Die Umlaufbahnen von Exoplaneten

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine Aufnahme der staubhaltigen Scheibe um Formalhaut mit seinem Planeten Formalhaut-b, im Einschub (zu zwei verschiedenen Zeitpunkten) sichtbar. Die Umlaufbahn des Planeten ist weniger kreisförmig als die Umlaufbahn der Erde. Eine neue Arbeit untersucht die vermutlichen Umlaufmerkmale von transitierenden Exoplaneten. NASA, ESA und P. Kalas (University of California, Berkeley)

 

Ein Exoplanet ist ein Planet, der einen anderen Stern als die Sonne umkreist. In dieser Woche listet die Website der Exoplaneten-Enzyklopädie 694 bestätigte Planeten um andere Sterne auf. Die meisten besitzen zahlreiche, halbwegs gut bestimmte physikalische Parameter, wie etwa die Planetenmasse oder die Größe der Umlaufbahn. Eine wichtige Größe ist die Exzentrizität einer Umlaufbahn, eine Angabe, wie stark die Bahn von der Kreisform abweicht; eine kreisförmige Umlaufbahn hat eine Exzentrizität von Null, während die maximale Exzentrizität eins beträgt. Beispielsweise beträgt in unserem Sonnensystem die Exzentrizität der Erde 0.017 (nahezu ein perfekter Kreis), während Merkur mit 0.206 die größte planetare Exzentrizität besitzt. Da die Exzentrizität zum Teil bestimmt, wie sich die solare Aufheizung eines Planeten über das Jahr hinweg ändert, ist sie folglich ein kritischer Parameter dafür, ob möglicherweise Wasser auf der Oberfläche eines Exoplaneten (bis jetzt ist keines entdeckt worden) über dessen ganzes Jahr hindurch im flüssigen Zustand bleiben könnte.

Im auffallenden Gegensatz zu den Planeten des Sonnensystems haben Untersuchungen von Riesen-Exoplaneten ergeben, daß die meisten große Exzentrizitäten aufweisen, bei vielen größer als 0.3. Der Satellit Kepler hat mit der Transittechnik (d.h., man beobachtet eine Abschwächung des Sternlichts, wenn der Planet vor dem Stern vorüberzieht) bis jetzt über tausend Exoplaneten (oder Exoplanetenkandidaten) entdeckt. Die Umlaufparameter transitierender Exoplaneten sind jedoch nicht so einfach wie bei anderen Techniken zu erhalten. Gleichwohl können Modelle das statistische Verhalten der Transits untersuchen und allgemeine Merkmale daraus ableiten.

Die Astronomen Matt Holman, Samuel Quinn, Darin Ragozzine und Guillermo Torres vom CfA haben mit den Kollegen des Kepler-Wissenschaftsteams die Exzentrizitäten von Exoplaneten um Sterne abgeschätzt, die geringfügig kühler als die Sonne sind. Mit einigen recht allgemeinen Annahmen finden sie im Durchschnitt eine Exzentrizität, die vermutlich etwas größer als die des Merkur in unserem Sonnensystem ist und mit unwahrscheinlich ausgeprägten Werten an beiden Enden (nah bei null oder eins) der Skala. Die neuen Ergebnisse, die verbessert werden, wenn mehr Daten gesammelt und untersucht sind, sind nicht nur wegen ihrer Konsequenzen über lebensfreundliche Planeten wichtig, sondern auch weil sie Astronomen helfen werden besser zu verstehen, wie sich Planeten bilden und auf ihren stabilen Umlaufbahnen einschwingen.

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