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Die Harmonie der fünf Planeten
von Stefan Deiters
astronews.com
22. Januar 2018
Mithilfe von Bürgerwissenschaftlern haben Astronomen um den
Stern K2-138 ein ganz besonderes Planetensystem aufgespürt: Die fünf Welten
umkreisen ihre Sonne in einer Kette nahezu perfekter 3:2-Resonanzen in
vergleichsweise geringem Abstand. Eine solche Konfiguration lässt sich mit
manchen Modellen über die Planetenentstehung nur schwer in Einklang bringen.
So könnte das Planetensystem um den Stern
K2-138 aussehen.
Bild: NASA/JPL-Caltech [Großansicht] |
Mit dem NASA-Weltraumteleskop Kepler wurden schon viele extrasolare
Planeten entdeckt. Das Teleskop überwacht dazu die Helligkeit unzähliger Sterne.
Wandert - von der Erde aus gesehen - ein Planet vor einem dieser Sterne vorüber,
sollte sich die Helligkeit der fernen Sonne geringfügig verringern. Ein Stern,
dessen Helligkeit sich regelmäßig für kurze Zeit ein wenig verringert, könnte
also einen Planeten besitzen.
Die entsprechende Auswertung ist allerdings recht mühsam. Normalerweise wird
mit einem Computerprogramm nach auffälligen Helligkeitsschwankungen gesucht und
ein Astronom schaut sich anschließend das jeweilige System genauer an und
entscheidet, ob eine weitere Untersuchung sinnvoll ist.
Während der K2-Mission von Kepler, mit der die ursprüngliche Mission
des Teleskops fortgesetzt wird, wurden jedoch bislang über 280.000 Sterne ins
Visier genommen und ständig kommen weitere hinzu. Um dieser Flut von Systemen
Herr zu werden, haben Astronomen die Hilfe von Bürgerwissenschaftlern gesucht:
Im Rahmen des Projekts Exoplanet Explorer kann jeder bei der Auswertung
helfen.
"Jeder kann sich einloggen und lernen, wie ein echtes Signal eines
Exoplaneten aussieht und dann echte Kepler-Daten anschauen und
abstimmen, ob ein Signal durch den Transit eines Planeten entstanden oder ob es
nur Hintergrundrauschen ist", erläutert Jessie Christiansen vom California
Institute of Technology, einer der Initiatoren von Exoplanet Explorer.
"Jedes potentielle Signal wird von mindestens zehn Freiwilligen bewertet und es
bedarf mindestens 90 Prozent Ja-Stimmen, damit ein Signal für eine weitere
Untersuchung in Betracht kommt."
Kurze Zeit nach dem Start wurde Exoplanet Explorer in einem
dreitägigen Event im Rahmen der Reihe Stargazing live im australischen
Fernsehen vorgestellt. Schon nach 48 Stunden hatten mehr als 10.000 Nutzer über
zwei Millionen Einschätzungen abgegeben. Einige Daten, die dabei zu bewerten
waren, hatte zuvor noch kein Astronom gesehen. Unzählige Planeten gingen den
Wissenschaftlern so ins Netz, doch zum Abschluss der Reihe wollten sie ein
besonders spannendes System präsentieren. Sie fanden es um den Stern K2-138 -
die Bürgerwissenschaftler hatten hier vier Planeten entdeckt.
Inzwischen haben die Wissenschaftler das System weiter untersucht und dabei
eine Besonderheit festgestellt: Die Planeten umlaufen ihre Sonne in einer Kette
von 3:2-Resonanzen - jeder Planet benötigt exakt 50 Prozent länger für eine
Umrundung seiner Sonne, als der nächste weiter innen liegende Planet. Die
Astronomen entdeckten außerdem noch einen fünften Planeten, der sich auch in
dieses System einpasst.
Der Fund eines solchen Systems ist vor allem überraschend für
Wissenschaftler, die sich mit der Entstehung von Sonnensystemen befassen:
"Einige Theorien sagen eine recht chaotische Entstehungsgeschichte in der
Frühphase voraus", so Christiansen. "Auf diese Weise sollte aber kaum eine so
kompakte und geordnete Konfiguration wie bei K2-138 entstehen. Es ist toll, dass
wir dieses ungewöhnliche System mithilfe der Öffentlichkeit entdeckt haben."
Die Planeten um K2-138 haben eine Masse zwischen 1,6 und 3,3 Erdmassen und
umrunden ihre Sonne in 2,35, 3,56, 5,40, 8,26 und 12,76 Tagen. Über die
Entdeckung berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der in der
Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.
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