neptun. Die Anzahl an kleinen Exoplaneten, die unserer Erde von der Größe her ähnlich sind, hat sich dadurch etwa verzehnfacht. Vier der neuen Planeten sind sogar weniger als zweieinhalb mal so groß wie die Erde und gehören damit zu den Supererden.
Einige der neuentdeckten Planeten kreisen in der habitablen Zone ihres Sterns, wie die Forscher berichten. Auf ihrer Oberflächen könnten daher Temperaturen herrschen, die sogar das Vorkommen von flüssigem Wasser erlauben. Einer dieser Planeten ist Kepler-296f, der einen Stern etwa halb so groß wie die Sonne umkreist. Er ist zweimal so groß wie die Erde. Die Forscher können bislang jedoch noch nicht sagen, ob es sich dabei um einen Gasplanet mit einer dicken Wasserstoff-Helium-Atmosphäre handelt oder um einen Wasserplaneten, dessen Oberfläche von einem Ozean ausgefüllt ist.
Kleiner als Einzelplaneten
„Von diesen Studien lernen wir, dass Planeten in Mehrplaneten-Systemen eher klein sind und eine flache, kreisrunde Umlaufbahn beschreiben – eher wie ein Pfannkuchen als das klassische Bild eines Atoms.“, fasst Jason Rowe vom SETI Institute in Mountain View die Ergebnisse zusammen. „Je mehr wir die neuen Welten erkunden, umso mehr Spuren von uns selbst finden wir in den Sternen, die uns an zuhause erinnern.“
Die Astronomen wollen nun die neuentdeckten Exoplaneten weiter untersuchen und dabei auch die Lage und Konfiguration zu ihren Nachbarplaneten im System genauer analysieren. Sie versprechen sich daraus grundlegende Erkenntnisse über die Entstehung von Planeten.
„Das Kepler Team fährt fort, uns mit den Ergebnissen aus der Planeten-Jagd zu beeindrucken.“, kommentiert John Grunsfeld vom Science Mission Directorate der NASA die Ergebnisse. „Dass diese Planeten und Sonnensysteme ein wenig wie unser eigenes aussehen, lässt auf eine großartige Zukunft hoffen, wenn das James Webb Space Teleskop unterwegs sein wird, um die neuen Welten zu charakterisieren.“
(NASA, 27.02.2014 – KEL)
