Exoplaneten: Erste Schätzung zur Häufigkeit von erdähnlichen Planeten
© Instituto de Astrofísica de Canarias (Ausschnitt)
Erdgroße Exoplaneten umrunden wahrscheinlich fast jeden Vierten sonnenähnlichen Stern. Das ergaben Berechnungen der Astronomen Andrew Howard und Geoffrey Marcy von der University of California in Berkeley. Die Forscher untersuchten 166 Sterne mit einer maximalen Entfernung von 80 Lichtjahren von der Erde. Darunter befanden sich Sterne der Spektralklassen G und K. G-Sterne haben die Größe und Temperatur unserer Sonne, K-Sterne weisen 0,8 Sonnenmassen auf und sind rund 2000 Grad kälter als die 5000 bis 6000 Grad Celsius heißen G-Sterne.
Mit dem Keck-Teleskop beobachtete das Team um Howard und Marcy die 166 Sterne über einen Zeitraum von fünf Jahren und bestimmte deren Radialgeschwindigkeiten. Aus der Taumelbewegung der Sterne schließen die Wissenschaftler indirekt auf die Existenz von Planeten in einer Umlaufbahn um den jeweiligen Stern. Mit dieser Technik können bisher jedoch nur solche Planeten detektiert werden, die eine bestimmte minimale Masse besitzen und ihren Stern in nicht allzu großer Entfernung umkreisen. Dazu gehören jupiterähnliche Gasriesen mit bis zu drei Jupitermassen (1000 Erdmassen), die den Stern in einer Entfernung von nur einem Viertel einer Astronomischen Einheit (Abstand Erde-Sonne) umrunden. Kleinere Planeten, die die Größe unseres Neptuns aufweisen oder sogenannte Super-Erden mit drei bis zehn Erdmassen, müssen ihre Sterne in engerer Umlaufbahn umkreisen, damit dem Teleskop-Spektografen-Gespann mit dieser Methode zugänglich sind.
Die Astronomen können erdgroße Exoplaneten auf diese Weise nicht finden, da sie zu klein sind, um eine ausreichend große Bewegung ihres Sterns auszulösen. Daher schloss das kalifornische Forscherteam von der Anzahl der Gasriesen und Super-Erden durch Extrapolation auf die Anzahl der erdgroßen Planeten. 22 der 166 Sterne hatten insgesamt 33 nachweisbare Planeten. Jupiterähnliche Planeten gibt es in 1,6 Prozent der Sonnensysteme, 12 Prozent der Sterne wurden von Super-Erden umrundet. Unter der Annahme, dass sich der Trend der steigenden Anzahl bei abnehmender Planetengröße fortsetzt, schlossen die Forscher daraus, dass 23 Prozent der Sonnensysteme erdähnliche Planeten aufweisen könnten.
Die Studie enthält die ersten Abschätzungen dieser Art zur Häufigkeit von erdgroßen Exoplaneten. Da in der Untersuchung nur Planeten mit kleinen Bahnradien berücksichtigt sind, könnte es in entfernteren Umlaufbahnen sogar noch mehr Planeten dieser Größe geben. Auch die Existenz von Exoplaneten in den habitablen Zonen ihrer Sonnensysteme ist nicht ausgeschlossen. Die habitable Zone bezeichnet denjenigen Bereich um einen Stern, in dem Wasser wegen der Temperaturverhältnisse flüssig ist.
Marcy ist Mitglied der Kepler-Mission der NASA, die bei 156000 Sternen nach Transit-Planeten sucht. Basierend auf der neuen Statistik erwarten die Astronomen nun die Entdeckung von 120 bis 160 erdgroßen Planeten bei 10000 Sternen, die eine Umlaufzeit von weniger als 50 Tagen haben.
Barbara Wolfart
Mit dem Keck-Teleskop beobachtete das Team um Howard und Marcy die 166 Sterne über einen Zeitraum von fünf Jahren und bestimmte deren Radialgeschwindigkeiten. Aus der Taumelbewegung der Sterne schließen die Wissenschaftler indirekt auf die Existenz von Planeten in einer Umlaufbahn um den jeweiligen Stern. Mit dieser Technik können bisher jedoch nur solche Planeten detektiert werden, die eine bestimmte minimale Masse besitzen und ihren Stern in nicht allzu großer Entfernung umkreisen. Dazu gehören jupiterähnliche Gasriesen mit bis zu drei Jupitermassen (1000 Erdmassen), die den Stern in einer Entfernung von nur einem Viertel einer Astronomischen Einheit (Abstand Erde-Sonne) umrunden. Kleinere Planeten, die die Größe unseres Neptuns aufweisen oder sogenannte Super-Erden mit drei bis zehn Erdmassen, müssen ihre Sterne in engerer Umlaufbahn umkreisen, damit dem Teleskop-Spektografen-Gespann mit dieser Methode zugänglich sind.
Die Astronomen können erdgroße Exoplaneten auf diese Weise nicht finden, da sie zu klein sind, um eine ausreichend große Bewegung ihres Sterns auszulösen. Daher schloss das kalifornische Forscherteam von der Anzahl der Gasriesen und Super-Erden durch Extrapolation auf die Anzahl der erdgroßen Planeten. 22 der 166 Sterne hatten insgesamt 33 nachweisbare Planeten. Jupiterähnliche Planeten gibt es in 1,6 Prozent der Sonnensysteme, 12 Prozent der Sterne wurden von Super-Erden umrundet. Unter der Annahme, dass sich der Trend der steigenden Anzahl bei abnehmender Planetengröße fortsetzt, schlossen die Forscher daraus, dass 23 Prozent der Sonnensysteme erdähnliche Planeten aufweisen könnten.
Die Studie enthält die ersten Abschätzungen dieser Art zur Häufigkeit von erdgroßen Exoplaneten. Da in der Untersuchung nur Planeten mit kleinen Bahnradien berücksichtigt sind, könnte es in entfernteren Umlaufbahnen sogar noch mehr Planeten dieser Größe geben. Auch die Existenz von Exoplaneten in den habitablen Zonen ihrer Sonnensysteme ist nicht ausgeschlossen. Die habitable Zone bezeichnet denjenigen Bereich um einen Stern, in dem Wasser wegen der Temperaturverhältnisse flüssig ist.
Marcy ist Mitglied der Kepler-Mission der NASA, die bei 156000 Sternen nach Transit-Planeten sucht. Basierend auf der neuen Statistik erwarten die Astronomen nun die Entdeckung von 120 bis 160 erdgroßen Planeten bei 10000 Sternen, die eine Umlaufzeit von weniger als 50 Tagen haben.
Barbara Wolfart
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