Der riesige Exoplanet Kepler-10c hält sich nicht an die Regeln. Es hat so viel Masse wie Neptun — aber es besteht aus Gestein, genau wie die Erde. Astronomen nennen es jetzt eine „Mega-Erde.“ Die massereichen Planeten unseres Sonnensystems wie Jupiter und Saturn bestehen aus Gas. Und Wissenschaftler dachten früher, dass jeder Planet, der so massiv ist, auch hauptsächlich aus Helium und Wasserstoff bestehen muss. Aber Kepler-10c zwingt jetzt Experten, solche Annahmen aus dem Fenster zu werfen.
Kepler-10c ist einer von zwei Planeten, die einen 564 Lichtjahre entfernten sonnenähnlichen Stern umkreisen. Es befindet sich im Sternbild Drache. Obwohl so massiv wie Neptun, ist dieses Schwergewicht nur 2,5 mal so breit wie die Erde. (Neptuns Durchmesser ist zum Vergleich fast 4 Mal so groß wie der der Erde.) Kepler-10c ist also dicht und seine Schwerkraft außergewöhnlich stark — etwa dreimal stärker als die der Erde, erklärt David Latham. Er ist Astronom am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts. Latham teilte die Ergebnisse seines Teams am 2. Juni bei einem Astronomietreffen in Boston mit.
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All diese Masse würde dem Exoplaneten extreme Schwerkraft verleihen, bemerken die Forscher. Kepler—10c umkreist auch seinen Stern – so nah, dass er in nur 45 Tagen eine Umlaufbahn vollendet. Diese Nähe zu seiner Sonne bedeutet, dass das Klima des Planeten auch brutal heiß sein sollte. (Ein Begleitplanet namens Kepler-10b umkreist noch näher und schneller. Die Erde braucht im Vergleich dazu etwas mehr als 365 Tage, um eine Umlaufbahn der Sonne zu vollenden.)
Kepler-10c war einer der ersten Exoplaneten, die vom Kepler-Weltraumteleskop gefunden wurden. Die robotische Weltraummission sucht seit 2009 nach Planeten jenseits unseres Sonnensystems. Astronomen haben vor drei Jahren die Größe von Kepler-10c gemessen. Aber bis jetzt haben sie sein Gewicht nicht erkannt.
Um die Masse eines Exoplaneten zu messen, konzentrieren sich Astronomen auf seine Sonne. Die Schwerkraft eines Sterns hält einen Planeten in seiner Umlaufbahn, so wie sich die Erde um unsere Sonne bewegt. Aber die Schwerkraft eines Planeten zieht auch am Stern — und lässt den Stern wackeln. Je mehr Masse ein Planet hat und je näher er dem Stern ist, desto mehr lässt er diesen Stern wackeln. Durch die Messung dieses stellaren Taumelns können Wissenschaftler die Masse eines Planeten abschätzen. Das haben Latham und seine Kollegen mit Kepler-10c getan.
Nachdem sie seine Masse und Größe gemessen hatten, bestimmten die Wissenschaftler die Dichte des Planeten. Die Dichte wird berechnet, indem die Masse durch das Volumen dividiert wird. Felsige Planeten sind dicht: Sie packen viel Zeug auf kleinem Raum. Gasriesen sind es nicht: Sie sind groß und flauschig. Latham und sein Team haben nun festgestellt, dass Kepler-10c die Dichte von Gestein hat.
Der Planet wiegt 17 mal so viel wie die Erde. Astronomen dachten früher, dass Planeten mit mindestens der 10-fachen Masse der Erde Gasriesen sein müssten. Wie Kepler-10c nun zeigt, stimmt das nicht immer. Astronomen haben keine Ahnung, wie sich der regelwidrige Planet gebildet hat.
Obwohl Kepler-10c die einzige bekannte Mega-Erde ist, ist es wahrscheinlich nicht die einzige da draußen.
„Wenn ein Planetentyp gefunden wird, ist das normalerweise die Spitze des Eisbergs“, sagt Sara Seager. Sie ist eine Exoplanetenjägerin am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, die nicht an der neuen Studie gearbeitet hat. „Es gibt wahrscheinlich viele, viele mehr von ihnen“, sagt sie über Mega-Erden.
Power Words
Astronomie Der Bereich der Wissenschaft, der sich mit Himmelsobjekten, dem Weltraum und dem physischen Universum als Ganzes befasst. Menschen, die auf diesem Gebiet arbeiten, werden Astronomen genannt.
Dichte Ein Maß für die Konsistenz eines Objekts, das durch Division der Masse durch das Volumen ermittelt wird.
Durchmesser Die Länge einer geraden Linie, die durch die Mitte eines Kreises oder kugelförmigen Objekts verläuft, beginnend an der Kante auf der einen Seite und endend an der Kante auf der anderen Seite.
Exoplanet Ein Planet, der einen Stern außerhalb des Sonnensystems umkreist.
Galaxie Eine massereiche Gruppe von Sternen, die durch die Schwerkraft miteinander verbunden sind. Galaxien, die typischerweise zwischen 10 Millionen und 100 Billionen Sterne umfassen, enthalten auch Wolken aus Gas, Staub und den Überresten explodierter Sterne.
Gravitation Die Kraft, die alles mit Masse oder Masse zu jedem anderen Ding mit Masse anzieht. Je mehr Masse etwas hat, desto größer ist seine Schwerkraft.
Helium Ein Inertgas, das das leichteste Mitglied der Edelgasreihe ist. Helium kann bei -458 Grad Fahrenheit (-272 Grad Celsius) zu einem Feststoff werden.
Wasserstoff Ist das leichteste Element im Universum. Als Gas ist es farblos, geruchlos und leicht entflammbar. Es ist ein integraler Bestandteil vieler Brennstoffe, Fette und Chemikalien, aus denen lebendes Gewebe besteht.
Masse Eine Zahl, die angibt, wie stark ein Objekt der Beschleunigung und Verlangsamung widersteht — im Grunde genommen ein Maß dafür, aus wie viel Materie dieses Objekt besteht.
umkreist die gekrümmte Bahn eines Himmelsobjekts oder Raumfahrzeugs um einen Stern, Planeten oder Mond. Eine komplette Schaltung um einen Himmelskörper.
Sonnensystem Die acht großen Planeten und ihre Monde im Orbit um die Sonne, zusammen mit kleineren Körpern in Form von Zwergplaneten, Asteroiden, Meteoroiden und Kometen.
stellar Ein Adjektiv, das von oder in Bezug auf Sterne bedeutet.
Teleskop Ein lichtsammelndes Instrument, das entfernte Objekte durch die Verwendung von Linsen oder einer Kombination aus gekrümmten Spiegeln und Linsen näher erscheinen lässt. Einige sammeln jedoch Radioemissionen (Energie aus einem anderen Teil des elektromagnetischen Spektrums) über ein Netzwerk von Antennen.