Ein neues Klassifizierungsschema für die Abmessungen von Exoplaneten (Originalartikel vom 21.09.2018)

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

(Originalartikel unter www.cfa.harvard.edu)

Die Vorstellung eines Künstlers von Exoplaneten, die der Erde ziemlich ähnlich sind, aber mit verschiedenen Abmessungen. Eine neue Studie hat die Abschätzungen von Planetenradien mit Daten der Gaia-Mission verbessert und schlägt ein neues Klassifizierungsschema vor, das auf der Verteilung von Planetengrößen beruht. NASA

 

Über 4433 Exoplaneten sind in den neuesten Katalogen eingetragen. Deren Radien sind im Allgemeinen durch die Kenntnis des Radius ihrer Heimatsterne ermittelt und dann genau an die Lichtkurven angepaßt worden, als der Planet vor seinem Stern bei einem Transit vorbeizog. Der Radius des Heimatsterns ist somit eine maßgebliche Größe und die jüngste Veröffentlichung von Daten der Gaia-Mission hat es Astronomen ermöglicht, die Genauigkeit der Sterneigenschaften im Gaia-Katalog deutlich zu verbessern – beim Radius bis zu einer Zuverlässigkeit von ungefähr 8 Prozent – für nahezu 108.000 Sterne in den Beobachtungsfeldern der Kepler-Mission.

CfA-Astronom Dimitar Sasselov und drei weitere Kollegen nutzten die neuen Ergebnisse, um die Messungen der Radien von 4268 Exoplaneten zu verbessern. Dieser große Datensatz, zusammen mit den verfeinerten Werten, erlaubt den Wissenschaftlern, einige frühere Annahmen über die Verteilung der Abmessungen von Exoplaneten zu bestätigen, namentlich, daß die Verteilung der Abmessungen nicht exakt gleichmäßig ist, sondern daß vielmehr einige Größen bei Exoplaneten seltener sind als erwartet werden könnte. Insbesondere zeigt sich eine Lücke bei Planeten mit Radien, die geringfügig größer als etwa zwei Erdradien sind; weitere geringfügige Abnahmen in der Häufigkeit sind bei Abmessungen von rund vier und circa zehn Erdradien zu sehen.

Mittels der neuen Datenbank definieren die Astronomen ein neues Klassifizierungsschema für Exoplaneten. Die Klasse der kleinen Planeten setzt sich aus Planeten mit bis zu vier Erdradien zusammen und innerhalb dieser Kategorie gibt es zwei Untergruppen: solche, kleiner als zwei Erdradien und solche zwischen ungefähr zwei und vier Erdradien. Diese kleinen Planeten sind allgemein arm an Gas. Die zweite Klasse hat zwischen vier und zehn Erdradien und das Team schlägt vor, diese Planeten „Übergangsplaneten“ zu nennen, da sie eine Brücke zwischen der Klasse der kleinen Planeten und den großen Gasriesen bilden. Die Anzahl der Objekte in der Kategorie der „Übergangsplaneten“ ist aus Gründen, die nicht gut verstanden sind, recht gering.

Die dritte neue Gruppierung umfaßt die Gasriesen mit Abmessungen von mehr als etwa zehn Erdradien und die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen; zu dieser Klasse zählen dem Jupiter ähnliche Planeten und sogar Braune Zwerge. Durch Beobachtungen schließen die Autoren, daß die Untergruppe der Planeten mit zwei bis vier Erdradien aller Voraussicht nach wasserreiche Kerne („Wasserwelten“) besitzen. Sie zeigen, daß ihre Resultate helfen werden, die Liste von Objekten zu verbessern, die für nachfolgende Beobachtungen, einschließlich möglicher lebensfreundlicher Welten, ausgewählt werden.

Literatur:
„Survival Function Analysis of Planet Size Distribution with GAIA Data Release 2 Updates“
Li Zeng, Stein B. Jacobsen, Dimitar D. Sasselov, Andrew Vanderburg
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 479, 5567, 2018

oder

arXiv:1806.11234v2 [astro-ph.EP] 3 Jul 2018