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EXTRASOLARE PLANETEN
Ferne Welten, die es nicht geben sollte
Redaktion / Pressemitteilung des Instituts für Weltraumforschung der ÖAW
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20. Januar 2017

Die Anzahl der entdeckten extrasolaren Planeten liegt inzwischen deutlich im vierstelligen Bereich. Astronomen aus Graz sind bei der Untersuchung des Massenverlusts der Atmosphären bestimmter Planeten nun auf ein ungewöhnliches Phänomen gestoßen: Manche ferne Welten dürfte es nämlich eigentlich gar nicht geben. Wurden ihre Massen falsch bestimmt?

Mini-Neptune

Manche extrasolare Mini-Neptune stellen die Astronomen vor Rätsel. Bild: NASA Ames/JPL-Caltech  [Großansicht]

Astronomen stehen vor einem Rätsel: Unter den vielen bislang aufgespürten extrasolaren Planeten befinden sich viele Welten, die es eigentlich in dieser Form gar nicht geben sollte. Dieser Ansicht ist zumindest eine Team des Grazer Instituts für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Die Analyse von IWF-Forscher Patricio Cubillos und seines Teams hat ergeben, dass 15 bis 20 Prozent der bekannten Neptun-ähnlichen Exoplaneten mit geringen Dichten gar nicht existieren dürften. Offensichtlich wurden bei ihrer Beobachtung Masse, Temperatur oder der Radius fehlinterpretiert - oder auch beides.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchten die Massenverluste der Atmosphären dieser Exoplaneten. "Planeten mit geringen Massen und großen Radien, die nahe um ihren Stern kreisen und deshalb sehr heiß sind, weisen so geringe Dichten auf, dass sie ihre Wasserstoffatmosphären gleich nach ihrer Entstehung verloren haben müssten", so Cubillos. Anhand der bekannten Transitradien erkennt man aber, dass dies nicht der Fall ist.

Also suchte das Forscherteam nach möglichen Erklärungen für dieses Paradox. Es kam zu dem Schluss, dass entweder die für die Massenbestimmung angewandte Transit-Zeit-Variationsmethode ungenaue Ergebnisse lieferte oder vorhandene Wolken und Staub in der hohen Atmosphäre Einfluss auf die Bestimmung von Radius und Temperatur haben könnten. Auch beide Effekte gleichzeitig könnten eine Rolle spielen.

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"Diese große Anzahl von Exoplaneten mit fehlinterpretierten physikalischen Parametern stellt ein ernsthaftes Problem für Studien über Planetenentstehung dar", gibt IWF-Wissenschaftler Luca Fossati zu bedenken. "Zukünftige Teleskope am Boden und im Weltraum - wie zum Beispiel Cheops und Plato - werden notwendig sein, um dieses Paradox zu lösen."

Die Mission CHaracterising ExOPlanets Satellite, kurz Cheops, soll noch in diesem Jahr starten. Cheops wird helle Sterne ins Visier nehmen, von denen man bereits weiß, dass ein Planet um sie kreist. Der Satellit soll dann die Helligkeit des Sterns mit großer Genauigkeit überwachen und so nach Hinweisen für Transits suchen. Als Transit bezeichnen Astronomen ein Vorüberziehen des Planeten vor seiner Sonne, das sich von der Erde aus beobachten lässt.

Die Mission Plato (PLAnetary Transits and Oscillations of Stars) ist für einen Start Mitte des kommenden Jahrzehnts vorgesehen. Mit ihr soll explizit nach einer "zweiten Erde" gefahndet werden, also einem Planeten, der sowohl von Größe und Beschaffenheit, als auch von seinem Abstand zum Zentralstern der Erde ähnlich ist.

Über ihre Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Soicety erschienen ist.

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siehe auch
Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Institut für Weltraumforschung (IWF) der ÖAW
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