Astronomen finden eine neuen Planetentyp: Die „Mega-Erde“

Vor kurzen haben Astronomen in einer Pressekonferenz beim Treffen der American Astronomical Society (AAS) die Entdeckung eines neuen Planetentyps vorgestellt - einen Gesteinsplaneten mit 17-facher Erdmasse. Theoretiker waren bisher der Meinung, dass es solche Welten nicht geben kann, weil so massereiche Planeten jede Menge an Wasserstoffgas anziehen und sich somit zu einem jupiterähnlichen Gasriesen entwickeln würden. Obwohl dieser Planet viel größer ist als die bisher entdeckten sogenannten Super-Erden, besteht er dennoch nur aus festen Materialien, so dass er als Mega-Erde bezeichnet wird.

Xavier Dumusque vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), der die Datenanalyse durchführte und die Entdeckung machte war selbst über diese Entdeckung überrascht. Und CfA-Forscher Dimitar Sasselov, Direktor der Harvard Origins of Life Initiative fügte hinzu:"Dies ist der Godzilla unter den Erden, aber im Gegensatz zum Filmmonster hat Kepler-10c positive Auswirkungen für das Leben".

Die neu entdeckte Mega-Erde Kepler-10c umkreist einen sonnenähnlichen Stern einmal alle 45 Tage. Der Stern befindet sich in einer Entfernung von 560 Lichtjahren im Sternbild Drache. Das System beherbergt auch einen Planeten mit dreifacher Erdmasse, Kepler-10b, eine Lava-Welt die in nur 20 Stunden den Mutterstern umkreist.
Kepler-10c hat einen Durchmesser von etwa 29 000 km und ist damit etwa 2,3-mal so groß wie die Erde. Dies impliziert, dass er in die Kategorie der Mini-Neptuns fallen würde, die eine dicke gasförmige Hülle haben.

Das Team verwendete das HARPS-Instrument auf der Nord Telescopio Nazionale Galileo (TNG) auf den Kanarischen Inseln, um die Masse von Kepler-10s zu messen. Sie fanden, dass der Planet 17-mal so viel wie die Erde wiegt - weit mehr als erwartet wurde. Dies zeigt, dass Kepler-10c eine dichte Zusammensetzung aus Gesteinen und anderen festen Materialien hat.

Kepler-10c hat seine Atmosphäre nicht mit der Zeit verloren; er ist massiv genug, damit er sie hätte halten können, meint Dumsque Der Planet muss so entstanden sein, wie er jetzt ist.

Mit den gegenwärtigen Theorien über Planetenbildung ist es schwierig zu erklären, wie ein so großer Gesteinsplanet sich entwickeln konnte. Aber eine neue Beobachtungsstudie deutet darauf hin, dass Kepler-10c nicht alleine ist.
Ferner haben AAS und CfA-Astronom Lars A Buchhave eine Korrelation zwischen der Umlaufperiode und der Größe von Planeten entdeckt, bei der der Übergang von Gesteinsplaneten und Gasplaneten erfolgt. Dies deutet darauf hin, dass mehr Mega-Erden gefunden werden, wenn die Planetenjäger nach Planeten mit längeren Umlaufzeiten ihr Augenmerk lenken.

Die Entdeckung, der Mega-Erde Kepler-10c hat auch tiefgreifende Folgen für die Geschichte des Universums und die Möglichkeit von Leben. Das Kepler-10-System ist rund 11 Milliarden Jahre alt, was bedeutet, dass es weniger als 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall entstand.

Das frühe Universum enthielt nur Wasserstoff und Helium. Schwerere Elemente wie Silizium und Eisen, die für die Entstehung von Gesteinsplaneten benötigt werden, mussten mit der ersten Generation von Sternen entstanden sein, als diese explodierten und die entscheidenden Zutaten im Weltraum verstreuten.

Dieser Prozess sollte eigentlich Milliarden von Jahren dauern. Es zeigt sich jedoch, dass das Universum in der Lage war, solch riesige Gesteinsplaneten auch während jener Zeit zu bilden, als die schweren Elemente noch knapp waren. Solche Planeten sind also viel früher entstanden als die Forscher dachten was bedeutet, dass auch Leben schon in jener fernen Zeit möglich war.
Dieses Ergebnis zeigt, dass Astronomen alte Sterne bei der Suche nach erdähnlichen Planeten nicht ausschließen sollten. Denn wenn alte Sterne Gesteinsplaneten haben, dann haben wir eine gute Chance, auch in unserer kosmischen Nachbarschaft potentiell bewohnbare Welten zu finden.

Das HARPS-North-Projekt wird von der Sternwarte der Genfer Universität geleitet. Das Nationale Institut für Astrophysik (INAF, Italien) hat zugestimmt, 80 Beobachtungsnächte pro Jahr über einen Zeitraum von fünf Jahren zur Verfügung zu stellen, um HARPS-North an das Telescopio Nazionale Galileo gekoppelt verwenden zu können. Die US-Partner sind das CfA und die Harvard Universitäy Origins of Life Initiative sowie die britischen Partner der Universitäten St. Andrews in Edinburgh und der Queens University von Belfast.

Mit Hauptsitz in Cambridge, Massachusetts, USA, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ist es eine gemeinsame Zusammenarbeit zwischen dem Smithsonian Astrophysical Observatory und dem Harvard College Observatory. CfA Wissenschaftler, die in sechs Forschungsbereichen organisiert sind, studieren Ursprung, Evolution und Schicksal des Universums.


4. Juni 2014/SP
Verein Kuffner-Sternwarte