Der am weitesten entfernte Exoplanet, der jemals von Kepler entdeckt wurde, ist … überraschend vertraut

Ein Exoplanet, der 17.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, wurde entdeckt, versteckt in Daten, die vom inzwischen stillgelegten Weltraumteleskop Kepler gesammelt wurden.

Es ist die am weitesten entfernte Welt, die jemals vom planetenjagenden Observatorium erfasst wurde, doppelt so weit wie der vorherige Rekord. Faszinierenderweise ist der Exoplanet fast der exakte Zwilling von Jupiter – von ähnlicher Masse und in ungefähr der gleichen Entfernung umkreisen wie Jupiter von der Sonne.

Er trägt den Namen K2-2016-BLG-0005Lb und stellt den ersten bestätigten Exoplaneten aus einem Datensatz aus dem Jahr 2016 dar, der 27 mögliche Objekte mithilfe einer Technik namens Gravitationsmikrolinsen statt Keplers primärer Erkennungsmethode entdeckte. Die Entdeckung wurde dem vorgelegt Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Societyund ist verfügbar auf dem arXiv Pre-Release-Server.

„Kepler war nie darauf ausgelegt, Planeten mit Mikrolinsen zu finden, also ist es in vielerlei Hinsicht erstaunlich, dass er es geschafft hat“, sagte der Astronom Eamonn Kerins von der Universität Manchester.

Die Raumsonde Kepler hat dazu beigetragen, das Gebiet der exoplanetaren Astronomie zu erschließen. Es wurde 2009 gestartet und hat fast 10 Jahre damit verbracht, Planeten außerhalb des Sonnensystems oder Exoplaneten zu jagen. Inzwischen enthüllten seine Beobachtungen mehr als 3.000 bestätigte Exoplaneten und weitere 3.000 Kandidaten.

Seine Technik ist genial und täuschend einfach. Kepler betrachtete Sternfelder, die darauf optimiert waren, schwache, regelmäßige Einbrüche im Sternenlicht zu erkennen, die darauf hindeuten, dass ein Exoplanet einen Stern umkreist. Es wird als Transitmethode bezeichnet und eignet sich gut, um nahe gelegene größere Exoplaneten zu finden, die in der Nähe ihrer Sterne kreisen.

Die Mikrolinse ist etwas kniffliger und nutzt eine Eigenart der Schwerkraft und eine zufällige Ausrichtung. Die Masse eines Körpers wie eines Planeten erzeugt um ihn herum eine Gravitationskrümmung der Raumzeit. Wenn dieser Planet dann vor einem Stern vorbeizieht, wirkt die gekrümmte Raumzeit im Wesentlichen wie ein Vergrößerungsglas, das das Licht des Sterns sehr schwach und kurz ausstrahlt.

Gravitations-Mikrolinsen sind sehr effektiv beim Auffinden von Exoplaneten in großen Entfernungen von der Erde, die ihre Sterne in ziemlich großen Entfernungen bis hin zu sehr kleinen Planetenmassen umkreisen. Der am weitesten entfernte galaktische Exoplanet, der bisher entdeckt wurde, wurde von Microlensing eingefangen, einer Welt mit Erdmasse, die 25.000 Lichtjahre entfernt ist.

Da Kepler für die Erkennung von Änderungen im Sternenlicht optimiert ist, dachte ein Forscherteam unter der Leitung der Universität Manchester kürzlich daran, Kepler-Daten auf Mikrolinsenereignisse aus einem Beobachtungsfenster über mehrere Monate im Jahr 2016 zu untersuchen. Sie identifizierten 27 Ereignisse, von denen fünf waren völlig neu, noch nicht in Daten von bodengestützten Teleskopen identifiziert.

„Um den Effekt zu sehen, braucht man eine nahezu perfekte Ausrichtung zwischen dem Planetensystem im Vordergrund und einem Stern im Hintergrund.“ erklärte Kerins.

„Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Hintergrundstern auf diese Weise von einem Planeten beeinflusst wird, beträgt zig bis hundert Millionen zu eins. Aber es gibt Hunderte Millionen Sterne im Zentrum unserer Galaxie. Also saß Kepler drei Monate lang da und beobachtete sie.“

Eines der fünf Ereignisse war K2-2016-BLG-0005Lb, und es sah vielversprechend aus für einen Exoplaneten, der einen Stern umkreist. Also suchte das Team nach Datensätzen von fünf Bodenvermessungen, die zur Zeit von Kepler auf dasselbe Stück Himmel blickten, um ihr Signal zu bestätigen.

Sie fanden heraus, dass Kepler das Signal etwas früher und etwas länger als die fünf Bodenmessungen beobachtete. Dieser kombinierte Datensatz ermöglichte es dem Team zu bestimmen, dass der Exoplanet etwa die 1,1-fache Masse des Jupiters hat und seinen Stern in einer kreisförmigen Entfernung von 4,4 astronomischen Einheiten umkreist. Die durchschnittliche Entfernung von Jupiter zur Sonne beträgt 5,2 astronomische Einheiten.

„Der Perspektivunterschied zwischen Kepler und Beobachtern hier auf der Erde ermöglichte es uns, zu triangulieren, wo sich das Planetensystem entlang unserer Sichtlinie befindet.“ sagte Kerins.

„Kepler war auch in der Lage, das Wetter oder das Tageslicht ohne Unterbrechung zu beobachten, was es uns ermöglichte, die Masse des Exoplaneten und seine Umlaufbahndistanz zu seinem Mutterstern genau zu bestimmen. Es ist im Grunde der identische Zwilling von Jupiter in Bezug auf Masse und Position relativ zu seiner Sonne. das sind etwa 60 % der Masse unserer eigenen Sonne.“

Obwohl wir derzeit keine weiteren Daten über das System haben, hat diese Entdeckung Auswirkungen auf unsere Suche nach außerirdischem Leben. Es gibt Hinweise darauf, dass Jupiter möglicherweise maßgeblich an den Bedingungen beteiligt war, die es der Erde ermöglichten, auf der Erde zu entstehen und zu gedeihen. Das Finden von Analoga von Jupiter, der ferne Sterne umkreist, könnte eine Möglichkeit sein, diese Bedingungen zu identifizieren.

Die Tatsache, dass Kepler, ein Instrument, das nicht für Mikrolinsen entwickelt wurde, in der Lage war, diese Art der Detektion durchzuführen, verheißt Gutes für zukünftige Instrumente Wille für Mikrolinsen ausgelegt sein. Geplanter Start des römischen Weltraumteleskops Nancy Grace der NASA in den nächsten fünf Jahrenwird nach Mikrolinsenereignissen suchen, genau wie die ESA Euklidgeplant für den Start im nächsten Jahr.

Diese Entdeckungen könnten unser Verständnis von Exoplaneten revolutionieren.

„Wir werden lernen, wie typisch die Architektur unseres eigenen Sonnensystems ist“, sagte Kerins. „Die Daten werden es uns auch ermöglichen, unsere Ideen zur Entstehung von Planeten zu testen. Es ist der Beginn eines aufregenden neuen Kapitels in unserer Suche nach anderen Welten.“

Die Untersuchung wurde eingereicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society und ist erhältlich unter arXiv.