Kepler-22b: Erster bewohnbarer Exoplanet in der gemäßigten Zone entdeckt

Ein Planet in der bewohnbaren Zone

2011 vom Weltraumteleskop entdecktKepler, Kepler-22b ist ein Exoplanet vom Typ Supererde, der sich ungefähr in der Nähe befindet600 Lichtjahreim Sternbild Schwan. Es ist besonders bemerkenswert, weil esUmlaufbahn in der bewohnbaren Zoneseines Sterns, eines gelben Zwergs der Spektralklasse G5, ähnlich unserer Sonne, aber etwas kühler und kleiner.

Der Planet vollzieht eine komplette Revolution289 Tage, in einem Abstand von ca0,85 AE(astronomische Einheit) seines Sterns, die theoretisch die Existenz von Wasser in flüssigem Zustand ermöglicht, eine wesentliche Voraussetzung für das Leben, wie wir es kennen. Sein terrestrisches thermisches Äquivalent wird auf geschätzt22°C, unter Annahme einer erdähnlichen Atmosphäre.

Eine immer noch mysteriöse Supererde

Mit einem Radius von2,4-mal so groß wie die Erde, Kepler-22b wird unter die eingeordnetSuper-Erden, eine Art Exoplanet zwischen Erde und Neptun. Seine genaue Masse ist nicht bekannt, aber Modelle deuten darauf hin, dass er aus einer Mischung von Silikaten, Wasser und möglicherweise einer dicken Atmosphäre bestehen könnte. Seine noch nicht direkt gemessene Dichte wird die Trainingsszenarien und Bewohnbarkeitshypothesen beeinflussen.

Die auf der Transitmethode basierende Kepler-Mission entdeckte Kepler-22b durch die Beobachtung periodischer Abnahmen der Helligkeit des Muttersterns. Die Tiefe des Transits (in der Größenordnung von 500 ppm) und seine Periodizität ermöglichten die Ableitung seines Radius und seiner Umlaufzeit. Weitere Beobachtungen, insbesondere spektroskopische, werden notwendig sein, um seine Masse abzuschätzen und seine Atmosphäre (falls vorhanden) zu charakterisieren.

Das wissenschaftliche Interesse an Kepler-22b ist immens, denn es ist daserster mittelgroßer Exoplanetin der bewohnbaren Zone eines sonnenähnlichen Sterns entdeckt. Dies ebnet den Weg für die Erforschung der Häufigkeit potenziell bewohnbarer Planeten in unserer Galaxie.

Der Glücksfall bei der Entdeckung von Kepler-22b

Der Nachweis von Kepler-22b war größtenteils einorbitaler und temporaler Zufall. In der Tat die vom Teleskop verwendete TransitmethodeKeplerbasiert auf einer sehr strengen Bedingung: Die Umlaufbahn des Planeten muss seinnahezu perfekt ausgerichtetmit unserer Sichtlinie von der Erde. Dieses geometrische Kriterium verringert die Wahrscheinlichkeit, einen Transit für einen bestimmten Stern zu beobachten, erheblich.

Für eine Umlaufbahn bei 0,85 AE beträgt der zulässige Ausrichtungswinkel ungefähr0,5°, was bedeutet, dass weniger als 1 % der Systeme dieser Art von unserer Position aus einen sichtbaren Transit haben werden. Hinzu kommt, dass Kepler-22b eine lange Umlaufzeit (~289 Tage) hat und daher notwendig istmehrere Jahre kontinuierlicher Beobachtungenmindestens drei für die Bestätigung notwendige Transite zu beobachten.

Kepler-22b wurde erst später entdeckt15 Monate Mission, was bedeutet, dass die drei zur Identifizierung notwendigen Transite von Beginn der Kampagne an beobachtet wurden – eine statistische Seltenheit. Wenn ein einziger Transit verpasst worden wäre (durch Verdeckung, instrumentelles Rauschen oder Signalverlust), wäre dieser Planet unbemerkt geblieben.

Diese Entdeckung unterstreicht das Ausmaß der Entdeckung von Exoplaneten durch TransitWissenschaft der Gelegenheitgenauso viel wie Präzision. Es rechtfertigte auch die Notwendigkeit, langfristige kontinuierliche Beobachtungsmissionen wie die der TESS- oder PLATO-Teleskope auszuweiten.