Schlagwort: Kepler

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Methan auf fernem Exoplaneten entdeckt

Links unten leuchtet ein kleiner roter Stern, in der Mitte ist eine kleinere Sichel eines Mondes, rechts füllt die beleuchtete Sichel eines Planeten das halbe Bild.

Illustrationscredit: Ahmad Jabakenji (ASU Libanon, Nordstern Weltraumkunst); Daten: NASA, ESA, CSA, JWST

Wo könnte es sonst noch Leben geben? Eine der großen offenen Fragen der Menschheit, nämlich die Suche nach Planeten, auf denen es vielleicht extrasolares Leben gibt, kam 2019 einen großen Schritt voran: In der Atmosphäre des fernen Exoplaneten K2-18b wurde eine beträchtliche Menge Wasserdampf entdeckt.

Der Planet und sein Elternstern K2-18 liegen etwa 124 Lichtjahre entfernt im Sternbild Löwe (Leo). Der Exoplanet ist deutlich größer und massereicher als unsere Erde, doch er kreist in der bewohnbaren Zone seines Heimatsterns. K2-18 ist zwar rötlicher als unsere Sonne, leuchtet aber am Himmel von K2-18b ähnlich hell wie die Sonne am Himmel der Erde.

Die Entdeckung von Wasser in der Atmosphäre im Jahr 2019 gelang mit Daten dreier Weltraumteleskope: Hubble, Spitzer und Kepler. Diese Teleskope zeichneten die Absorption der Farben von Wasserdampf auf, während sich der Planet vor seinem Stern vorbeibewegte.

2023 wurden bei weiteren Beobachtungen durch das Weltraumteleskop Webb im Infrarotlicht Hinweise auf weitere Moleküle entdeckt, die auf Leben hindeuten, zum Beispiel Methan.

Die Illustration zeigt rechts den Exoplaneten K2-18b, der von einem Mond (Mitte) umkreist wird. Beide umrunden zusammen den roten Zwergstern links unten.

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4000 Exoplaneten

Videocredit: SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida); Daten: NASA-Exoplanetenarchiv

Mehr als 4000 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems sind inzwischen bekannt, sie werden als Exoplaneten bezeichnet. Dieser Meilenstein wurde letzte Woche überschritten, wie das Exoplanetenarchiv der NASA berichtete. Das Video zeigt diese Exoplaneten in Licht und Ton, chronologisch beginnend mit der ersten bestätigten Entdeckung 1992 bis ins Jahr 2019.

Anfangs ist der gesamte Nachthimmel komprimiert dargestellt. Das Zentralband unserer Milchstraße bildet ein riesiges U. Exoplaneten, die durch leichtes Schwanken der Farben ihres Zentralsterns (Radialgeschwindigkeit) entdeckt wurden, erscheinen in rosa, während Planeten, die durch eine leichte Absenkung der Helligkeit ihres Zentralsterns (Transit) gefunden wurden, sind violett abgebildet. Weiters wurden direkt abgebildete Exoplaneten orange dargestellt. Exoplaneten, die durch gravitative Vergrößerung (Mikrolinseneffekt) des Lichts eines Hintergrundsterns entdeckt wurden, sind in Grün gezeigt.

Je schneller ein Planet um seinen Herkunftsstern kreist, desto höher wird der begleitende Ton abgespielt. Der ausgediente Satellit Kepler entdeckte etwa die Hälfte der ersten 4000 Exoplaneten in nur einer kleinen Region am Himmel, während die Mission TESS auf bestem Weg ist, noch mehr Exoplaneten zu finden, die um die hellsten, nahe gelegenen Sterne kreisen, und zwar am ganzen Himmel verteilt.

Exoplaneten zu finden hilft der Menschheit nicht nur, das Potenzial für die Häufigkeit von Leben anderswo im Universum besser zu verstehen, sondern auch, wie unsere Erde und das Sonnensystem entstanden sind.

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Das Planetensystem Kepler-90

Im Planetensystem Kepler-90 kreisen 8 Planeten um einen sonnenähnlichen Stern; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Illustrationscredit: NASA Ames, Wendy Stenzel

Beschreibung: Haben andere Sterne Planetensysteme wie unseres? Ja – ein solches System ist Kepler-90. Der Satellit Kepler, der zwischen 2009 und 2018 im Erdorbit betrieben wurde, entdeckte und katalogisierte acht Planeten, somit besitzt Kepler-90 die gleiche Anzahl bekannter Planeten wie unser Sonnensystem.

Wie unser System besitzt Kepler-90 einen Stern der Spektralklasse G vergleichbar mit unserer Sonne, weiters Gesteinsplaneten wie unsere Erde sowie ähnlich große Planeten wie Jupiter und Saturn. Zu den Unterschieden gehört, dass alle bekannten Kepler-90-Planeten relativ nahe beieinander um den Stern kreisen – näher als die Erde um die Sonne -, weshalb sie womöglich zu heiß sind, um Leben zu entwickeln. Doch bei Beobachtungen über einen längeren Zeitraum könnten weiter außen liegende, kühlere Planeten entdeckt werden.

Kepler-90 ist ungefähr 2500 Lichtjahre entfernt. Seine scheinbare Helligkeit beträgt 14 mag, er ist mit einem mittelgroßen Teleskop im Sternbild Drache (Draco) zu sehen. 2018 startete das Weltraumteleskop TESS, das nach Exoplaneten sucht. Weitere für das nächste Jahrzehnt geplante Missionsstarts mit der Möglichkeit, Exoplaneten zu finden, sind das JWST der NASA sowie WFIRST.

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Wasserdampf auf einem fernen Exoplaneten entdeckt

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Illustrationscredit: ESA, NASA, Hubble; Künstler: M. Kornmesser

Beschreibung: Wo könnte es sonst noch Leben geben? Die Suche nach Planeten, auf denen es extrasolares Leben geben könnte, ist eine der großen offenen Fragen der Menschheit. Bei dieser Suche gelang kürzlich ein Schritt vorwärts, als man in der Atmosphäre des fernen Exoplaneten K2-18b eine signifikante Menge an Wasserdampf entdeckte.

Der Planet und sein Heimatstern, K2-18, liegen etwa 124 Lichtjahre entfernt im Sternbild Löwe (Leo). Der Exoplanet ist deutlich größer und massereicher als unsere Erde, kreist jedoch in der bewohnbaren Zone seines Heimatsterns. Obwohl K2-18 röter ist als unsere Sonne, leuchtet er am Himmel von K2-18b ähnlich hell wie die Sonne am irdischen Himmel. Die Entdeckung gelang mithilfe von Daten dreier Weltraumteleskope: Hubble, Spitzer und Kepler, diese registrierten die Absorption der Farben von Wasserdampf, während sich der Planet vor den Stern bewegte.

Diese Illustration zeigt rechts den Exoplaneten K2-18b, links seinen heimatlichen roten Zwergstern K2-18, und dazwischen einen unbestätigten Schwesterplaneten.

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4000 Exoplaneten


Videocredit: SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida); Daten: Exoplanetenarchiv der NASA

Beschreibung: Mehr als 4000 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems – so genannte Exoplaneten – sind heute bekannt. Dieser Zwischenstand wurde letzten Monat erreicht, wie das Exoplanetenarchiv der NASA zeigt. Dieses Video visualisiert die Exoplaneten in Ton und Licht, chronologisch sortiert ab der ersten bestätigten Entdeckung 1992.

Zuerst sieht man ein komprimiertes Bild des ganzen Nachthimmels, mit dem Zentralband unserer Milchstraße, das darin ein riesiges U bildet. Exoplaneten, die durch leichte Farbschwankungen ihrer Heimatsterne (Radialgeschwindigkeit) entdeckt wurden, sind rosarot dargestellt, während Planeten, die durch leichte Helligkeitsabfälle ihrer jeweiligen Sterne entdeckt wurden (Transit), violett abgebildet sind. Weiters erscheinen Exoplaneten, die direkt abgebildet wurden, orangefarben, und jene, bei denen das Licht eines Hintergrundsterns gravitativ vergrößert wurde (Gravitationslinsen), werden grün gezeigt.

Je schneller ein Planet um seinen Heimatstern kreist, desto höher ist der begleitende abgespielte Ton. Der ausgemusterte Satellit Kepler entdeckte etwa die Hälfte dieser ersten 4000 Exoplaneten in einer kleinen Region des Himmels. Die neue Mission TESS ist jedoch auf dem besten Weg, am ganzen Himmel noch mehr Exoplaneten zu finden, welche die hellsten nahen Sterne umkreisen.

Exoplaneten zu finden hilft der Menschheit nicht nur, die potenzielle Verbreitung von Leben anderswo im Universum besser zu verstehen, sondern auch, wie unsere Erde und das Sonnensystem entstanden sind.

APOD auf Instagram in englisch, indonesisch oder persisch

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Das Keplerhaus in Linz

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Bildcredit und Bildrechte: Erich Meyer (Linzer Astronomische Gemeinschaft)

Beschreibung: Heute vor vierhundert Jahren (15. Mai 1618) entdeckte Johannes Kepler die einfache mathematische Regel, welche die Bahnen der Planeten im Sonnensystem erklärt, und die nun als drittes Keplersches Gesetz der Planetenbewegung bekannt ist. Damals lebte er in diesem großen Haus in der Hofgasse, einer schmalen Straße nahe dem Schloss und dem Hauptplatz von Linz in Österreich auf dem Planeten Erde.

Die eindeutige Zuordnung dieses Wohnsitzes (Hofgasse 7) als Ort der Entdeckung dieses dritten Gesetzes ist eine neue Erkenntnis. Erich Meyer von der Linzer Astronomischen Gemeinschaft konnte das historische Rätsel lösen, zum Teil anhand der Beschreibungen von Keplers Mondfinsternisbeobachtungen.

Kepler war eine Schlüsselfigur der wissenschaftlichen Revolution des 17. Jahrhunderts, er unterstützte Galileis Entdeckungen und das Kopernikanische System, in dem die Planeten um die Sonne und nicht um die Erde kreisen. Er zeigte, dass Planeten auf Ellipsen um die Sonne wandern (1. Keplersches Gesetz), dass Planeten auf ihrer Bahn proportional schneller wandern, wenn sie sich der Sonne nähern (2. Keplersches Gesetz), und dass weiter entfernte Planeten proportional länger brauchen, um die Sonne zu umrunden (3. Keplersches Gesetz).

Kepler-Planeten aus Linz

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Das Kepler-90-Planetensystem

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Illustrationscredit: NASA Ames, Wendy Stenzel

Beschreibung: Haben andere Sterne Planetensysteme wie unseres? Ja – so ein System ist Kepler-90. Es wurde vom Satelliten Kepler katalogisiert, nun wurde ein achter Planet entdeckt, womit Kepler-90 die gleiche Anzahl an bekannten Planeten besitzt wie unser Sonnensystem.

Zu den Ähnlichkeiten zwischen Kepler-90 und unserem System gehört ein sonnenähnlicher G-Stern, erdähnliche Gesteinsplaneten sowie große Planeten von ähnlicher Größe wie Jupiter und Saturn. Unterschiedlich ist, dass alle bekannten Planeten von Kepler-90 relativ eng kreisen – näher am Stern als die Erde um die Sonne – womit sie vielleicht zu heiß sind, um Leben zu beherbergen.

Durch Beobachtungen über längere Zeiträume könnten jedoch weiter außen kühlere Planeten entdeckt werden. Kepler-90 ist etwa 2500 Lichtjahre entfernt, leuchtet mit 14 mag und ist mit mittelgroßen Teleskopen im Sternbild Drache (Draco) zu sehen. Auch im nächsten Jahrzehnt sind Starts für Suchmissionen nach Exoplaneten geplant: TESS, JWST, WFIRST und PLATO.

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Zehn Milliarden Erden

Dieses Balkendiagramm zeigt, bei wie vielen Sternen Planeten verschiedener Größe vermutet werden.

Illustrationscredit: NASA, F. Fressin (Harvard CfA)

Wie häufig sind erdgroße Planeten? Wenn man die aktuellsten Daten von Kepler hochrechnet, kommen sie ziemlich häufig vor. Kepler ist eine Raumsonde der NASA in der Erdumlaufbahn. Aktuelle Computermodelle lassen den Schluss zu, dass mindestens einer von zehn Sternen von einem erdgroßen Planeten umkreist wird. Damit würde unsere Galaxis mehr als zehn Milliarden Erden enthalten.

Leider gilt diese Schätzung nur für Planeten, die gleichsam innerhalb der Merkurbahn kreisen. Somit wären diese heißen Erden keine einladenden Reiseziele für Menschen.

Dieses Balkendiagramm zeigt, bei wie vielen Sternen verschieden große Planeten in sternnahen Umlaufbahnen vermutet werden. Sicherlich gibt es viel weniger sonnenähnliche Sterne mit erdähnlichen Planeten in erdähnlichen Umlaufbahnen. Doch Kepler hat bereits die Entdeckung von vier weiteren erdähnlichen Planeten angekündigt.

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