Rund fünfzehn Prozent der bisher beobachteten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems sind möglicherweise gar keine. Das berichten Weltraumforscher/innen der ÖAW in einer aktuellen Studie in den „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.
Die Zahl der außerhalb unseres Sonnensystems entdeckten Planeten, sogenannter Exoplaneten ist in den vergangenen zwei Jahrzehnten rasant gestiegen, auf inzwischen mehrere Tausend. Forscher/innen des Instituts für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) bezweifeln jedoch die Stichhaltigkeit mancher gewonnener Messdaten. Der Weltraumforscher Patricio Cubillos und sein Team haben herausgefunden, dass 15 bis 20 Prozent der bekannten Neptunähnlichen Exoplaneten mit geringen Dichten gar nicht existieren dürften. Offensichtlich wurden bei ihrer Beobachtung Masse, Temperatur oder Radius fehlinterpretiert. Das berichten die Grazer Wissenschaftler/innen in der Fachzeitschrift „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ (MNRAS).
Überraschendes Exoplanetenparadox
Die meisten extrasolaren Planeten werden nicht direkt, sondern indirekt beobachtet. Ein Großteil von ihnen wird bei sogenannten Transits entdeckt, also wenn sie vom Teleskop aus gesehen direkt vor ihrem Mutterstern, den sie umkreisen, vorbeilaufen. Die dabei entstehende Abschattung des Sternenlichts lässt sich mit hochempfindlichen Kameras messen. Aus dem Transitradius können Wissenschaftler/innen dann die Masse des Planeten ableiten.
Die ÖAW-Forscher/innen wollten die bekannten Exoplaneten in der Größe von Neptun, dem viertgrößten Planeten unseres Sonnensystems, genauer charakterisieren. Dafür untersuchten sie die Massenverluste der Atmosphären von 167 dieser Exoplaneten sowie ihr Radius-Masseverhältnis – und kamen zu einem überraschenden Ergebnis.
Mini-Neptune in unterschiedlichen möglichen Größen. (Foto: NASA Ames/JPL-Caltech)
„Planeten mit geringen Massen und großen Radien, die nahe um ihren Stern kreisen und deshalb sehr heiß sind, weisen so geringe Dichten auf, dass sie ihre Wasserstoffatmosphären gleich nach ihrer Entstehung verloren haben müssten“, erläutert Erstautor Cubillos.
Anhand der bekannten Transitradien erkenne man aber, so Cubillos weiter, dass dies nicht der Fall sei.
Verzerrte Ergebnisse
Auf der Suche nach möglichen Erklärungen für dieses Paradox kam das Forschungsteam zu dem Schluss, dass entweder die für die Massenbestimmung angewandte Transit-Zeit-Variationsmethode ungenaue Ergebnisse liefert oder Wolken und Staub in der hohen Atmosphäre Einfluss auf die Bestimmung von Radius und Temperatur haben könnten. Damit liefere zumindest eine dieser etablierten Methoden konsequent verzerrte Werte für die neptunähnlichen Planeten, so die Wissenschaftler/innen.
„Diese große Anzahl von Exoplaneten mit fehlinterpretierten physikalischen Parametern stellt ein ernsthaftes Problem für Studien über Planetenentstehung dar“, meint ÖAW-Wissenschaftler und Co-Autor Luca Fossati. Eine Lösung könnte aber sein, dass zukünftig kombinierte Beobachtungen von Teleskopen am Boden und im Weltraum – etwa mit den ESA-Missionen CHEOPS und PLATO – verlässlichere Daten liefern.
?Veröffentlichung?
„An Overabundance of Low-density Neptune-like Planets“. Patricio Cubillos et al. MNRAS, 2017. DOI:10.193/mnras/stw3103
Quelle: off. PM des ÖAW
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Pia Gaupels
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