Abenteuer Astronomie

Als »super-Earth« wird in der Exoplanetenkunde ein Sternbegleiter bezeichnet, der mehr als eine aber weniger als zehn Erdmassen besitzt und damit deutlich masseärmer als die Planeten Uranus und Neptun ist: In unserem Planetensystem gibt es derlei nicht, und entsprechend unklar ist auch, wie solche Supererden eigentlich physisch beschaffen sind.

Knapp 30 Fälle bei anderen Sternen sind inzwischen aktenkundig, und gerade sind drei neue dazu gekommen, die Besonderheiten aufweisen: Zwei der Supererden kreisen um Sterne, die unserer Sonne ausgesprochen ähnlich sind, der dritte gehört zwar zu einem roten Zwergstern, zieht aber von der Erde aus alle 38 Stunden vor dessen Scheibchen her, was eine genaue Bestimmung von Masse wie Durchmesser erlaubt (und auch zu der Entdeckung führte). GJ 1214b hat danach den 2,7-fachen Durchmesser der Erde bei ihrer 6,6-fachen Masse. Das spricht — sagen die Entdecker — für eine Zusammensetzung ähnlich dem Jupitermond Ganymed: Nach ihrer Modellrechnung besteht der Planet zu 75% aus Wasser (vielleicht in einem exotischen heißen, aber festen Zustand), mit 22% Silizium und 3% Eisen, das Ganze umgeben von einer dünnen Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium. Stark abweichende Zusammensetzungen — viel mehr Atmosphäre bei kleinerem Kern — sind zwar nicht auszuschließen, würden aber weniger zu heutigen Vorstellungen der Planetenbildung passen. Die einzige andere Supererde mit Transits, CoRoT-7b, hat eine viel höhere Dichte, ähnlich der Erde, aber das passt: Sie hat eine viel höhere Oberflächentemperatur als GJ 1214b mit seinen 470 Kelvin, da sie um einen heißeren Stern kreist. Und letzterer liegt der Erde mit nur 40 Lichtjahren Abstand auch erheblich näher, so dass sich der neue Planet künftig viel besser als CoRoT-7b untersuchen lassen wird.

Die anderen beiden neuen Supererden gehören zu einem ganzen Schwung massearmer Planeten, die ein mehrjähriges Suchprogramm mit der Radialgeschwindigkeitsmethode am Keck-Teleskop und am Anglo-Australian Telescope eingefahren hat, und sind die ersten bei sonnenähnlichen Sternen überhaupt. Beim G5V-Stern 61 Virginis — nur 28 Lichtjahre entfernt — wurde gleich ein ganzes Planetensytem entdeckt: 5, 18 und 24 Erdmassen (Minimum, da die Bahnneigung unbekannt ist) haben die drei Planeten, die in 4, 38 und 124 Tagen um den Stern laufen. Das System ist schon das sechste bekannte mit mehreren Planeten, die alle weniger als ein Jahr Umlaufszeit haben: Eine gute Nachricht für den Satelliten Kepler, der per Transitmethode mehrere solcher Multi-Planetensysteme entdecken müsste, bei denen die Planeten alle vor ihren Sternen herziehen. Beim G0V-Stern HD 1461 in 76 Lichtjahren Distanz stießen dieselben Astronomen auf einen Planeten mit 7,4 Erdmassen Minimum und 5,8 Tagen Umlaufszeit, vermutlich ebenfalls begleitet von zwei weiteren schwereren Planeten weiter draußen, deren Radialgeschwindigkeitssignal allerdings minimal und noch unbestätigt ist. Insgesamt hat sich durch die neuen Entdeckungen die Häufigkeit von sonnenähnlichen Sternen in unserer Nachbarschaft mit Planeten von weniger als Neptunmasse und Umlaufszeiten von weniger als 50 Tagen spürbar erhöht. Womit in den Augen vieler Exoplanetenforscher die Wahrscheinlichkeit abermals gestiegen ist, schon in wenigen Jahren eine bewohnbare Welt in unserer Nähe zu finden. Und es unklarer denn je ist, ob dies zuerst den Satelliten Kepler und CoRoT, oder aber fleißigen Astronomen auf der Erde gelingen wird.

Daniel Fischer

	Pressemitteilung zu GJ 1214: www.eso.org/public/news/eso0950
	Veröffentlichung zu 61 Vir: arxiv.org/abs/0912.2599
	Veröffentlichung zu HD 1461: arxiv.org/abs/0912.2566