Obwohl Astronomen gerne die Anzahl der vom Kepler-Raumschiff gefundenen Exoplaneten anpreisen, werden diese Planeten nicht wirklich bestätigt. Es kann tatsächlich lange dauern, bis ihre Existenz bestätigt ist.
Die Wissenschaft ist natürlich sehr streng oder sollte es auch sein. Wir können keine Fehlalarme haben, die unsere Daten durcheinander bringen. Deshalb dauerte es bis jetzt, bis der erste von Kepler gefundene Exoplanetenkandidat, bekannt als Kepler 1658 b, bestätigt wurde.
Kepler 1658 b wurde zuerst von bodengestützten Teleskopen entdeckt, bevor Kepler überhaupt gestartet wurde. Zu dieser Zeit hieß es KOI 4.10, wobei KOI für Kepler Object of Interest steht. Die Kepler-Mission war bereits geplant, daher wussten sie, dass sich dieser Exoplaneten-Kandidat in Keplers Sichtfeld befand. Und Astronomen wussten, dass es ins Visier genommen werden würde.
Als das Kepler-Raumschiff gestartet wurde, hielten Astronomen 1658 b zunächst für falsch positiv, was bedeutete, dass sie mit den verfügbaren Daten nicht den Schluss ziehen konnten, dass es sich tatsächlich um einen Planeten handelte. Das lag daran, dass die ersten Schätzungen des Host-Stars weit entfernt waren. Sie haben die Masse des Sterns und des Planeten stark unterschätzt. Die Massenschätzungen des Planeten und des Sterns konnten die Auswirkungen auf den Stern selbst nicht erklären. (Massive Planeten stupsen ihre Wirtssterne gravitativ an, und das kann gemessen werden.)
Also wurde Kepler 1658 b ins Regal gestellt, um als falsch positiv zu schmachten. Schließlich arbeitete neue Software an den Kepler-Daten, und 1658 b wurde in die Kategorie der Exoplaneten-Kandidaten zurückversetzt, bis eine Bestätigung erfolgte.
In einer neuen Studie, die von Ashley Chontos, Absolventin der Universität von Hawaii, geleitet wurde, wird 1658 b als Exoplanet bestätigt. Aber das hat einige Arbeit gekostet.
Zunächst ging Chontos die Kepler-Daten erneut durch und suchte nach Zielen, die 2017 erneut analysiert werden sollten. Bei der neuen Analyse wurden Sternschallwellen verwendet, bei denen es sich um das seismische Rauschen handelt, das ein Stern bei seiner Fusion verursacht. Das Studium dieser Wellen nennt man Asteroseismologie.
Die Grundlagen der Asteroseismologie sind nicht so schwer zu verstehen. Größere Sterne erzeugen die niedrigsten und tiefsten Geräusche, während kleinere Sterne hohe Geräusche erzeugen. Es ist wie bei modernen Stereolautsprechern: Subwoofer sind groß und machen die Bassnoten, und Hochtöner sind klein und machen die hohen Noten.
Als Chontos den Wirtsstern von 1658 b analysierte, war er größer als gedacht.
„Unsere neue Analyse, bei der die in den Kepler-Daten beobachteten Sternschallwellen zur Charakterisierung des Sterns verwendet werden, hat gezeigt, dass der Stern tatsächlich dreimal größer ist als bisher angenommen. Dies bedeutet wiederum, dass der Planet dreimal größer ist, was zeigt, dass Kepler-1658b tatsächlich ein heißer Jupiter ist “, sagte Chontos.
Aber das war nicht das Ende. Diese neue Analyse legte nahe, dass es sich um einen tatsächlichen Planeten handelt und nicht nur um ein falsches Positiv. Aber es musste noch bestätigt werden, und das erforderte mehr Daten.
"Wir haben Dave Latham (leitender Astronom am Smithsonian Astrophysical Observatory und Mitautor des Papiers) alarmiert und sein Team hat die erforderlichen spektroskopischen Daten gesammelt, um eindeutig zu zeigen, dass Kepler-1658b ein Planet ist", sagte Dan Huber, Mitautor und Astronom an der Universität von Hawaii. "Als einer der Pioniere der Exoplanetenwissenschaft und eine Schlüsselfigur hinter der Kepler-Mission war es besonders passend, dass Dave Teil dieser Bestätigung war."
Das neue Papier heißt "Der seltsame Fall von KOI 4: Bestätigung von Keplers erster Exoplanetenerkennung".
Hier sind einige Fakten über den Exoplaneten Kepler 1658 b und seinen Wirtsstern Kepler 1658:
- Kepler 1658 ist ein massiver Subriese, der sich derzeit in einer schnellen Phase der Sternentwicklung befindet. Wir kennen nur neun andere, die es mögen.
- Kepler 1658 ist 50% massereicher und dreimal größer als die Sonne.
- Kepler 1658 b ist ein heißer Jupiter und mit einer Umlaufbahn von nur 0,05 astronomischen Einheiten einer der bekanntesten Planeten eines Sterns dieses Typs.
Kepler 1658 ist wie eine zukünftige, weiterentwickelte Version unserer Sonne. Astronomen wissen noch nicht warum, aber Sterne wie dieser haben selten Planeten, die sie umkreisen. Das 1658-System ist also wie ein Extremfall. Aufgrund seiner extremen Natur können Astronomen den komplexen physikalischen Wechselwirkungen, die dazu führen, dass Planeten sich in ihren Wirtsstern drehen, Grenzen setzen. Dieses System sagt uns, dass diese spiralförmige Aktion viel langsamer abläuft als gedacht, und kann daher den Mangel an Planeten um diese Sterne nicht wirklich erklären.
"Kepler-1658 ist ein perfektes Beispiel dafür, warum ein besseres Verständnis der Wirtssterne von Exoplaneten so wichtig ist", sagte Chontos. "Es sagt uns auch, dass in den Kepler-Daten noch viele Schätze zu finden sind."
Quellen:
- Forschungsbericht: Der seltsame Fall von KOI 4: Bestätigung von Keplers erstem Exoplaneten-Nachweis
- Forschungsarbeit: TrES-2: Der erste Transitplanet im Kepler-Feld
- Pressemitteilung: Der erste Exoplaneten-Kandidat des Kepler-Weltraumteleskops wurde zehn Jahre nach dem Start bestätigt
- Pressemitteilung: Discovery Alert! Keplers erster Planetenkandidat bestätigt, 10 Jahre später
- Pressemitteilung: Symphonie der Sterne: Die Wissenschaft der Sternschallwellen
