EXTRASOLARE PLANETEN
Erdähnlicher Planet um jede vierte Sonne?
von Stefan Deiters
astronews.com
19. August 2019

Wie viele erdähnliche Planeten um sonnenähnliche Sterne gibt es in unserer Milchstraße? Diese Frage ist nicht nur grundsätzlich interessant, sondern auch von Bedeutung für die Planung künftiger Missionen. Jetzt haben Astronominnen und Astronomen diese Anzahl mithilfe umfangreicher Simulationen neu abgeschätzt: Um jeden vierten sonnenähnlichen Stern könnte danach ein erdähnlicher Planet kreisen.

Wie viele sonnenähnliche Sterne kreisen erdähnliche Planeten? Hier eine künstlerische Darstellung des Systems Kepler-452b. Bild: NASA /Ames / JPL-Caltech   [Großansicht]

Mit Missionen wie Kepler haben Astronominnen und Astronomen inzwischen Tausende von Planeten um andere Sonnen entdeckt. Die meisten dieser Welten sind weit von uns entfernt und gleichen unserer kosmischen Heimat kaum: Sie sind entweder deutlich größer als die Erde oder sie umkreisen ihre Sterne auf deutlich weiteren oder engeren Bahnen als unser Heimatplanet.

Schon länger hofft man, dass einer der zahlreichen Missionen zur Suche nach Exoplaneten irgendwann eine "zweite Erde" ins Netz geht. Neue Missionen sind geplant, die weitere Details über eine solche Welt liefern sollen, die dann auch Rückschlüsse über ihre Bewohnbarkeit oder die Existenz von Lebensformen erlauben würde.

Für die Planung solcher Missionen ist die wahrscheinliche Anzahl von erdähnlichen Planeten um sonnenähnliche Sterne von großer Bedeutung: Sind sie recht häufig, ist es wahrscheinlich, dass sich bereits in relativer Nähe ein solcher Planet finden und untersuchen lässt. Sind solche Welten sehr selten, benötigt man eventuell ein besonders leistungsstarkes Teleskop, um sie auch in größeren Entfernungen aufspüren zu können.

Das Weltraumteleskop Kepler hat nach Planeten mithilfe der Transitmethode gesucht, also beobachtet, wie ein Planet regelmäßig vor seiner Sonne vorübergezogen ist und diese geringfügig verdunkelt hat. "Kepler hat Planeten in ganz verschiedenen Größen, mit verschiedenen Umlaufbahnen und Zusammensetzungen entdeckt", so Professor Eric B. Ford von der Penn State University, einer der Leiter der neuen Studie. "Wir wollten diese Entdeckungen nutzen, um unser Verständnis über die Entstehung von Planeten zu verbessern und künftige Missionen zur Suche nach bewohnbaren Planeten besser planen zu können. Allerdings kann das simple Zählen von Planeten mit einer bestimmten Größe oder einer bestimmten Umlaufbahn zu falschen Ergebnissen führen, da es sehr viel schwerer ist, kleine Planeten in großer Entfernung von ihrem Stern zu finden, als große Planeten in geringer Entfernung."

Um diese Problem zu umgehen, wählten das Team einen neuen Weg: Sie simulierten ganze "Universen" aus Sternen und Planeten und "beobachteten" dann diese simulierten Universen, um zu bestimmen, wie viele Planeten man mit Kepler hätte entdecken können. Dazu nutzten sie den finalen Katalog der Kepler-Mission und neue Daten zu den Sternen der ESA-Mission Gaia. So errechneten sie die Rate von Planeten pro Stern in Abhängigkeit von Planetengröße und Umlaufbahn. 

Betrachtet man Planeten, die etwa drei Viertel bis zur 1,5-fachen Masse der Erde haben und einen sonnenähnlichen Zentralstern in 237 bis 500 Tagen umrunden, sollte sich um jeden vierten Stern ein solcher Planet finden lassen. Da sie mit ihrem Verfahren aber auch den Fehler ihrer Berechnung abschätzen können, empfehlen sie, dass künftige Missionen so ausgelegt werden sollten, dass sie auch sinnvolle Ergebnisse liefern, wenn nur jeder 33. Stern einen entsprechenden Planeten besitzt.

Über ihre Studie berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astronomical Journal erschienen ist.