Ein “zweites Sonnensystem” wurde entdeckt, ist derzeit überall in den Medien zu lesen. Es handelt sich um den Stern KOI-351 der von insgesamt 7 Planeten umkreist wird. Abgesehen von unserem eigenen Sonnensystem war ein so umfangreiches Planetensystem bis jetzt noch nicht bekannt. Die 7 Planeten von KOI-351 sind unzweifelhaft eine tolle Entdeckung. Aber ist es wirklich ein “zweites Sonnensystem”? Wie ähnlich ist uns dieses System und was ist das Außergewöhnliche an KOI-351?
Wer sich mit Exoplaneten ein wenig auskennt, der wird schon beim Namen des Sterns aufhorchen. “KOI” steht für “Kepler Object of Interest”; es handelt sich dabei um Sterne, bei denen das Weltraumteleskop Kepler interessante Beobachtungen gemacht hat. Kepler hat den Himmel in den letzten Jahren nach Exoplaneten durchsucht und dabei jede Menge Sterne beobachtet. Kepler suchte nach periodischen Verdunkelungen von Sternen, den Transits, die anzeigen, dass ein Stern von einem Planeten umkreist wird und immer wieder ein wenig von dessen Licht blockiert. Allerdings reicht die Beobachtung eines Transits noch nicht aus, um einen Planeten eindeutig zu identifizieren. Kepler kann mit seinen Beobachtungen nur feststellen, wie groß der “Planet” ist; kann seine Masse aber nicht bestimmen. Nur anhand der Transitbeobachtungen kann man also nicht sagen, ob es sich um einen Planet handelt oder vielleicht doch einen braunen Zwerg oder einen kleinen Stern. Dazu braucht es nachträgliche Beobachtungen mit anderen Teleskopen und erst wenn die bestätigen das es sich um einen Planeten handelt wird er offiziell anerkannt. Diese Planeten werden dann auch direkt “Kepler-…” genannt; zum Beispiel Kepler-17b oder Kepler 35c. Die anderen, die einfach “nur” interessant sind aber noch nicht bestätigt werden konnten, heißen “KOI”, so wie KOI-351.
Sind die sieben Planeten von KOI-351 also nun echte Planeten oder nicht? Sie wurden zwar tatsächlich nur mit Kepler aus dem All beobachtet und nicht auch noch unabhängig von Sternwarten auf der Erde. Aber die Autoren der kürzlich veröffentlichten Facharbeit (zu denen übrigens auch mein Doktorvater von der Universität Wien gehört) haben sich große Mühe gegeben um jeden Zweifel an der planetaren Natur der Himmelskörper auszuschließen.
Das größte optische Teleskop Deutschlands in Tautenburg mit dem ein Teil der Nachbeobachtungen durchgeführt worden sind.
Dazu haben sie zuerst den Stern genau beobachtet. Wenn man die Eigenschaften der Planeten bestimmen will, dann muss man auch wissen, wie groß und wie schwer der Stern ist denn sonst bekommt man falsche oder ungenaue Ergebnisse. Die Beobachtungen wurden an der Thüringer Landessternwarte (die ich auch schon Mal besucht habe) durchgeführt und zeigten, dass der Stern der Sonne sehr ähnlich ist. Seine Masse und sein Radius sind zwischen 1,1 und 1,3 Mal größer als die entsprechenden Werte der Sonne und die Temperatur an der Oberfläche ist mit knapp 6000 Kelvin ebenfalls ein wenig höher als bei uns.
Drei Planetenkandidaten wurden bei KOI-351 schon in den letzten Jahren gefunden. Aber da man mittlerweile schon einige Systeme mit drei oder mehr Planeten kennt, hat das kein außergewöhnliches Interesse hervorgerufen (vor allem weil es ja nur Kandidaten waren und keine bestätigten Planeten). 2013 fand man bei einer genaueren Datenauswertung aber vier weitere Planeten! Und sieben Himmelskörper die einen Stern umkreisen sind dann doch etwas besonderes. Das sind fast so viele wie in unserem eigenen Sonnensystem.
Die Planeten bei KOI-351 sind außerdem auch noch sehr schön sortiert. Ganz innen wird der Stern von zwei kleinen Planeten umkreist, deren Radius das 1,3- bzw. das 1,1-fache des Erdradius beträgt. Nach diesen zwei erdähnlichen Planeten folgen drei “Supererden” mit dem 2,9-, dem 2,7- und dem 2,9-fachen des Erdradius. Und ganz außen wird der Stern von zwei großen Gasriesen mit dem 8- bzw. dem 11-fachen Radius der Erde.
Über die Massen lässt sich vorerst wenig sagen. Kepler kann nur feststellen wie groß der Planet ist, hat aber keine Ahnung wie schwer er ist. Normalerweise benutzt man zur Massenbestimmung die Radialgeschwindigkeitsmethode. Das war hier aber nicht möglich weil der Stern dafür einfach zu schwach leuchtete und von den Teleskopen auf der Erde nicht ausreichend exakt beobachtet werden konnte. Aber wo in diesem Fall die Beobachter versagen kommen die Theoretiker zur Rettung 😉 7 Planeten die einen Stern umkreisen beeinflussen sich alle auch gegenseitig durch ihre Gravitationskraft. Das kann man auch zwei verschiedene Arten ausnutzen. Man kann sich auf die Suche nach Transitzeitvariationen machen. Die gravitativen Störungen der Planeten sorgen dafür, dass sie manchmal ein wenig länger und manchmal ein wenig kürzer als erwartet brauchen um den Stern zu umkreisen. Die Verdunkelungen im Sternenlicht sind daher nicht exakt regelmäßig und die Stärke der Abweichungen hängt von der Masse der Planeten ab. Beobachtet man also Transitzeitvariationen, dann kann man daraus Rückschlüsse auf die Massen der Planeten ziehen.
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