Der böse Zwilling der Erde

Kepler-78b, Erdzwilling. via NASA/JPL-Caltech

Der Heilige Gral bei der Jagd nach Exoplaneten war immer schon die Entdeckung eines Zwillings der Erde: ein Planet mit ähnlicher Dichte und Komposition unserer Umlaufbahn und wir wären einen Schritt näher, unseren kosmischen Zwilling zu finden. Und, vielleicht, außerirdischesLeben.

Jedenfalls haben haben nun Astronomen einen Erdzwilling gefunden. Das Problem ist, es ist im Prinzip ein höllisch heißer Feuerplanet. Und das verblüfft die Wissenschaft. Der Planet heisst Kepler-78b und wurde von NASAs Kepler Weltraumteleskop entdeckt. Er ist ungefähr 400 Lichtjahre entfernt, in der Konstellation Cygnus. Es wurde relativ einfach herausgefunden, dass Kepler-78b nur ein kleines bisschen größer als die Erde ist.

Die Masse eines Exoplanten zu bestimmen, ist eine größere Herausforderung. Astronomen nutzen die Doppler Methode, welche als sekundäre Entdeckungsmethode agiert. Alle Planeten üben eine Anziehungskraft auf ihre Eltern-Planeten aus, wenn sie sie umkreisen. Dank des Doppler Effekts kann man die Anziehungskraft sehen. Während der Planet seinen Stern umkreist, wird das Licht zu einer Rotverschiebung wenn es auf die Erde trifft, und zu Blauverschiebung auf dem Rückweg. Wenn man misst, wie rot oder blau das Licht eines Sternes ist können Astronomen die Masse des umkreisenden Planeten bestimmen.

Das Messen der Masse eines Planeten hat noch einen anderen Vorteil. Die Informationen der Masse und Größe eines Planeten zusammen können viel über die Komposition des Planeten sagen.

Als man die Masse von Kepler-78b gemessen hat, haben zwei Teams von Astronomen an zwei verschiedenen Observatorien spektroskopische Instrumente benutzt - ein Team war das Keck I Teleskop Hawaii, während das andere am Doppler Exoplanet Instrument mit dem Namen High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) am European Southern Observatorium in Chile.

Ein Vergleich von Erde und Kepler-78b. via NASA

Beide Teams kamen auf ähnliche Ergebnisse. Keck und Kollegen fanden heraus, dass Kepler-78b den 1,2-fachen Radius und die Masse 1,69 Mal größer als jener der Erde ist. Das La Palma Team fand heraus, dass es den 1,16-fachen Radius und die Masse 1,86 Mal größer als die Erde sind. In beiden Fällen zeigen die Ergebnisse auf ähnliche Dichte: bei rund 5,3 Gramm pro Kubikzentimeter, welches der Erde ähnelt. Das bringt Kepler-78b in die Kategorie der Erdähnlichen Planeten und suggeriert Astronomen, dass beide Planeten aus Gestein und Eisen bestehen.

Aber es gibt einen bestimmten Unterschied zwischen der Erde und Kepler: die globale Temperatur. Kepler-78b umkreist weniger als eine Millionen Meilen entfernt seinen Stern, Kepler 78, und beendet jede Umdrehung nach acht einhalb stunden. Im Gegensatz dazu umkreist die Erde die Sonne aus der sicheren Distanz von rund 93 Millionen Meilen, welches uns 365 Tage im Jahr bringt. Kepler-78b Umlaufbahn ist viel zu Nah: Wasser kann so nicht in flüssiger Form existieren. Astronomen schätzen die Temperatur auf der Planetenoberfläche auf 2200 bis 2800 Grad Celsius.

Die Frage die sich nun stellt ist, wie kam der Planet dahin, wo er jetzt ist? Es kann sich nicht so nah an einem Stern geformt haben, weil dies seine Umlaufbahn erweitert hätte während der Entwicklung. Es ist möglich, dass eine Kollision mit einem anderen Stern Kepler-78b in die jetzige Umlaufbahn geworfen hat, aber auch das scheint unwahrscheinlich; die Umlaufbahn des Planet ist zu zirkulär um das Ergebnis einer Kollision zu sein. Es ist möglich, dass sich der Planet weiter weg vom Stern geformt hat und über die Zeit hinweg näher an den Stern herangezogen wurde. Eine ebenfalls mögliche Erklärung ist, dass es sich bei dem Planeten um den übrig gebliebenen Kern eines Gasgiganten handet.

Auf jeden Fall kann man sagen, der erste Erdzwilling, den wir gefunden haben, hat sich als erschreckend feindliche Welt herausgestellt. Aber es gibt noch einen Lichtblick: Kepler-78b war relativ einfach zu finden. Vielleicht müssen wir uns also gar nicht so sehr anstrengen, bis wir den nächsten Erdzwilling finden.