Wasserdampf auf einem fernen Exoplaneten entdeckt

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Illustrationscredit: ESA, NASA, Hubble; Künstler: M. Kornmesser

Beschreibung: Wo könnte es sonst noch Leben geben? Die Suche nach Planeten, auf denen es extrasolares Leben geben könnte, ist eine der großen offenen Fragen der Menschheit. Bei dieser Suche gelang kürzlich ein Schritt vorwärts, als man in der Atmosphäre des fernen Exoplaneten K2-18b eine signifikante Menge an Wasserdampf entdeckte.

Der Planet und sein Heimatstern, K2-18, liegen etwa 124 Lichtjahre entfernt im Sternbild Löwe (Leo). Der Exoplanet ist deutlich größer und massereicher als unsere Erde, kreist jedoch in der bewohnbaren Zone seines Heimatsterns. Obwohl K2-18 röter ist als unsere Sonne, leuchtet er am Himmel von K2-18b ähnlich hell wie die Sonne am irdischen Himmel. Die Entdeckung gelang mithilfe von Daten dreier Weltraumteleskope: Hubble, Spitzer und Kepler, diese registrierten die Absorption der Farben von Wasserdampf, während sich der Planet vor den Stern bewegte.

Diese Illustration zeigt rechts den Exoplaneten K2-18b, links seinen heimatlichen roten Zwergstern K2-18, und dazwischen einen unbestätigten Schwesterplaneten.

Zur Originalseite

4000 Exoplaneten


Videocredit: SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida); Daten: Exoplanetenarchiv der NASA

Beschreibung: Mehr als 4000 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems – so genannte Exoplaneten – sind heute bekannt. Dieser Zwischenstand wurde letzten Monat erreicht, wie das Exoplanetenarchiv der NASA zeigt. Dieses Video visualisiert die Exoplaneten in Ton und Licht, chronologisch sortiert ab der ersten bestätigten Entdeckung 1992.

Zuerst sieht man ein komprimiertes Bild des ganzen Nachthimmels, mit dem Zentralband unserer Milchstraße, das darin ein riesiges U bildet. Exoplaneten, die durch leichte Farbschwankungen ihrer Heimatsterne (Radialgeschwindigkeit) entdeckt wurden, sind rosarot dargestellt, während Planeten, die durch leichte Helligkeitsabfälle ihrer jeweiligen Sterne entdeckt wurden (Transit), violett abgebildet sind. Weiters erscheinen Exoplaneten, die direkt abgebildet wurden, orangefarben, und jene, bei denen das Licht eines Hintergrundsterns gravitativ vergrößert wurde (Gravitationslinsen), werden grün gezeigt.

Je schneller ein Planet um seinen Heimatstern kreist, desto höher ist der begleitende abgespielte Ton. Der ausgemusterte Satellit Kepler entdeckte etwa die Hälfte dieser ersten 4000 Exoplaneten in einer kleinen Region des Himmels. Die neue Mission TESS ist jedoch auf dem besten Weg, am ganzen Himmel noch mehr Exoplaneten zu finden, welche die hellsten nahen Sterne umkreisen.

Exoplaneten zu finden hilft der Menschheit nicht nur, die potenzielle Verbreitung von Leben anderswo im Universum besser zu verstehen, sondern auch, wie unsere Erde und das Sonnensystem entstanden sind.

APOD auf Instagram in englisch, indonesisch oder persisch

Zur Originalseite

Planeten des Sonnensystems: Neigen und Drehen


Videocredit: NASA; Animation: James O’Donoghue (JAXA)

Beschreibung: Wie rotiert Ihr Lieblingsplanet? Dreht er sich schnell um eine fast vertikale Achse, oder waagrecht, oder rückwärts? Dieses Video animiert NASA-Bilder aller acht Planeten im Sonnensystem, sodass sie zum einfachen Vergleich Seite an Seite rotieren.

Im Zeitraffer-Video dauert ein Tag auf der Erde – eine Erdrotation – nur ein paar Sekunden. Jupiter dreht sich am schnellsten, während die Venus nicht nur am langsamsten (man sieht es?), sondern auch noch rückwärts rotiert. Die inneren Gesteinsplaneten (oben) erlebten in den frühen Tagen des Sonnensystems vermutlich dramatische Kollisionen, welche die Rotation änderten.

Die Gründe, warum sich Planeten so drehen und neigen, wie sie es tun, bleiben Gegenstand der Forschung, viele Erkenntnisse stammen von modernen Computersimulationen sowie jüngsten Entdeckungen und Analysen Hunderter Exoplaneten: Planeten, die um andere Sterne kreisen.

Zur Originalseite

Nahaufnahme des Starts von TESS

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: SpaceX

Beschreibung: Der Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) verließ am 18. April den Planeten Erde und begann damit seine Suche nach Planeten, die um andere Sterne kreisen. Der Exoplanetenjäger ritt auf einer Falcon-9-Rakete in die Umlaufbahn. Die Bezeichnung Falcon 9 bezieht sich auf die 9 Merlin-Triebwerike der ersten Stufe, diese sind auf dieser fernausgelösten Nahaufnahme vom Startrampenkomplex 40 der Cape Canaveral Air Force Station zu sehen.

In den nächsten Wochen dringt TESS mithilfe einer Serie von Triebwerksschüben in einen stark elliptischen Orbit hoch über der Erde vor. Mit einem weiteren Manöver, bei dem die Mondschwerkraft genützt wird, soll er einen noch nicht erprobten stabilen Orbit erreichen, der die halbe Umlaufzeit des Mondes und eine maximale Erdentfernung von etwa 373.000 Kilometern hat. Dort sucht TESS zwei Jahre lang nach Planeten um die hellsten und nächstgelegenen Sterne am Himmel.

Zur Originalseite

Das Kepler-90-Planetensystem

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Illustrationscredit: NASA Ames, Wendy Stenzel

Beschreibung: Haben andere Sterne Planetensysteme wie unseres? Ja – so ein System ist Kepler-90. Es wurde vom Satelliten Kepler katalogisiert, nun wurde ein achter Planet entdeckt, womit Kepler-90 die gleiche Anzahl an bekannten Planeten besitzt wie unser Sonnensystem.

Zu den Ähnlichkeiten zwischen Kepler-90 und unserem System gehört ein sonnenähnlicher G-Stern, erdähnliche Gesteinsplaneten sowie große Planeten von ähnlicher Größe wie Jupiter und Saturn. Unterschiedlich ist, dass alle bekannten Planeten von Kepler-90 relativ eng kreisen – näher am Stern als die Erde um die Sonne – womit sie vielleicht zu heiß sind, um Leben zu beherbergen.

Durch Beobachtungen über längere Zeiträume könnten jedoch weiter außen kühlere Planeten entdeckt werden. Kepler-90 ist etwa 2500 Lichtjahre entfernt, leuchtet mit 14 mag und ist mit mittelgroßen Teleskopen im Sternbild Drache (Draco) zu sehen. Auch im nächsten Jahrzehnt sind Starts für Suchmissionen nach Exoplaneten geplant: TESS, JWST, WFIRST und PLATO.

Zur Originalseite

Impression: Die Oberfläche von TRAPPIST-1f

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Illustrationscredit: NASA, JPL-Caltech, Spitzer-Team, T. Pyle (IPAC)

Beschreibung: Wenn Sie auf der Oberfläche des neu entdeckten erdgroßen Exoplaneten TRAPPIST-1f stehen könnten, was würden Sie sehen? Das weiß derzeit kein Erdling so genau, doch diese Illustration zeigt eine begründete Vermutung, die auf Beobachtungsdaten des Weltraumteleskops Spitzer der NASA im Sonnenorbit basiert. 2017 wurden vier erdgroße Planeten von Spitzer entdeckt, darunter TRAPPIST-1f, zuvor wurden 2015 bereits drei von der Erde aus entdeckt.

Auf der Planetenoberfläche sehen Sie nahe der milden Schattengrenze zwischen Tag und Nacht Wasser, Eis und Gestein auf dem Boden, während oben wasserbasierende Wolken schweben könnten. Hinter den Wolken würde der kleine Zentralstern TRAPPIST-1 röter als unsere Sonne erscheinen, und sein Winkeldurchmesser wäre wegen der engen Bahn größer.

Mit sieben bekannten erdgroßen Planeten – viele davon ziehen nahe aneinander vorbei – ist das TRAPPIST-1-System nicht nur ein Kandidat für Leben, sondern auch für miteinander kommunizierendes Leben – obwohl eine vorläufige Suche keine offensichtlichen Übertragungen fand.

Zur Originalseite

Sieben Welten für TRAPPIST-1

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Illustrationscredit: NASA, JPL-Caltech, Spitzer Space Telescope, Robert Hurt (Spitzer, Caltech)

Beschreibung: Sieben Welten umkreisen den etwa 40 Lichtjahre entfernten sehr kühlen Zwergstern TRAPPIST-1. Im Mai 2016 gaben Astronomen die Entdeckung von drei Planeten mithilfe des Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) im TRAPPIST-1-System bekannt. Kaum war das veröffentlicht, erhöhten zusätzliche Bestätigungen und Entdeckungen des Weltraumteleskops Spitzer, unterstützt durch erdgebundenen Teleskope der ESO, die Anzahl der bekannten Planeten auf sieben. Die TRAPPIST-1-Planeten sind wahrscheinlich allesamt felsig und ähnlich groß wie die Erde, sie sind sogar der größte Schatzfund terrestrischer Planeten, der je bei einem einzigen Stern entdeckt wurde. Weil sie sehr eng um ihren blassen, winzigen Stern kreisen, könnte es dort auch Regionen geben, in denen die Oberflächentemperaturen flüssiges Wasser erlauben – eine Schlüsselzutat für Leben. Ihre verlockende Nähe zur Erde macht sie zu Spitzenkandidaten für künftige Teleskoperforschungen von Atmosphären möglicherweise bewohnbarer Planeten. Alle sieben Welten sind auf dieser Illustration dargestellt, es ist eine erdachte Ansicht durch ein fiktives mächtiges Teleskop in der Nähe des Planeten Erde. Die Größen der Planeten und ihre relativen Positionen zeigen die Maßstäbe der Spitzer-Beobachtungen. Die inneren Planeten des Systems ziehen vor ihrem dämmrigen roten, fast jupitergroßen Heimatstern vorbei.

Zur Originalseite

Vier Planeten umkreisen den Stern HR 8799


Videocredit und CC-Lizenz: J. Wang (UC Berkeley) und C. Marois (Herzberg Astrophysics), NExSS (NASA), Keck Obs.

Beschreibung: Gibt es Leben außerhalb des Sonnensystems? Um das herauszufinden, bildete die NASA Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), um ferne Sternsysteme, bei denen es lebende Bewohner geben könnte, besser zu orten und zu untersuchen. Ein neues Beobachtungsergebnis einer NExSS-Arbeitsgemeinschaft ist dieses Zeitraffervideo mit kürzlich entdeckten Planeten, die den Stern HR 8799 umkreisen. Die Bilder für das Video wurden im Laufe von sieben Jahren am Keck-Observatorium auf Hawaii gewonnen.

Vier Exoplaneten sind als weiße Punkte erkennbar, die ihren Heimatstern teilweise umkreisen, das Zentrum ist ausgeblendet. Der Zentralstern HR 8799 ist etwas größer und massereicher als unsere Sonne, und jeder der Planeten besitzt vermutlich die fünffache Masse Jupiters. Das System HR 8799 liegt etwa 130 Lichtjahre entfernt im Sternbild des fliegenden Pferdes (Pegasus). Weiterhin wird erforscht, ob irgendwelche bekannten oder potenziellen Planeten – oder Monde dieser Planeten – im Sternsystem HR 8799 Leben beherbergen könnten.

Zur Originalseite

Cancri 55 e: Klimamuster auf einer Lavawelt

Illustrationscredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer, Robert Hurt (Spitzer, Caltech)

Beschreibung: Warum sollte man die Supererde Cancri 55 e besuchen? Ihr extrem heißes Klima wäre abschreckend, da der Morgen auf dieser Welt frische Lavaflüsse bringen kann. Der 2004 entdeckte Planet Cancri 55 e besitzt den doppelten Durchmesser unserer Erde und etwa 10 Erdmassen. Der Planet umkreist seinen 40 Lichtjahre entfernten sonnenähnlichen Stern in viel geringerer Entfernung als Merkur die Sonne – so nahe, dass gebunden rotiert, das bedeutet, dass immer die gleiche Seite zu dem Objekt weist, das er umrundet – wie unser Mond beim Umrunden der Erde. Astronomen maßen kürzlich die Temperaturänderungen auf diesem Exoplaneten anhand von Infrarotbeobachtungen mit dem Weltraumteleskop Spitzer. Auf Basis dieser Beobachtungen schuf ein Künstler dieses Video mit der begründeten Vermutung, wie ein Umlauf von Cancri 55 e aussehen könnte. Dargestellt ist die volle Phase, wo der Planet zur Gänze beleuchtet ist, sowie die neue (dunkle) Phase, bei der er nahe der Sichtlinie zur Erde vorbeizieht. Die anschaulichen roten Bänder auf Cancri 55 e deuten Lavaströme an, die auf dem Planeten fließen könnten. Eine aktuelle Dichtebestimmung für 55 Cancri e zeigt, dass dieser Exoplanet nicht vorwiegend aus Sauerstoff besteht, wie die inneren Planeten in unserem Sonnensystem, sondern eher aus Kohlenstoff. Daher lohnt es sich vielleicht, Cancri 55 e zu besuchen, um seinen Kern zu erforschen, da der große innere Druck dieses Planeten ausreichen würde, um den dort gefundenen Kohlenstoff in einen riesigen Diamanten zu verwandeln.

Zur Originalseite

Gefährlicher Sonnenaufgang auf Gliese 876d

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Illustrationscredit und Bildrechte: Inga Nielsen (Hamburg Obs., Gate to Nowhere)

Beschreibung: Auf dem Planeten Gliese 876d könnte ein Sonnenaufgang gefährlich sein. Obwohl niemand die Bedingungen auf diesem weit innen liegenden Planeten, der den veränderlichen Roten Zwergstern Gliese 876 umkreist, tatsächlich kennt, vermittelt die obige künstlerische Darstellung einen Eindruck, wie sie sein könnten. Mit seinem Orbit, der kleiner ist als die Merkurbahn, und der mehrfachen Masse der Erde könnte Gliese 876d so langsam rotieren, dass es beträchtliche Unterschiede zwischen Nacht und Tag gibt. Gliese 876d wird oben mit starkem Vulkanismus dargestellt, eventuell ausgelöst durch Gezeiten, die den Planeten durchwalken und innen aufheizen, tagsüber womöglich mit stärkeren Schwankungen. Der aufgehende Rote Zwergstern weist die zu erwartende stellare Magnetfeldaktivität auf sowie dramatische, mächtige Protuberanzen. Am Himmel darüber wird die dünne Atmosphäre eines hypothetischen Mondes vom Sternwind des Roten Zwerges weggeblasen. Gliese 876d regt die Phantasie an – unter anderem, weil er einer der wenigen extrasolaren Planeten ist, die sich unseres Wissens in oder nahe der habitablen Zone ihrer Ursprungssterne befinden.

Zur Originalseite

Zarminas Welt

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Illustrationscredit und Bildrechte: Lynette Cook

Beschreibung: Der rote Zwergstern Gliese 581, an die 20 Lichtjahre entfernt im Sternbild Waage, wurde in den letzten Jahren von Astronomen genau untersucht. Erdgebundene Teleskope hatten Anzeichen für mehrere Planeten beobachtet, welche die kühle Sonne umkreisen, mit mindestens zweien davon nahe an der habitablen Zone des Systems – jener Region, in der auf der Oberfläche eines erdähnlichen Planeten flüssiges Wasser vorkommen kann. Nun gab ein Team, geführt von Steven Vogt (UCO Lick) und Paul Butler (DTM Carnagie Inst.), die Beobachtung eines weiteren Planeten mitten in der habitablen Zone des Systems bekannt. Ihre Arbeit, die auf Beobachtungsdaten von 11 Jahren beruht, ist ein klarer Fall für den ersten möglicherweise bewohnbaren Planeten, der bei einem nahe gelegenen Stern gefunden wurde. Der Planet, der auf dieser Illustration einer Künstlerin des inneren Teils des exoplanetaren Systems zu sehen ist, wird als Gliese 581g bezeichnet, doch Vogts persönlicher Name ist Zarminas Welt, nach seiner Frau. Die Auswertung der Daten ergibt einen Planeten, der eine Umlaufzeit von 37 Tagen, einen Bahnradius von nur 0,15 AE und eine Masse von 3,1 Erdmassen besitzt. Die Modellabschätzungen ergeben weiters einen Planetenradius von 1,5 Erdradien sowie eine etwa 1,1- bis 1,7-fache Oberflächengravitation der Erde. Der Fund eines habitablen Planeten, der so nahe bei der Erde liegt, lässt den Schluss zu, dass es noch viele weitere davon in unserer Galaxis, der Milchstraße, gibt.

Zur Originalseite