Der Dezember 2011 wird in die Geschichte eingehen, als die Menschheit zum ersten Mal einen erdgroßen Planeten um einen anderen sonnenähnlichen Stern entdecken konnte, sagte Francois Fressin, ein Astronom vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Fressin und sein Team nutzten das Kepler-Raumschiff, um zwei felsige Welten zu finden - eine etwas größer als die Erde und die andere etwas kleiner als die Venus.
Die beiden Planeten Kepler-20e und 20f sind die kleinsten bisher gefundenen Planeten. Sie haben Durchmesser von 11.000 km (6.900 Meilen) und 13.190 km (8.200 Meilen) - das entspricht dem 0,87- und 1,03-fachen der Erde. Astronomen erwarten, dass diese Welten felsige Kompositionen haben, daher sollten ihre Massen weniger als das 1,7- und 3-fache der Masse der Erde betragen.
Die beiden Welten sind Teil eines Mehrplanetensystems mit fünf Planeten um denselben Stern und befinden sich etwa 1.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Lyra. "Die Menschen können auf diesen Bereich am Himmel zeigen und sagen, dass hier die Ära der Exo-Erde begann", sagte Fressin und fügte hinzu, dass die beiden felsigen Welten zu nah an ihrem Stern und damit zu heiß seien, um bewohnbar zu sein.
Kepler-20e umkreist alle 6,1 Tage in einer Entfernung von 4,7 Millionen Meilen. Kepler-20f umkreist alle 19,6 Tage in einer Entfernung von 10,3 Millionen Meilen. Aufgrund ihrer engen Umlaufbahnen werden sie auf Temperaturen von 760 Grad Celsius und 426 ° C erhitzt.
Das Sonnensystem, in dem diese Planeten existieren, ist ziemlich ungewöhnlich, wo sich felsige und Gasplaneten in ihren Positionen abwechseln, anstatt wie in unserem eigenen Sonnensystem in Gruppen aufgeteilt zu werden.
Der erste Planet ist eine neptunähnliche Welt; dann der erste felsige Planet, Kepler 20e; als nächstes kommt eine andere Neptunwelt; Es folgt die nächste felsige Welt 20f und dann ein weiterer Neptun-ähnlicher Gasplanet.
"Also, groß, klein, groß, klein, groß - das ist anders als jedes andere System bisher", sagte David Charbonneau von der Harvard University. „Wir waren überrascht, dieses System von Flip-Flop-Planeten zu finden. Es ist ganz anders als unser Sonnensystem. "
Außerdem sind alle Planeten sehr kompakt und liegen in der Umlaufbahn des Merkur um unsere Sonne.
Dieses ungewöhnliche System alternierender Planeten ist möglicherweise überhaupt nicht ungewöhnlich, da unsere Stichprobe von Sonnensystemen noch relativ klein ist.
"Dies ist wirklich ein Problem für unsere Gemeinde zu erklären", antwortete Linda Elkins-Tanton, Direktorin der Abteilung für terrestrischen Magnetismus der Carnegie Institution for Science in Washington, auf eine Frage des Space Magazine zur Dynamik eines solchen Systems. "Wir fordern die Gemeinde wirklich heraus, weil dies passiert ist, und es kann durchaus sein, dass unser Sonnensystem in der Minderheit ist."
Die Astronomen glauben nicht, dass sich die Planeten von Kepler-20 an ihren derzeitigen Standorten gebildet haben. Stattdessen müssen sie sich weiter von ihrem Stern entfernt gebildet haben und dann nach innen gewandert sein, wahrscheinlich durch Wechselwirkungen mit der Materialscheibe, aus der sie sich alle gebildet haben. Dies ermöglichte es den Welten, trotz wechselnder Größen ihren regelmäßigen Abstand beizubehalten.
"Wir glauben, dass sie migriert sind, weil wir uns all dieses Zeug nicht so nahe am Stern vorstellen können, wo es warm ist und nur Teile des Materials in fester Form vorliegen", sagte Charbonneau gegenüber dem Space Magazine. "Wir glauben, dass der Geburtsort einer Neptun-ähnlichen Welt weiter vom Stern entfernt ist und dann mit der Zeit die Planeten einwandern. Es würde uns nicht wundern, wenn wir mehr Systeme wie dieses sehen, während wir weiter erforschen."
Auf die Frage, wann das Kepler-Team einen Planeten finden könnte, der das Beste aus beiden Welten hat - einen Planeten, der die richtige Größe und den richtigen Ort hat, um bewohnbar zu sein, sagte Nick Gautier, Kepler-Projektwissenschaftler, dass er in den nächsten ein oder zwei Jahren einen finden könnte, aber Die Kepler-Mission benötigt möglicherweise eine Erweiterung, um den Heiligen Gral der Exoplaneten zu finden - einen, der genau wie die Erde ist.
Kepler identifiziert „Objekte von Interesse“, indem er nach leicht abblendenden Sternen sucht, die auftreten können, wenn ein Planet das Gesicht des Sterns überquert. Um einen durchlaufenden Planeten zu bestätigen, suchen Astronomen nach dem Stern, der wackelt, wenn er von seinem umlaufenden Begleiter durch die Gravitation gezogen wird (eine Methode, die als Radialgeschwindigkeit bekannt ist).
Das Radialgeschwindigkeitssignal für Planeten mit einem Gewicht von einer bis wenigen Erdmassen ist zu klein, um mit der aktuellen Technologie erfasst zu werden. Daher müssen andere Techniken verwendet werden, um zu bestätigen, dass ein interessierendes Objekt wirklich ein Planet ist.
Eine Vielzahl von Situationen könnte das Dimmen von einem Transitplaneten nachahmen. Zum Beispiel würde ein verdunkelndes Doppelsternsystem, dessen Licht mit dem Stern Kepler-20 verschmilzt, ein ähnliches Signal erzeugen. Um solche Betrüger auszuschließen, simulierte das Team Millionen möglicher Szenarien mit Blender - einer von Fressin und Willie Torres von CfA entwickelten kundenspezifischen Software. Sie kamen zu dem Schluss, dass die Chancen stark dafür stehen, dass Kepler-20e und 20f Planeten sind.
Fressin und Torres verwendeten Blender auch, um die Existenz von Kepler-22b zu bestätigen, einem Planeten in der bewohnbaren Zone seines Sterns, der Anfang dieses Monats von der NASA angekündigt wurde. Diese Welt war jedoch viel größer als die Erde.
"Diese neuen Planeten sind bedeutend kleiner als jeder Planet, der bisher einen sonnenähnlichen Stern umkreist", fügte Fressin hinzu.
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