Webb entdeckt weiteren Planeten in lebensfreundlicher Zone um Kepler-51
Copyright: NASA, ESA, and L. Hustak, J. Olmsted, D. Player and F. Summers (STScI)
University Park (USA) – Mit gleich drei bislang bekannten ultraleichten und regelrecht aufgepufften Planeten gehört das Planetensystem um den Stern Kepler-51 zu den eher ungewöhnlichen bekannten Planetensystemen. Jetzt haben Astronomen mit dem Webb-Weltraumteleskop dort einen weiteren Planeten entdeckt, der seinen Stern nun in dessen lebensfreundlicher Zone umkreist.
Wie das Team um Professor Kento Masuda von der Universität Osaka und Jessica Libby-Roberts, Postdoktorandin am Center for Exoplanets and Habitable World an der Penn State University aktuell im „Astronomical Journal“ (DOI: 10.3847/1538-3881/ad83d3) berichtet, wollten sie ursprünglich den dritten Planeten des Systems, mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) untersuchen. Doch dann passierte der Planet unerwartet zwei Stunden früher als von Modellen vorhergesagt vor seinem Stern.
Eine Überprüfung dieser ungewöhnlichen Abweichung von den vorherberechneten Daten zeigte nun, dass die beste Erklärung für diese Diskrepanz die Existenz eines weiteren , damit vierten Planeten ist, dessen Gravitationskraft die Umlaufbahnen der anderen Planeten im System beeinflusst.
„Die drei zuvor bekannten Planeten, die den Stern Kepler-51 umkreisen, sind zwar etwa so groß wie der Saturn, haben jedoch nur einige wenige Male größere Masse als die Erde, was zu einer Dichte wie Zuckerwatte führt“, erläutert Libby-Roberts. „Wir glauben, dass sie winzige Kerne und riesige Atmosphären aus Wasserstoff und Helium haben, aber wie diese seltsamen Planeten entstanden sind und wie ihre Atmosphären der intensiven Strahlung ihres jungen Sterns nicht zum Opfer gefallen sind, bleibt ein Rätsel.“
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Der nun entdeckte vierte Planet besitzt nicht nur eine verhältnismäßig größere Masse, sondern umkreist seinen (von uns rund etwa 2600 Lichtjahre entfernten) Stern auch innerhalb dessen sogenannter habitablen Zone. Diese lebensfreundliche Zone beschriebt jene Abstandsregion um einen Stern, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund gemäßigter Temperaturen Wasser in flüssiger Form – und damit die Grundlage zumindest des uns bekannten irdischen Lebens – auf seiner Oberfläche existieren kann.
Die enorme verzögerte Ankunft des erwarteten dritten Planeten rührt von der Schwerkraftauswirkung des nun beschriebenen vierten Planeten des Systems. Für gewöhnlich sind die dadurch erzeugten Abweichungen, die als Transitzeitvariationen bezeichnet werden, geringfügig und werden in astronomische Modelle integriert, um das Vorbeiziehen der Planeten vor der „Sonnenscheibe“ ihres Sterns (sog. Transits) genau vorherzusagen.
Während im vorigen Dreiplanetenmodell des Kepler-51-Systems keine solche Abweichung erwartet wurde, konnten die Astronominnen und Astronomen nun anhand der Beobachtungsdaten auf den vierten Planeten, Kepler-51e, schließen. Dieser hat eine ähnliche Masse wie die anderen drei Planeten um umkreist seinen Stern auf einer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn von etwa 264 Tagen. Ob Kepler-51e ebenfalls ein Super-Puff-Planet ist, bleibt unklar, da seine Größe und Dichte nicht berechnet werden können, ohne einen Transit zu beobachten.
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Recherchequelle: Pen State University
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