NGST-10b: Entdeckung eines verlorenen Planeten

Der Heiße Jupiter NGTS-10b ist dem Untergang geweiht; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: ESA, C. Carreau; Text: Alex R. Howe (NASA/USRA, Science Meets Fiction Blog)

Beschreibung: Dieser heiße Jupiter ist verloren. Hot Jupiters sind riesige Planeten wie Jupiter, die ihrem Heimatstern auf ihrer Bahn viel näher kommen als Merkur unserer Sonne. Doch manche heißen Jupiter sind extremer als andere.

Diese künstlerische Darstellung zeigt NGTS-10b, er ist der schnellste Riesenplanet mit der engsten Bahn, der je entdeckt wurde, er umkreist seinen Heimatstern in nur 18 Stunden. NGTS-10b ist etwas größer als Jupiter, doch er ist auf seiner Bahn weniger als den doppelten Durchmesser seines Heimatsterns von dessen Oberfläche entfernt. Wenn ein Planet seinem Stern so nahe kommt, ist zu erwarten, dass er sich dem Stern auf einer spiralförmigen Bahn nähert, dann hinabgezogen und schließlich von den Gezeitenkräften auseinandergerissen wird.

NGTS-10b wurde von Forschern der Universität von Warwick entdeckt. Er ist nach der Next GenerationTransit Survey der ESO benannt, welche den gefährdeten Planeten entdeckte, als er vor seinem Stern vorbeizog und einen Teil des Lichtes abdeckte. Der gewaltsame Untergang von NGTS-10b ist zwar sicher, wir wissen aber nicht, wann er eintritt.

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Habitable Zonen und Sterne

Siehe Beschreibung. Die bewohnbaren habitablen Zonen von G-Sternen, M-Sternen und K-Sternen; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Infografik-Rechte: NASA ESA, Z. Levy (STScI)

Beschreibung: Die Ökosphäre ist die bewohnbare Zone um einen Stern, in der es weder zu heiß noch zu kalt ist, sodass auf der Oberfläche von darin gelegenen Planeten flüssiges Wasser vorkommen kann. Diese Infografik zeigt den Größenvergleich dieser Zonen bei gelben G-Sternen wie der Sonne, orangefarbenen K-Zwergsternen und roten M-Zwergsternen, die beide kühler und gedämpfter sind als die Sonne.

Die Ökosphäre von M-Sternen (oben) sind klein und liegen nahe am Stern. Diese Sterne sind sehr langlebig (um die 100 Milliarden Jahre) und kommen sehr häufig vor, sie machen etwa 73 Prozent der Sterne in der Milchstraße aus. Doch sie haben sehr aktive Magnetfelder und erzeugen vielleicht zu viel lebensfeindliche Strahlung, da ihre geschätzte Röntgen-Strahlungsstärke 400-mal so hoch ist wie die der ruhigen Sonne.

Sonnenähnliche G-Sterne (unten) haben große habitable Zonen, sind relativ ruhig und geben nur wenig schädliche Strahlung ab. Doch sie machen nur etwa 6 Prozent der Sterne in der Milchstraße aus und sind viel kurzlebiger.

Auf der Suche nach bewohnbaren Planeten könnten K-Zwergsterne genau richtig sein. Sie sind nicht zu selten, und ihre Lebenszeit beträgt 40 Milliarden Jahre – viel länger als die der Sonne. Ihre habitablen Zonen sind relativ breit, und sie geben relativ geringe Mengen schädlicher Strahlung ab. Ungefähr 13 Prozent der Sterne in unserer Milchstraße sind solche „habitablen“ Sterne.

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Wasserdampf auf einem fernen Exoplaneten entdeckt

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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.

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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

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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.

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Nahaufnahme des Starts von TESS

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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.

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Das Kepler-90-Planetensystem

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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.

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Impression: Die Oberfläche von TRAPPIST-1f

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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.

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Sieben Welten für TRAPPIST-1

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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.

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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.

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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.

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