Schattenblick →INFOPOOL →NATURWISSENSCHAFTEN → ASTRONOMIE

PLANET/498: Wie viele Sterne haben Planeten? (Sterne und Weltraum)


Sterne und Weltraum 3/13 - März 2013
Zeitschrift für Astronomie

Nachrichten

Wie viele Sterne haben Planeten?



Das Weltraumteleskop Kepler ist einer der fleißigsten Jäger für Exoplaneten: Derzeit steht die Zählung der von ihm aufgespürten Sternbegleiter bei 2740 Kandidaten. Bislang gelang es durch nachfolgende Untersuchungen 105 davon als echte Exoplaneten zu bestätigen. Mit welcher Zuverlässigkeit lässt sich aber aus den Planetenkandidaten auf die Existenz ferner Welten schließen?

Kepler beobachtet die Helligkeit von rund 150.000 Sternen in der Nähe des Sternbilds Schwan. Zieht ein Planet vor seinem Zentralgestirn vorbei, so dunkelt er dieses ein wenig ab. Diese Helligkeitsschwankungen registriert Kepler. Eine periodische Leuchtkraftverminderung wird bei der Auswertung der Daten per Computer als Planetenkandidat interpretiert. Solche periodischen Helligkeitsveränderungen werden aber nicht nur von Planeten erzeugt, sondern beispielsweise auch von Doppelsternen, die Kepler nicht auflösen konnte. Damit ein Planetenkandidat bestätigt wird, müssen die Astronomen ergänzende astronomische Beobachtungen durchführen. Erst wenn es gelingt, alle anderen physikalischen Mechanismen, die zu einer periodischen Helligkeitsveränderung eines Sterns führen können, auszuschließen, gilt ein Planetenkandidat als verifiziert. Diese zusätzlichen Beobachtungen sind jedoch sehr zeitaufwändig und somit nicht für alle Kandidaten möglich. Astronomen stehen deswegen vor der Notwendigkeit, bereits anhand der Planetenkandidaten statistische Aussagen über die Existenz von Exoplaneten treffen zu müssen.

Zu diesem Zweck errechneten François Fressin vom Havard-Smithsonian Center for Astrophysics und sein Team, wie viele der von Kepler gefundenen Planetenkandidaten sich wohl als Täuschung erweisen werden. Dazu simulierten sie die verschiedenen Szenarien, die einen Planeten vorgaukeln können, und testeten, ob diese durch die Auswerteprogramme als Planetenkandidat interpretiert würden. Sie fanden dabei, dass sich hinter ungefähr neun Prozent aller von Kepler registrierten Planetenkandidaten keine echten Planeten verbergen. Bei erdgroßen Planetenkandidaten würden sich sogar zwölf Prozent als Fehlalarm entpuppen.

Doch um statistische Aussagen über die Häufigkeit von Exoplaneten treffen zu können, muss auch beachtet werden, dass sich mit Kepler die meisten Exoplaneten gar nicht nachweisen lassen. Denn nur in den wenigsten Fällen liegt die Umlaufbahn eines Planeten so günstig, dass er von uns aus gesehen vor seinem Stern vorbeizieht. Diese Effekte lassen sich jedoch berechnen. So kann aus der Zahl der Sterne, die einen Transit aufweisen, auch abgeleitet werden, wie viele Sterne insgesamt Planeten mit ungünstig liegenden Bahnen besitzen.

Das Ergebnis der Forschergruppe um Fressin zeigt einmal mehr, dass unser Sonnensystem keine Sonderrolle im Universum spielt: Jeder zweite Stern hat einen Planeten, der maximal 85 Tage braucht, um ihn zu umrunden. Gut 16 Prozent aller Sterne im Sichtfeld von Kepler werden von einem erdgroßen Planeten mit dieser kurzen Umlaufdauer umkreist. Bei Planeten mit längeren Umlaufzeiten ließen sich bisher nicht genügend Transits beobachten, so dass zu diesen keine statistischen Aussagen möglich sind. Dies ist jedoch ein Problem, das sich durch fortgesetzte Beobachtungen teilweise von alleine lösen wird.

arXiv:1301.0842v1

*

w i s - wissenschaft in die schulen

Didaktische Materialien zu diesem Beitrag

Was ist WIS?
Unser Projekt »Wissenschaft in die Schulen!« wendet sich an Lehrerinnen und Lehrer, die ihren naturwissenschaftlichen Unterricht mit aktuellen und praktischen Bezügen anschaulich und abwechslungsreich gestalten wollen - und an Schülerinnen und Schüler, die sich für Vorgänge in der Natur begeistern und ein tieferes Verständnis des Universums gewinnen möchten.

Um diese Brücke von der Wissenschaft in die Schulen zu schlagen, stellt WIS didaktische Materialien als PDF-Dokumente zur Verfügung (kostenloser Download von unserer Internetseite www.wissenschaft-schulen.de).

Mit Hilfe der ID-Nummer sind diese auf der Seite www.wissenschaft-schulen.de/artikel/ID-Nummer als Download unter dem Link »Zentrales WiS!-Dokument« zugänglich.

WiS in Sterne und Weltraum

Zur Nachricht auf »Wie viele Sterne haben Planeten?«: In den letzten Jahren entdeckten die beiden Weltraumteleskope CoRoT und Kepler zahlreiche Planeten, die ferne Sterne umkreisen. Welche Schwierigkeiten bei der Suche nach diesen Exoplaneten zu bewältigen sind, können Schüler der Mittelstufe erarbeiten. Mit kleinen Versuchen werden astronomische Begriffe wie Helligkeit und Helligkeitsschwankung, Auflösungsvermögen eines Teleskops und andere für das Verständnis der Transitmethode wichtige Grundlagen verdeutlicht.
(ID-Nummer: 1156155)


Bildunterschriften der im Schattenblick nicht veröffentlichten Abbildungen der Originalpublikation:

Die Häufigkeit der Planeten, die Sterne im Sichtfeld des Kepler-Weltraumobservatoriums in weniger als 85 Tagen umrunden, lässt sich statistisch vorhersagen: Gut 16 Prozent aller Sterne sollen dort einen erdgroßen Planeten aufweisen, ungefähr jeder fünfte einen Planeten mit einem Radius zwischen dem 1,25-fachen und dem doppelten der Erde. Auch kleine Neptune sollen jeden fünften Stern umkreisen. Gasriesen treten jedoch nur bei etwas mehr als sechs Prozent aller Sterne auf.

*

Quelle:
Sterne und Weltraum 3/13 - März 2013, Seite 16
Zeitschrift für Astronomie
Herausgeber:
Prof. Dr. Matthias Bartelmann (ZAH, Univ. Heidelberg),
Prof. Dr. Thomas Henning (MPI für Astronomie),
Dr. Jakob Staude
Redaktion Sterne und Weltraum:
Max-Planck-Institut für Astronomie
Königstuhl 17, 69117 Heidelberg
Telefon: 06221/528 150, Fax: 06221/528 377
Verlag: Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
Slevogtstraße 3-5, 69117 Heidelberg
Tel.: 06221/9126 600, Fax: 06221/9126 751
Internet: www.astronomie-heute.de
 
Sterne und Weltraum erscheint monatlich (12 Hefte pro Jahr).
Das Einzelheft kostet 7,90 Euro, das Abonnement 85,20 Euro pro Jahr.


veröffentlicht im Schattenblick zum 24. April 2013