Dank des Kepler-Satelliten kennen wir jetzt drei Planeten, die in Doppelsternsystemen umkreisen.
Anfang 2012 gaben Astronomen bekannt, dass der Kepler-Satellit zwei zusätzliche Gasriesenplaneten gefunden hat - die sie Kepler-34b und Kepler-35b genannt haben -, die umkreisen binär oder Doppelsternsysteme. Die Planeten sind ungefähr Saturn-groß. Nur ein anderer Planet, der einen Doppelstern umkreist - Kepler-16b - wurde zuvor beobachtet. Die Entdeckung wurde im September 2011 bekannt gegeben. Die Kepler-Kollaboration berichtete über die beiden neuesten Planeten der Doppelsterne am 11. Januar 2012 in der Zeitschrift Natur.
Kepler-35-System. Künstlerin: Lynette Cook / extrasolar.spaceart.org
Kepler-34b umkreist seine beiden sonnenähnlichen Sterne alle 289 Tage und die Sterne umkreisen sich alle 28 Tage. Kepler-35b umkreist seine kleineren und kühleren Wirtssterne alle 131 Tage und das Sternpaar umkreist sich alle 21 Tage. Die Planeten befinden sich zu nahe an ihren Elternsternen, um sich in der „bewohnbaren Zone“ zu befinden - der Region, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten existieren könnte.
Planeten, die Doppelsterne umkreisen, waren früher das Material von Issac Asimov-Romanen und George Lucas-Filmen. Aber die Autoren der Natur Artikel schätzen, dass für Kurzperiodische binäre Systeme - wo sich zwei Sterne auf ähnlichen Zeitskalen wie oben umkreisen - mindestens 1% von ihnen werden Planeten beherbergen. Das sind zumindest Millionen von Systemen, ganz zu schweigen von den längerfristigen Doppel - Systemen (manche Doppelsterne brauchen viele Jahre, um sich einmal zu umkreisen), die die Natur Artikel analysiert nicht.
Kepler 34b, mit freundlicher Genehmigung von W. Wilson et al.
Laut diesem Bericht hat der Kepler-Satellit derzeit 2.326 Kandidaten ausfindig gemacht Exoplanetenoder Planeten, die andere Sterne als unsere Sonne umkreisen, aber - mit Ausnahme der drei oben genannten Planeten - alle diese Planeten umkreisen einzelne Sterne. Mittlerweile wird angenommen, dass etwa ein Drittel aller Sternensysteme in der Milchstraße binäre Systeme sind, in denen sich zwei gravitativ gebundene Sterne gegenseitig umkreisen. Es wird übrigens angenommen, dass nur eine Handvoll anderer Systeme aus mehr als zwei Sternen besteht. Es wird angenommen, dass der Stern Castor im Sternbild Gemini ein Sextupel-Sternsystem ist: drei umlaufende Paare von Binärdateien!
Der Kepler-Satellit, der nach dem Astronomen Johannes Kepler aus dem 17. Jahrhundert benannt wurde, wurde 2009 mit dem genauen Auftrag gestartet, erdähnliche Exoplaneten, Planeten, die andere Sterne umkreisen, zu orten. Vor Kepler waren, obwohl in der Vergangenheit einige Exoplaneten entdeckt worden waren, alle sehr massive Planeten wie der Jupiter. Sehr massive Planeten sind zwar relativ leicht zu entdecken, bieten aber nicht die Möglichkeit eines erdähnlichen Lebens. Der Kepler-Satellit hat uns einen Einblick in die vielfältige Planetenlandschaft unserer Galaxie gegeben.
Das Rendering des Künstlers zeigt die verschiedenen Planetensysteme, die von der NASA-Mission Kepler entdeckt wurden. Von Hunderten von möglichen Planetensystemen hatten Wissenschaftler zuvor sechs Systeme mit mehreren transitierenden Planeten verifiziert (hier rot markiert). Nun haben Kepler-Beobachtungen Planeten (hier in Grün dargestellt) in 11 neuen Planetensystemen verifiziert. Viele dieser Systeme enthalten zusätzliche Planetenkandidaten, die noch verifiziert werden müssen (hier in dunkelviolett dargestellt). Als Referenz sind die acht Planeten des Sonnensystems blau dargestellt. Bildnachweis: NASA Ames / Jason Steffen, Fermilab-Zentrum für Teilchenastrophysik
Der Kepler-Satellit untersucht Doppelsternsysteme besonders genau, um festzustellen, welche Planetenarten sie beherbergen. Diese Erkenntnisse liefern wichtige Hinweise auf die Entstehung dieser Systeme. Werden Doppelsternsysteme durch Kollisionen von getrennten Sternsystemen gebildet, oder bilden sich diese Binärdateien gleichzeitig aus demselben „Sternmaterial“? Ist es wahrscheinlicher, dass Doppelsternsysteme Planeten beherbergen als Einzelsternsysteme? Kepler hofft, viele dieser Fragen beantworten zu können.
Astronomen erkennen Doppelsternsysteme auf verschiedene Arten. Einige Binärdateien sind nah genug, um durch Teleskope optisch aufgelöst zu werden. Wir können tatsächlich die zwei getrennten Sterne sehen! Für weiter entfernte Sternensysteme müssen klügere Methoden angewendet werden.
Die Messung der Leuchtkraft oder Helligkeit entfernter Lichtpunkte liefert Hinweise darauf, ob es sich nicht tatsächlich um Doppelsterne handelt. Das in der Konstellation Perseus vorkommende System Algol, der Dämonenstern, wurde von frühen Sternguckern mit unterschiedlicher Leuchtkraft wahrgenommen. Es dauerte bis 1783, bis die frühen Wissenschaftler die Helligkeit in sich wiederholenden Mustern aufzeichneten und sie 10 Stunden lang etwa alle drei Tage abschwächten. Sie schlugen vor, dass Algol tatsächlich ein binäres System sei, bei dem ein Stern für diese 10 Stunden den anderen verdunkelt.
Die Frequenzen des von einem Sternensystem emittierten Lichts werden auch verwendet, um die Art des Systems zu bestimmen. Sterne, wie unsere Sonne, erzeugen elektromagnetische Strahlung über einen Bereich von Frequenzen oder Farben. Unsere Sonne erzeugt tatsächlich hauptsächlich sichtbares Licht, aber auch Infrarot- und Radiowellen auf der Niederfrequenzseite des Spektrums sowie Ultraviolett- und Röntgenstrahlung in den oberen Frequenzbändern. Diese elektromagnetischen Wellen verhalten sich ähnlich wie die uns vertrauten Schallwellen. Wir alle haben den Doppler-Effekt bemerkt, als Fahrzeuge mit Sirenen an uns vorbeigefahren sind: Die Schallwellen, die sich auf uns zubewegen, werden höher oder die Frequenz höher, die Schallwellen, die sich von uns wegbewegen, werden niedriger. Der gleiche Effekt tritt bei den elektromagnetischen Wellen auf, die Licht sind. Astronomen können das Licht dieser binären Systeme messen, indem sie wiederholt die Tonhöhe erhöhen und verringern. Auf diese Weise können wir feststellen, dass sich tatsächlich zwei Sterne gleichzeitig auf uns zu- und von uns wegbewegen.
Der Kepler-Satellit, der Planetenjäger der Extraklasse. Bildnachweis: NASA
Heutzutage, wenn Astronomen ein Doppelsternsystem gefunden haben, könnte die Aufgabe darin bestehen, alle möglichen Planeten im System zu entdecken. Der Kepler-Satellit verwendet ein sehr ähnliches Verfahren wie die zuvor erwähnte Leuchtkraftmessung. Kepler hält seine Kamera auf einem bestimmten Teil des Himmels in Richtung der Sternbilder Cygnus, Lyra und Draco. Es wartet dann geduldig, bis einer der Sterne kurzzeitig in Leuchtkraft versinkt. Dies ist das Signal eines Exoplaneten. Diese Verdunkelung wird als Planet interpretiert, der über das Gesicht des Sterns wandert. Durch Messung des Dimmbetrags und der Häufigkeit des Auftretens können die Eigenschaften des Planeten wie Größe und Masse ermittelt werden. Mit dieser kleinen Information ist es möglich festzustellen, ob der Planet erdähnlich oder den riesigen gasförmigen Planeten in den äußeren Bereichen unseres Sonnensystems, wie dem Jupiter, ähnlicher ist.
Obwohl der Kepler-Satellit kürzlich erdähnliche Planeten sowie Planeten, die Doppelsterne umkreisen, entdeckt hat, bietet er uns einen beispiellosen Blick auf die vielfältige Sonnenlandschaft.