Abenteuer Astronomie

Zum ersten Mal durfte die Welt am 6. August eine Lichtkurve des neuen NASA-Astronomiesatelliten Kepler bewundern, eine von 52496, die während zehntägiger Testmessungen mit seinem Schmidt-Teleskop und der Riesen-CCD-Kamera aufgenommen worden waren.

Gezeigt wurde HAT-P-7, einer von drei Sternen im Gesichtsfeld der Kamera, bei dem bereits ein Exoplanet bekannt ist, der regelmäßig vor dem Sternscheibchen herzieht. Als „heißer Jupiter“ mit gebundener Rotation wird eine Seite von ihm permanent bestrahlt und derart aufgeheizt, so dass sie auch selbst wieder sichtbares Licht abstrahlt. Die Lichtkurve zeigt die Durchgänge dieses Planeten HAT-P-7b in außerordentlicher Klarheit und ebenso wesentlich geringere Einbrüche der gemeinsamen Strahlung von Stern und Planet, wenn dieser hinter dem Stern verschwindet. Überdies schwankt diese Gesamtstrahlung sinusförmig und ist am größten unmittelbar vor der Bedeckung des Planeten: Hier macht sich bemerkbar, dass wir einmal mehr und einmal weniger von der angestrahlten und selbst strahlenden Seite des Planeten sehen, am wenigsten kurz vor den Transits und am meisten kurz vor den Bedeckungen. Solche Phasenkurven hatte übrigens der kleine europäische Kepler-Konkurrent CoRoT bereits bei zwei anderen Sternen gemessen, allerdings nicht ganz so klar. Aus solchen Kurven lässt sich bereits etwas über die Atmosphäre des Planeten sagen, nämlich dass sie über eine Schicht absorbierender Partikel verfügen muss. Die Interpretation ist allerdings nicht einfach, da der Anteil von reflektiertem Sternlicht und Eigenemission zunächst einmal unbekannt ist.

Viel interessanter für den Auftrag Keplers sind aber ohnehin die Zahlen, die die Lichtkurve von HAT-P-7b beschreiben: Während bei den Transits das Sternenlicht um 6726 ±11ppm (Teile pro Million, also 0,7%) zurückgeht, sind es bei den Bedeckungen des Planeten 130 ±11ppm: Das ist ein Nachweis mit elf Standardabweichungen bei einer Aufaddition von nur vier Messreihen, wobei das Restrauschen (erkennbar als Abweichung der Messpunkte) bei etwa 60ppm liegt. Ein Planet vom Durchmesser der Erde im Transit bei einem sonnenähnlichen Stern verursacht nun einen Helligkeitseinbruch von immerhin rund 85ppm: Damit ist bewiesen, dass Kepler solch ein System mit vergleichbarer statistischer Sicherheit wird nachweisen können – wenn es denn fremde Erden gibt. Das ist die eigentliche Botschaft dieser vorab veröffentlichten Daten: In ein paar Jahren, wenn solche Erden mit einem Jahr Umlaufszeit dreimal vor ihren Sonnen vorbei gezogen wären, wird man eindeutig sagen können, ob es sie gibt und wie häufig sie sind. Aber CoRoT prescht schon wieder voraus: Dem kleinen Satelliten ist nämlich bei seinem Exoplanetenfund CoRoT-7b – mit viel mathematischem Aufwand allerdings – eine Durchmesserbestimmung vom nur 1,7-fachen der Erde gelungen! Die Masse dieses Planeten ist unbekannt, weil auch die besten Spektrographen keinen Effekt auf die Radialgeschwindigkeit des Sterns sehen, aber es gibt eine ziemlich verlässliche Obergrenze von 21 Erdmassen. Damit ist CoRoT offenbar die erste Messung des Durchmessers einer „Super-Erde“ gelungen, die überdies mit einer Jahreslänge von nur 20 ½ Stunden einen neuen Rekord aufstellt: Ganz und gar nicht das, wonach Kepler sucht, aber ein Fall mit winzigem Durchmesser und keinem Radialeffekt, der auch dem NASA-Satelliten noch manches Mal zu schaffen machen dürfte.

Daniel Fischer

	CoRoT vs. Kepler: www.scienceblogs.de/planeten/2009/08/glitzernde-extrasolare-planeten-und-sternenfinsternisse.php
	CoRoT-7b: http://arxiv.org/abs/0908.0241