Ein Katalog von Exoplaneten in der lebensfreundlichen Zone

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Ein Diagramm der auf einen Exoplaneten einfallenden Strahlungsdichte (in Einheiten für den Wert auf der Erde) gegen die Temperatur des Heimatsterns. Das Schaubild zeigt zwei Bereiche für die lebensfreundliche Zone, ein zurückhaltender (grüne Fläche) und ein optimistischer (gelbe Fläche) Bereich; die Darstellung zeigt auch, wo in diesem Diagramm bestätigte (blaue Punkte) und nicht bestätigte (rote Punkte) Exoplaneten liegen. Es gibt derzeit zwanzig Kandidaten für Exoplaneten mit weniger als zwei Erdradien, die in die optimistisch definierte lebensfreundliche Zone fallen.
Kane et al. 2016

Die beiden letzten Jahrzehnte haben eine Explosion an Entdeckungen von Exoplaneten gesehen, da sich die Meßempfindlichkeit für kleinere Planeten, insbesondere Dank der Kepler-Mission, spektakulär verbessert hat. Diese Entdeckungen haben gezeigt, daß die Häufigkeit der Planeten hin zu kleineren Abmessungen ansteigt: terrestrische Planeten sind verbreiteter als Gasriesen. Die Bedeutung eines Universums, das reich an erdgroßen Planeten ist, führt natürlicherweise zu der Frage nach der „Habitablen Zone (HZ)“ – die Region um einen Stern, in der ein geeigneter Planet die für Leben notwendigen Bedingungen aufrecht erhalten könnte. In dieser Zone erlaubt das Gleichgewicht zwischen der auf den Planeten einfallenden Strahlung des Sterns und der durch die vom Planeten abgegebene Strahlung erfolgten Kühlung flüssiges Wasser an der Oberfläche des Planeten. (Die Definition schließt die Berücksichtigung der Atmosphäre des Planeten und eine feste Oberfläche ein.)

In unserem Sonnensystem liegt die Erde behaglich in der Mitte der habitablen Zone, die, vom Modell abhängig, sich etwa von der Venus bis zum Mars erstreckt. Eines der wichtigsten Ziele der Kepler-Mission war die Bestimmung der Häufigkeit terrestrischer Planeten in ihren lebensfreundlichen Zonen. Guillermo Torres, Astronom am CfA, und seine Kollegen haben jetzt einen Gesamtkatalog von Kandidaten der Kepler-Exoplaneten in ihren lebensfreundlichen Zonen aus bis jetzt veröffentlichten Kepler-Daten erstellt. Sie schreiben, daß es nach Bewertung mancherlei Kriterien zur Bestimmung der Grenzen der HZ 104 Kandidaten innerhalb einer optimistischen (weiter gefassten) Definition der HZ und zwanzig innerhalb einer mehr konservativen (enger gefassten) Definition der HZ gibt, die weniger als zwei Erdradien aufweisen; dies macht diese Gruppe zu besonders wahrscheinlichen „erdähnlichen“ Kandidaten.

Die Forscher entwickeln auch die Definitionen für die HZ zwecks praktikablerer statistischer Untersuchungsmethoden weiter. Sie grenzen vier sich überlappende Untergruppen voneinander ab: Kandidaten in der konservativ festgelegten Zone mit weniger als zwei Erdradien; solche in der größer gefassten, optimistischen Zone mit diesem Radius; Kandidaten in der konservativen Zone mit beliebigem Radius; solche in der optimistischen Zone mit beliebigem Radius. Die derzeitige Statistik aus dem Katalog für diese vier Gruppen beträgt 20, 29, 63 und 104. Das Team hebt hervor, daß diese Untergruppen bei der Durchführung bestimmter Folgeuntersuchungen hilfreich sind; beispielweise versprechen Suchaktionen nach Exomonden in der HZ den größten Erfolg bei der vierten Gruppe und ihren riesigen Exoplaneten.

Literatur:

“A Catalog of Kepler Habitable Zone Exoplanet Candidates”

Stephen R. Kane, Michelle L. Hill, James F. Kasting, Ravi Kumar Kopparapu, Elisa V. Quintana, Thomas Barclay, Natalie M. Batalha, William J. Borucki, David R. Ciardi, Nader Haghighipour, Natalie R. Hinkel, Lisa Kaltenegger, Franck Selsis, and Guillermo Torres

The Astrophysical Journal, 830:1 (10pp), 2016 October 10