News Portugiese entdeckt Methusalem-Sonne und fünf Planeten

Das älteste bisher bekannte Sonnensystem, das Planeten von erdähnlicher Größe enthält, hat ein Forscher aus Portugal entdeckt, der ein Team von Astronomen an der Universität Birmingham leitet: Dr. Tiago Campante. „Die neue Entdeckung hat weitreichende Folgen für unser heutiges Bild des Universums“, so Dr. Campante. „Sie beweist, dass während des Großteils der etwa 13,8 Milliarden Jahre währenden Geschichte des Universums Planeten von erdähnlicher Größe entstanden sind.“

Als diese Himmelskörper sich bildeten, war das Universum noch sehr jung, und die Geburt der Erde lag 6,6 Milliarden Jahre in der Zukunft. Die fünf Welten, allesamt kleiner als unsere Heimat, zeigen, dass erdähnliche Planeten seit Anbeginn der Zeit zum Standardinventar des Weltalls gehören.

Die fünf vergleichsweise kleinen Planeten umkreisen den Stern Kepler-444, dessen Geburtsstunde etwa 11,2 Milliarden Jahre zurückliegt. Der Fund beruht auf Messdaten des Weltraumteleskops Kepler. Er legt nahe, dass lebensfreundliche Welten bereits früher im Universum existiert haben könnten als bisher gedacht. Zu der Studie, die jetzt im Fachmagazin Astrophysical Journal erschienen ist, haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) und der Universität Göttingen maßgeblich beigetragen. Seit Anfang des Jahres widmet das MPS dem Thema “Das Alter von Sternen und galaktische Evolution“ eine Max-Planck-Forschungsgruppe.


Der Entdecker Dr. Tiago Campante hat zunächst Mathematik und Physik an der Universität von Porto studiert, wo er dann auch für seinen Doktortitel zu forschen begann. Diesen machte er im Jahr 2012 dann im Fach Astronomie an der Universität von Aarhus in Dänemark. Von dort ging er dann als Forscher nach Birmingham. Campante beschäftig sich vor allem mit sonnenähnlichen Sternen und Roten Riesen, wobei er sein besonderes Interesse für Sonnensysteme mit Planeten entwickelte.

Wie eine weit entfernte Ausgabe unseres eigenen inneren Sonnensystems mutet das Planetensystem um den Stern Kepler-444 an: Zwar kreisen dort im Sternbild Lyra nicht vier, sondern fünf kleine Planeten um ihr Zentralgestirn; ihre Größen liegen jedoch alle zwischen denen von Merkur und Venus. Die fünf Exoplaneten umrunden den Stern in weniger als zehn Tagen und dementsprechend in einem Abstand von weniger als einem Zehntel der Entfernung zwischen Erde und Sonne. Überraschend ist vor allem das Alter des neuentdeckten Planetensystems: Mit 11,2 Milliarden Jahren ist es fast zweieinhalb Mal so alt wie unser Sonnensystem. Bisher ist kein anderes System vergleichbaren Alters bekannt, das Planeten von erdähnlicher Größe besitzt.

Für seine Auswertungen bediente sich das Forscherteam der Methoden der Asteroseismologie: Mit Hilfe des Weltraumteleskops Kepler beobachteten sie die natürlichen Resonanzen des Sterns Kepler-444. Diese werden von Schallwellen erzeugt, die im Stern gefangen sind und ihn zum Schwingen bringen. „Die Schwingungen verursachen winzige Helligkeitsschwankungen in dem Licht, das der Stern ins All strahlt“, erklärt Dr. Saskia Hekker vom MPS. „Ihnen können wir Durchmesser, Masse und Alter des Sterns entnehmen.“

Die Exoplaneten wurden in einem zweiten Schritt aufgespürt. Wenn ein Exoplanet auf seiner Umlaufbahn aus Sicht des Weltraumteleskops vor seinem Stern passiert, verdeckt er ihn zum Teil und dämpft sein Licht. Daraus lässt sich das Größenverhältnis von Planet und Stern berechnen.
Über einen Zeitraum von vier Jahren richtete das Weltraumteleskop Kepler, das seit 2009 aus einer Umlaufbahn um die Sonne nach Exoplaneten sucht, immer wieder seinen Blick auf den nach ihm benannten Stern mit der Nummer 444. „Um die schwachen Schwingungen des Sterns und die winzigen Planeten aufzuspüren, sind lange und ununterbrochene Beobachtungszeiten notwendig. Nur die hochqualitativen Daten, welche die Kepler Mission liefert, machen dies möglich“ so Dr. Timothy White von der Universität Göttingen.


Fünf Planeten, deren Größen vergleichbar sind mit der der Erde, umkreisen den Stern Kepler-444 im Sternbild Lyra. Mit 11,2 Milliarden Jahren ist das Planetensystem das älteste bekannte, das Planeten von erdähnlicher Größe enthält. Foto: Tiago Campante/Peter Devine

http://bison.ph.bham.ac.uk/~campante/Files/Kepler444.mp4: Diese Animation startet aus dem Blickwinkel von Kepler in Richtung der Sternensysteme Cygnus und Lyra. Danach sieht man das Kepler-444-Plantenesystem, in etwa 117 Lichtjahren Entfernung. Der orangfarbene Stern ist 25 Prozent kleiner als die Sonne und deutlich kühler. Man sieht fünf Planeten, die durch die Sternenscheibe wandern. Im letzten Teil der Animation kann man erkennen, wie klein das System ist. Animation: Tiago Campante/Peter Devine.

-> Dr Tiago Campante, School of Physics and Astronomy, University of Birmingham - University of Birmingham
-> Tiago Campante | Facebook
-> 'Astro-archaeological' discovery of replica solar system with Earth-sized planets from the dawn of Time
-> Fünf 11 Milliarden Jahre alte Planeten umkreisen einen Stern in unserer Nachbarschaft – Astrodicticum Simplex