Kepler-725c: Eine Supererde in der habitablen Zone

Inhalt

1. Bahnbrechende Entdeckung: eine Supererde in der habitablen Zone
2. Wie wurde Kepler-725c entdeckt?
3. Was macht Kepler-725c so besonders?
4. Warum ist die TTV-Methode ein Durchbruch?
5. Wie geht es weiter?
6. Zusammenfassung

Bahnbrechende Entdeckung: eine Supererde in der habitablen Zone

Ein internationales Astronomenteam unter der Leitung des Yunnan-Observatoriums der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat die Entdeckung eines bemerkenswerten Exoplaneten namens Kepler-725c bekannt gegeben. Der Planet hat etwa die zehnfache Masse der Erde, umkreist einen sonnenähnlichen Stern und befindet sich in der sogenannten „habitablen Zone“ – dem Bereich um einen Stern, in dem flüssiges Wasser existieren könnte. Die am 3. Juni 2024 in Nature Astronomy veröffentlichte Entdeckung ist ein wichtiger Meilenstein bei der anhaltenden Suche nach Welten, auf denen möglicherweise Leben existieren könnte. Kepler-725c ist etwa 2.472 Lichtjahre von der Erde entfernt und umkreist seinen Zentralstern einmal in 207,5 Tagen. Kepler-725, der Zentralstern des Planeten, ist ein Hauptreihenstern der Spektralklasse G und unserer Sonne ähnlich, aber jünger und magnetisch aktiver. Der Planet erhält etwa das 1,4-Fache der Sonneneinstrahlung, die die Erde erreicht. Auf seiner Umlaufbahn befindet er sich einen Teil des Jahres in der habitablen Zone, was spannende Fragen zu seinem Klima und seiner möglichen Bewohnbarkeit aufwirft.

Wie wurde Kepler-725c entdeckt?

Die meisten Exoplaneten werden mit zwei zentralen Methoden aufgespürt: Bei der Transitmethode werden Helligkeitsschwankungen eines Sterns gemessen, wenn ein Planet vor ihm vorbeizieht. Die Radialgeschwindigkeitsmethode erfasst das leichte Taumeln des Sterns, das durch die Gravitationskraft umlaufender Planeten verursacht wird. Beide Methoden begünstigen jedoch die Entdeckung großer Planeten auf engen Umlaufbahnen. Erdähnliche Planeten mit längeren, weiter entfernten Umlaufbahnen um sonnenähnliche Sterne sind deshalb schwer aufzuspüren. Kepler-725c wurde mit einem fortschrittlicheren Verfahren entdeckt, der Transitzeitvariation (TTV). Statt den Planeten direkt zu suchen, beobachteten die Astronomen leichte Veränderungen beim Zeitpunkt der Transits eines anderen Planeten: Kepler-725b, eines Gasriesen im selben System. Der Gravitationseinfluss von Kepler-725c führte dazu, dass die Transits von Kepler-725b etwas früher oder später als erwartet stattfanden. Durch die genaue Analyse dieser zeitlichen Abweichungen konnte das Team auf die Existenz, Masse und Umlaufbahn der verborgenen Supererde schließen.

„Das ist, als würde man beobachten, wie schnell eine Uhr läuft, um festzustellen, ob jemand unbemerkt die Zeiger verstellt hat“, erklärte Sun Leilei, Erstautor der Studie.

Damit wurde erstmals mithilfe der TTV-Methode eine Supererde in der habitablen Zone eines sonnenähnlichen Sterns entdeckt. Das zeigt, wie leistungsfähig das Verfahren ist, wenn es darum geht, Planeten aufzuspüren, die mit herkömmlichen Methoden möglicherweise unentdeckt bleiben.

Was macht Kepler-725c so besonders?

Supererden – Planeten, die größer als die Erde, aber kleiner als Neptun sind – gehören zu den häufigsten Planetentypen in unserer Galaxie. Die meisten bekannten Supererden in habitablen Zonen umkreisen jedoch rote Zwergsterne, die kleiner und kühler als unsere Sonne sind. Wegen der stärkeren Transit- und Radialgeschwindigkeitssignale lassen sich Planeten um diese Sterne leichter entdecken. Eine Supererde in der habitablen Zone eines sonnenähnlichen Sterns zu finden, ist deutlich seltener und für die Suche nach Leben bedeutsamer, da solche Sterne unserem eigenen Sonnensystem ähnlicher sind. Die Umlaufbahn von Kepler-725c ist deutlich elliptisch. Daher verbringt der Planet nur einen Teil des Jahres in der habitablen Zone. Je nach Atmosphäre und Oberflächenbeschaffenheit könnte dies zu starken Klimaschwankungen führen. Seine Masse lässt zwar vermuten, dass es sich um eine Gesteinswelt handeln könnte, doch ohne direkte Beobachtungen der Atmosphäre bleibt unklar, ob der Planet tatsächlich aus Gestein besteht, reich an Wasser oder von Gasen geprägt ist. Trotz seiner vielversprechenden Lage ist Kepler-725c extrem weit entfernt: etwa 160 Millionen Mal weiter von uns als die Erde von der Sonne. Das macht direkte Untersuchungen schwierig. Teleskope wie das James-Webb-Weltraumteleskop können seine Atmosphäre derzeit nicht untersuchen, da der Planet aus unserer Perspektive nicht vor seinem Stern vorbeizieht.

Warum ist die TTV-Methode ein Durchbruch?

Die TTV-Methode eröffnet neue Möglichkeiten für die Entdeckung von Exoplaneten, insbesondere von Planeten, die von der Erde aus nicht vor ihrem Stern vorbeiziehen oder zu klein und zu weit entfernt sind, um mit anderen Verfahren aufgespürt zu werden. Indem Astronomen die Gravitationswirkungen unsichtbarer Planeten auf ihre Nachbarn beobachten, können sie verborgene Welten in Systemen entdecken, die sonst unentdeckt blieben. Von der Methode wird erwartet, dass sie bei künftigen Weltraummissionen wie der PLATO-Mission der Europäischen Weltraumorganisation und Chinas Projekt Earth 2.0 eine wichtige Rolle spielt. Diese Missionen sollen weitere erdähnliche Planeten um sonnenähnliche Sterne finden. Mit der TTV-Methode könnte die Zahl der potenziell bewohnbaren Welten, die wir untersuchen können, deutlich steigen.

„Diese Entdeckung zeigt, welches Potenzial die TTV-Methode hat, massearme Planeten in habitablen Zonen um sonnenähnliche Sterne aufzuspüren“, sagte Sun Leilei.

Dem internationalen Forschungsteam gehörten Wissenschaftler aus China, Deutschland und Großbritannien an. Das spiegelt die weltweiten Bemühungen wider, eine der ältesten Fragen der Menschheit zu beantworten: Sind wir allein im Universum?

Wie geht es weiter?

Die Entdeckung von Kepler-725c ist ein großer Fortschritt, doch vieles ist noch unbekannt. Wissenschaftler hoffen, dass künftige Teleskope und Missionen die direkte Beobachtung der Atmosphären solcher Planeten ermöglichen und die Suche nach Wasser, Sauerstoff oder anderen Hinweisen auf Leben erlauben. Bis dahin bleibt Kepler-725c ein vielversprechender Hinweis bei der kosmischen Suche nach einer zweiten Erde. Mit dem technischen Fortschritt und der zunehmenden Verbreitung neuer Nachweismethoden wie TTV steigen die Chancen, tatsächlich erdähnliche Planeten und vielleicht sogar Leben zu finden.

Zusammenfassung

• Kepler-725c ist eine Supererde mit etwa der zehnfachen Erdmasse. Sie umkreist einen sonnenähnlichen Stern in der habitablen Zone.
• Der Planet wurde mithilfe der Transitzeitvariation (TTV) entdeckt. Die Methode spürt verborgene Planeten anhand ihrer Gravitationswirkung auf benachbarte Planeten auf.
• Erstmals hat die TTV-Methode eine Supererde in der habitablen Zone eines sonnenähnlichen Sterns nachgewiesen. Das ist ein Durchbruch bei der Entdeckung von Exoplaneten.
• Kepler-725c befindet sich einen Teil des Jahres in der habitablen Zone. Das wirft Fragen zu seinem Klima und der Möglichkeit von Leben auf.
• Die Entdeckung unterstreicht, wie wichtig die internationale Zusammenarbeit und neue Nachweismethoden bei der Suche nach erdähnlichen Welten außerhalb unseres Sonnensystems sind.