Siebter Planet von Trappist-1 gibt einige Geheimnisse preis

24. Mai 2017, 17:41
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Kühle Welt unter kühlem Stern: Forschern gelang es, die Umlaufbahn des kleinen Gesteinsplaneten zu errechnen

Bern – Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen, die Umlaufperiode des äußersten der sieben Planeten zu berechnen, die den 40 Lichtjahre entfernten Stern Trappist-1 umkreisen. Trappist-1 hatte Anfang des Jahres Schlagzeilen gemacht, als bekannt wurde, dass der kleine, kühle Stern von sieben erdgroßen Planeten umkreist wird. Auf ihnen könnte theoretisch flüssiges Wasser und damit Leben existieren.

illustration: nasa/jpl-caltech
So könnte Trappist-1h aus der Nähe aussehen. Über seine tatsächliche Oberflächenbeschaffenheit wissen wir aber noch nichts.

Während Astrophysiker die Umlaufzeiten der inneren sechs Planeten bestimmen konnten, blieb diejenige des äußersten Planeten, Trappist-1h, zunächst unbekannt. Als die NASA ankündigte, die gesammelten Daten zwei Monate früher als geplant zugänglich zu machen, startete sie damit ein internationales Rennen unter Weltraumforschern um die Berechnung der Umlaufperiode von Nummer 7.

Internationale Kooperation

Forscher der Universität Bern hatten sich bereits mit Wissenschaftern aus den USA, Belgien, Frankreich, Großbritannien, Saudi-Arabien und Marokko zu einem Team zusammengeschlossen, um sogleich mit der Arbeit beginnen zu können, wie die Universität Bern mitteilte. Dabei hatten die Forscher eine besondere Herausforderung zu meistern: normalerweise kalibriert die NASA die Daten des Kepler-Weltraumteleskops vor der Veröffentlichung in einer aufwändigen Prozedur, doch diesmal erhielten die Wissenschafter nur die Rohdaten.

Das Kepler-Teleskop schwankte wegen eines technischen Problems von einer Seite zur anderen. "Dies verursacht starke Störsignale des Instruments und viel Rauschen, das entfernt werden muss", sagte Marko Sestovic vom Center for Space Habitability der Uni Bern. Mit Konsequenzen: Die Störungen können fünf Mal größer sein als das eigentliche Signal. Mit ihren Computercodes, die sich auf maschinelles Lernen stützen, konnte die Forschergruppe die Daten aber innerhalb kürzester Zeit kalibrieren. "Jede Stunde zählt, wenn man nicht überholt werden will", sagte der Berner Forscher Brice-Olivier Demory.

Hilfreiche Resonanz

Aufgrund dessen, was man über die inneren sechs Planeten wusste, konnten die Forscher den Spielraum einschränken. Sie hatten bereits entdeckt, dass die Perioden der inneren Planeten aufgrund gravitativer Wechselwirkungen eine Verbindung aufweisen: Wenn beispielsweise Planet b den Stern acht Mal umkreist, so macht Planet c fünf Umläufe und Planet d drei – ein so genanntes Resonanz-Phänomen.

Ist Planet h ebenfalls in Resonanz mit seinen nächstgelegenen Planeten f und g, dann muss seine Umlaufzeit einen von mehreren, bestimmten Werten aufweisen, so die theoretische Überlegung.

illustration: a. triaud
Die Orbits der sieben Planeten von Trappist-1, angegeben in Astronomischen Einheiten (AU), also dem Abstand zwischen Sonne und Erde. Grau markiert die habitable Zone: Hier könnte es flüssiges Wasser geben.

Den Forschern gelang es, alle möglichen Perioden auszuschließen, bis nur noch eine übrig blieb: 18,764 Erdtage. Tatsächlich ergab sich dann genau dieses Resultat auch aus den Kepler-Daten. Das neue Resultat bestätigte, dass die sieben erdähnlichen Planeten beim kühlen Zwergstern wie in einer Kette aufgereiht sind und untereinander interagieren.

Weiters fanden die Wissenschafter heraus, dass die Temperatur des Planeten an der Oberfläche etwa minus 100 Grad Celsius beträgt und dass sein Radius etwas kleiner ist als derjenige der Erde. Das 37-seitige Paper der Forscher wird im Wissenschaftsmagazin "Nature Astronomy" veröffentlicht. (APA, red, 24. 5. 2017)

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