Auf dem Planetengrill
Unabhängige Beobachtungen bestätigen Planetenstatus von Kepler-91b, der dank neuer Verfahren gefunden wurde.
Der Planet Kepler-91b hat keine Chance: Bald wird er von seinem Stern verschluckt werden. Doch seine Existenz schien noch auf andere Art bedroht: Zwei Studien legten nahe, es handle sich gar nicht um einen Planeten, sondern vielleicht um einen schwach leuchtenden Stern. Zumindest diese Bedrohung ist jetzt abgewendet: Neue Beobachtungen mit dem CAFE-Spektrografen am Calar-Alto-Observatorium konnten bestätigen, dass es sich in der Tat um einen Planeten handelt. Allgemeiner bestätigt das Ergebnis die Gültigkeit der innovativen Nachweismethode, die Forscher bei der Entdeckung von Kepler-91b angewendet hatten.
Abb.: Künstlerische Darstellung des Planeten Kepler-91b, der in astronomisch gesehen kurzer Zeit von seinem Stern verschlungen werden wird. (Bild: D. C. Jimeno)
Als eine Gruppe von Astronomen, zu der auch Amelia Bayo und Luigi Mancini vom Max-Planck-Institut für Astronomie gehören, im Dezember 2013 die Entdeckung des Planeten Kepler-91b bekanntgaben, stieß die Nachricht vor allem aufgrund des Schicksals auf Interesse, das dem Planeten bevorsteht: In 55 Millionen Jahren – astronomisch gesehen eine sehr kurze Zeitspanne – wird der Planet von seinem Stern, einem Roten Riesen, verschluckt werden. Ein ähnliches Schicksal steht der Erde in rund 5 Milliarden Jahren bevor, wenn die Sonne ebenfalls zum Roten Riesen wird.
Die Astronomen unter der Leitung von Jorge Lillo vom Zentrum für Astrobiologie (CAB) in Madrid hatten dabei eine ungewöhnliche Nachweismethode angewandt. Sie nutzten Daten des NASAWeltraumteleskops Kepler und untersuchten ein Kandidatenobjekt mit der Katalognummer KOI2133.01, das bis dahin noch nicht als Planet hatte bestätigt werden können. Das Kepler-Teleskop weist Planetenkandidaten über die Transitmethode nach, indem es nach dem leichten Helligkeitsabfall sucht, der eintritt, wenn ein Planet vor seinen Stern tritt. Lillo und Kollegen bezogen bei ihrer Auswertung noch eine Reihe weiterer Effekte mit ein: Helligkeitsänderungen durch Licht etwa, das von dem Planeten reflektiert wird, und solche, die sich ergeben, weil die Schwerkraft des Planeten den Stern leicht deformiert. Ihre Auswertung ergab, dass der Stern in der Tat einen Planeten besitzt: Kepler-91b.
Derart detaillierte Analysen der Lichtkurve sind vergleichsweise neu und selten – und zunächst war unklar, ob sie überhaupt zuverlässig genug sind, um Planeten sicher nachzuweisen. Zwei andere Wissenschaftlergruppen argumentierten denn auch, dass es sich bei Kepler-91b vielleicht doch um einen leuchtschwachen Stern oder Braunen Zwerg handle, nicht um einen Planeten.
Jetzt haben spektroskopische Beobachtungen mit dem neuen Spektrografen CAFE (Calar Alto Fiber-fed Echelle spectrograph) am Observatorium Calar Alto in Spanien Klarheit geschaffen und die unabhängige Bestätigung erbracht, dass es sich doch um einen Planeten handelt. Kepler-91b besitzt demnach zehn Prozent mehr Masse als der Jupiter; das entspricht den Abschätzungen aus den früheren Untersuchungen. Es handelt sich um den ersten bestätigten Planeten eines Roten Riesensterns, den man allein aufgrund seiner Lichtkurve als Planet identifizieren konnte.
Thomas Henning, Direktor am Max-Planck-Institut für Astronomie, der sowohl an der ursprünglichen Entdeckung als auch an der neuen Bestätigung beteiligt war, sagt: „Das ist ein sehr schönes Ergebnis. Unsere Entdeckung von Kepler-91b hatte gezeigt, welchen Reichtum an Daten das Kepler-Teleskops liefert – und dass herkömmliche Analysemethoden nur einen kleinen Teil davon verwerten. Daher freue ich mich, dass unsere neuartige Form der Auswertung jetzt durch unabhängige Beobachtungen bestätigt werden konnte.“
Auch für die Mitarbeiter am Calar Alto-Observatorium sind die neuen Beobachtungen etwas ganz Besonderes: CAFE, seit 2011 in Betrieb, ist das erste Instrument, das direkt am Observatorium konstruiert wurde, und dies ist die erste Bestätigung eines Exoplaneten, die auf Daten vom Calar Alto beruht. David Barrado, wissenschaftlicher Mitarbeiter am CAB und ehemaliger Direktor des Calar Alto-Observatoriums, sagt: „CAFE hat uns positiv überrascht – seine Daten sind von besserer Qualität, als wir erhofft hatten. So können wir die Beobachtungszeit sehr effektiv nutzen. Und da wir weiterhin daran arbeiten, den Kalibrationsprozess für das Instrument zu verbessern, dürfte CAFE in Zukunft sogar noch besser arbeiten.“
Die hohe Qualität der CAFE-Daten ist ein gutes Zeichen für die Entwicklung des Nachfolgeinstruments CARMENES, das derzeit von einem deutsch-spanischen Konsortium entwickelt wird, zu dem auch das Max-Planck-Institut für Astronomie, das Instituto de Astrofísica de Andalucía und die Landessternwarte Königstuhl gehören. Ab 2016 soll CARMENES nach erdähnlichen Planeten suchen, die kleine rötliche Sterne umkreisen, sogenannte M-Zwerge.
MPIA / DE
