Künstlerische Darstellung eines abtrünnigen Exoplaneten. (NASA/JPL-Caltech) Wenn ein Stern geboren wird, bleiben der übrig gebliebene Staub und das Gas in der Wolke, aus der er entstanden ist, nicht einfach dort. Es verklumpt und bildet andere kosmische Objekte – Asteroiden, Kometen, Meteore und, ja, Exoplaneten. Wir haben viele dieser Exoplaneten in der Umlaufbahn um fremde Sterne in der Milchstraße entdeckt.
Aber nicht alle Exoplaneten bleiben an Ort und Stelle. Einige werden durch die Schwerkraft von ihrem Mutterstern weggeschleudert und wandern kalt und allein durch die Galaxie. Diese sind weniger leicht zu entdecken – aber nach sorgfältiger Durchsicht der Daten des Planetenjagd-Weltraumteleskops Kepler der NASA glauben Astronomen, sie gefunden zu haben.
In den Daten eines zweimonatigen Beobachtungszeitraums zählten sie 27 Signale, die darauf hindeuteten, dass sich ein gefährlicher Exoplanet am Auge des Teleskops vorbeibewegte. Die meisten davon waren bekannt und wurden von anderen Instrumenten entdeckt – fünf waren jedoch völlig neu.
Und vier dieser neuen Signale, sagten die Forscher, scheinen von gefährlichen Exoplaneten zu stammen, die etwa die gleiche Masse wie die Erde haben.
Kepler, jetzt im Ruhestand , war nicht dafür konzipiert, Exoplaneten auf diese Weise zu erkennen. Es beruht auf der sogenannten Transitmethode: Wenn ein Exoplanet zwischen uns und seinem Stern vorbeizieht, können wir einen schwachen Lichtabfall beobachten. Kepler starrte auf Sternenfelder, um diese Einbrüche im Sternenlicht auszumachen, und entdeckte dabei Tausende von Exoplaneten.
Da gefährliche Exoplaneten keinen Stern umkreisen, können sie auf diese Weise nicht entdeckt werden. Was wir verwenden können, um sie zu finden, ist eine Technik namens Gravitationsmikrolinsen – aber es ist noch schwieriger, sie zu erlernen. Wenn sich ein Körper mit Masse durch den Raum bewegt, kann die gravitative Krümmung der ihn umgebenden Raumzeit das Sternenlicht im Hintergrund (sehr schwach und kurzzeitig) verstärken.
„Diese Signale sind extrem schwer zu finden“, erklärte der Astronom Iain McDonald , dann an der University of Manchester in Großbritannien.
„Unsere Beobachtungen zeigten ein älteres, marodes Teleskop mit verschwommener Sicht auf einen der am dichtesten bevölkerten Teile des Himmels, wo es bereits Tausende heller Sterne unterschiedlicher Helligkeit und Tausende Asteroiden gibt, die über unser Feld hinwegfliegen.“
„Aus dieser Kakophonie versuchen wir, winzige, charakteristische Aufhellungen zu extrahieren, die von Planeten verursacht werden, und wir haben nur eine Chance, ein Signal zu sehen, bevor es verschwindet.“ „Es ist ungefähr so einfach, wie mitten auf einer Autobahn nach dem einzelnen Blinzeln eines Glühwürmchens zu suchen, und das nur mit einem Handtelefon.“
Dennoch setzte sich Kepler durch. Während eines zweimonatigen Beobachtungslaufs im Jahr 2016 gelang es dem Team, 27 Mikrolinsenereignisse zu erfassen. Zusammen mit den 22 bekannten Mikrolinsen-Ereignissen, die gleichzeitig von anderen bodengestützten Beobachtungsinstrumenten entdeckt wurden, identifizierten die Forscher fünf bisher unbekannte Ereignisse.
Eines davon ist Gegenstand einer gesonderten Arbeit, die restlichen vier waren jedoch besonders interessant.
Diese vier Ereignisse waren viel kürzer als die anderen, was auf eine Population von Exoplaneten schließen lässt, die eher weniger massereich ist (die Mehrzahl der bisher entdeckten Exoplaneten sind große, was zumindest teilweise daran liegt, dass sie leichter zu erkennen sind).
Jetzt kann auch ein Stern ein Mikrolinsenereignis erzeugen; Wir wissen, wie das aussieht, weil es ziemlich häufig vorkommt. Die vier neuen Ereignisse hatten nicht die gleiche Signatur wie ein Mikrolinsenstern, was die Forscher zu dem Schluss führte, dass es sich bei diesen Exoplaneten um Schurken handelte, die aus ihren Heimatsternsystemen herausgeschleudert wurden, um allein durch den Kosmos zu fliegen.
Diese Signale sind keineswegs schlüssig, aber sie sind ein aufregender, verlockender Hinweis darauf, was mit der nächsten Generation von Instrumenten wie dem kommen könnte Römisches Weltraumteleskop Nancy Grace , der Mitte der 2020er Jahre auf den Markt kommen soll.
„Kepler hat das erreicht, wozu es nie gedacht war, indem es weitere vorläufige Beweise für die Existenz einer Population frei schwebender Planeten mit der Masse der Erde lieferte.“ sagte der Astronom Eamonn Kerins der Universität Manchester.
„Jetzt gibt es den Staffelstab an andere Missionen weiter, die solche Signale finden sollen, Signale, die so schwer fassbar sind, dass Einstein selbst glaubte, sie würden wahrscheinlich nie beobachtet werden.“
Noch nie war es aufregender, in den Himmel zu schauen.
Die Forschung wurde im veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society .