COROT (Weltraumteleskop)

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COROT (von französisch „COnvection, ROtation et Transits planétaires“, oder englisch „COnvection, ROtation and planetary Transits“ und deutsche „KOnvektion, ROtation und planetare Transite“) ist ein von der französischen Raumfahrtbehörde CNES betriebenes Weltraumteleskop. Es verfolgt Helligkeitsveränderungen einer Vielzahl von Sternen, um daraus Informationen über deren innere physikalische Eigenschaften abzuleiten und sucht Exoplaneten mit der Transitmethode. Raketenstart war am 27. Dezember 2006. Ein Computer-Defekt am 2. November 2012 setzte den Beobachtungen von CoRoT ein vorläufiges Ende; vorgesehen war eine Verlängerung der Mission bis 2013.

Exoplanetensuche

Durch Überwachung sehr vieler Sterne soll nach Exoplaneten gesucht werden, die beim Vorübergang vor ihrem Mutterstern zu einem kurzfristigen Helligkeitsabfall führen (Transitmethode). Gleichzeitig werden 12.000 Sterne überwacht (insgesamt bis 180,000). Die Sterne haben eine scheinbare Helligkeit von 12 mag bis hinunter zu 15,5 mag. Es handelt sich in der Regel um rote Zwerge der Spektralklassen K und M. Neben der Entdeckung von „hunderten“ Planeten von Jupitergröße erwarten die wissenschaftlichen Planungsdokumente der Mission, dass 10 bis 40 Planeten in Erdgröße in anderen Sonnensystemen entdeckt werden.

Für einige Exoplaneten wird erwartet, dass sie in der habitablen Zone liegen, in der flüssiges Wasser zu finden ist. Ein „habitabler“ Exoplanet wird allerdings vermutlich nicht in der Umlaufbahn eines sonnenähnlichen „Gelben Zwergs“ gefunden werden, sondern eher in einer nahen Umlaufbahn (0,2 bis 0,5 AE) kälterer Zwergsterne.

Exoplaneten

Im April/Mai 2007 hat COROT seinen ersten extrasolaren Planeten entdeckt. Es handelt sich dabei um einen Gasriesen mit dem Namen „CoRoT-1 b“. Er hat die 1,3-fache Masse des Jupiter und liegt rund 1.500 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Am 20. Dezember 2007 wurde die Entdeckung eines weiteren Exoplaneten bekanntgegeben. Das Objekt von 3,5-facher Jupitermasse mit der Bezeichnung „CoRoT-2 b“ begleitet einen Stern der Spektralklasse K0V im Sternbild Schlange. Stern und Exoplanet sind in etwa 800 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Im Jahr 2008 wurde auch CoRoT-3 b entdeckt, bei dem es sich – auf Grund seiner relativ hohen Mindestmasse von etwa 22 Jupitermassen – vermutlich um einen Braunen Zwerg handelt.

Die nächsten drei entdeckten Exoplaneten sind von der gleichen Größenordnung wie die Gasriesen im Sonnensystem. 2008 wurden CoRoT-4 b und CoRoT-5 b entdeckt. CoRoT-5 b ist etwas größer als Jupiter, aber mit etwa 0,7 Jupitermassen etwas leichter. Die Umlaufzeit von CoRoT 4 b liegt bei 9,2 Tagen, die Umlaufzeit von CoRoT-5 b bei recht genau 4 Tagen. CoRoT-6 b wurde 2009 entdeckt. Er ist mit 1,15 Jupiterradien nur wenig größer als Jupiter, hat aber 3,3 Jupitermassen. Die Umlaufzeit beträgt knapp 9 Tage.

Am 3. Februar 2009 wurde die Entdeckung eines weiteren Planeten, mit der Bezeichnung „CoRoT-7 b“, bekannt gegeben. Der erdähnliche Planet ist etwa 4,8 mal massereicher als die Erde und hat einen Radius von etwa 1,75 Erdradien. Da somit die Dichte etwas über der der Erde liegt, gibt es starke Hinweise dafür, dass CoRoT-7 b ein erdähnlicher Planet möglicherweise felsigen Aufbaus ist (Gesteinsplanet). CoRoT-7 hat eine extrem hohe Umlaufgeschwindigkeit von mehr als 700.000 km/h und umkreist seinen Zentralstern damit in nur 11 Stunden. Mit nur 4,8 Erdmassen ist er der kleinste bislang entdeckte Exoplanet.

Am 16. September 2009 wurde bekannt gegeben, dass CoRoT-7 b einen Geschwisterplaneten hat: CoRoT-7 c. Auch der neue Exoplanet ist vermutlich ein Gesteinsplanet. Er hat acht Erdmassen, eine Umlaufgeschwindigkeit von 3 Tagen und 17 Stunden und umkreist sein Zentralgestirn in einem etwas größeren Abstand als CoRoT-7 b. Untypisch für die CoRoT-Mission wurde CoRoT-7 c über seine Gravitationswirkung auf den Zentralstern gefunden. Zum ersten Mal sind damit mit CoRoT-7 b und c zwei erdähnliche Gesteinsplaneten in einem außerirdischen Sternensystem eindeutig nachgewiesen worden.

Am 14. Juni 2010 wurde die Entdeckung von sechs weiteren Exoplaneten bestätigt. Der erste ist CoRoT-8 b. Die Masse wird mit ca. 70 % der Masse des Saturn angeben und ist damit einer der kleineren unter den Exoplaneten, die bis dato mittels der Transitmethode gefunden wurden. Die Entdecker vermuten, dass es sich wie bei Uranus oder Neptun um einen sehr kalten Gasriesen handelt.

Bereits am 17. März 2010 hatten CNES und ihre Partner die Entdeckung von Corot-9b bekannt gegeben. Corot-9b umkreist seinen Zentralstern mit einer Periode von gut 95 Tagen.[14] Die Umlaufbahn ist mit einer größten Annäherung auf 54 Millionen km die bislang größte Umlaufbahn für einen nach der Transitmethode gefundenen Exoplaneten. Die Temperaturen liegen bei vermutlich –23 °C bis +157 °C. Sein Durchmesser dem des Jupiter vergleichbar. Corot-9b hat aber nur 84 % der Masse des Jupiter. Die ESA spekuliert, dass auf einem Mond dieses Exoplaneten flüssiges Wasser existieren könnte.

Die Entdeckung der folgenden fünf Exoplaneten wurde am 14. Juni 2010 bekannt gegeben. CoRoT-10 b3 ist ein Riesenplanet mit einem stark exzentrischen Orbit. Durch den teilweise nur sehr geringen Abstand zum Mutterstern kann sich die Oberflächentemperatur innerhalb von wenigen Tagen von 250 auf 600 °C erhöhen. Die Orbitalperiode beträgt 13 Tage. Das Bemerkenswerteste an CoRoT-11 b ist die Tatsache, dass die Entdeckung überhaupt gelungen ist. Der Mutterstern rotiert nämlich mit 40 Stunden sehr schnell um seine eigene Achse. Die Sonne braucht dafür 26 Tage. Eine schnelle Rotation macht die Entdeckung schwierig.

CoRoT-12 b, CoRoT-13 b und CoRoT14 b sind Riesenplaneten, die ihren Mutterstern jeweils in geringem Abstand umkreisen.[12] Corot-12 b hat den 16-fachen Umfang des Jupiter und ist wegen des engen Abstandes sehr heiß und aufgebläht (bloated hot Jupiter). CoRoT-13 b ist hingegen kleiner als Jupiter, aber doppelt so dicht. Möglicherweise hat er einen Felskern. CoRoT-14 b ist erst der zweite Exoplanet überhaupt, der gleichzeitig sehr heiß und sehr massereich ist. Seine Größe entspricht in etwa der Größe Jupiters. Er hat aber die 7,5-fache Masse.

CoCoRoT-15 b ist schließlich ein sehr dichter Brauner Zwerg, d. h. ein Objekt, dass zwischen einen Stern und einem Planeten steht. Er ist nur wenig größer als Jupiter aber ca. 60 mal massereicher.

Gemessen an der vor Start der Mission erwarteten Häufigkeit neu entdeckter Exoplaneten sind vergleichsweise wenige Exoplaneten gefunden worden.


HATNet Project

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Das Hungarian Automated Telescope Network (HATNet) Project ist ein Netzwerk von sechs kleinen vollautomatischen HAT-Teleskopen. Das wissenschaftliche Ziel des Projekts ist die Entdeckung und Charakterisierung von extrasolaren Planeten und auch das Auffinden und die Verfolgung von hellen veränderlichen Sternen. Das Netzwerk wird durch das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics betrieben.

HAT steht für Hungarian-made Automated Telescope weil es von einer kleinen Gruppe von Ungarn entwickelt wurde, die sich bei der Hungarian Astronomical Association trafen. Das Projekt begann 1999 und ist seit Mai 2001 voll operabel.


MOA 

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MOA ist ein Akronym für Microlensing Observations in Astrophysics. Sie wird mit einem 1,8 m Durchmesser großen Spiegelteleskop durchgeführt.

Es ist eine japanisch/neuseeländische Kooperation zur Beobachtung von Dunkler Materie, extrasolaren Planeten und Sternenatmosphären mittels des Microlensing-Effektes. Hierfür wird das Mt. John Observatorium in Neuseeland verwendet.

Jüngster Erfolg ist die Entdeckung der bislang kleinsten Super-Erde mit einer Masse von nur 3,3 Erdmassen (Juni 2008). Im Januar 2006 wurde bereits ein anderer Planet mit einer Masse von nur 5,5 Erdmassen in Kooperation mit den Projekten OGLE und PLANET entdeckt.


OGLE

OGLE ist ein Akronym für Optical Gravitational Lensing Experiment - ein wissenschaftliches Forschungsprojekt in der Beobachtungsastronomie, durchgeführt von den Astronomen der Sternwarte der Universität Warschau, Polen, unter Leitung von Professor Andrzej Udalski.

Die Hauptaufgabe von OGLE ist die Suche und Beobachtung von auftretenden Microlensing-Effekten. Hiermit können unter anderem Objekte des galaktischen Halos im Rahmen der Suche nach Dunkler Materie nachgewiesen werden (siehe auch MACHO), welche zu dunkel für eine direkte Beobachtung sind. In der jüngeren Vergangenheit wird OGLE vor allem aber für die Suche nach extrasolaren Planeten verwendet. So konnte im Januar 2006 in Kooperation mit den Projekten PLANET und MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) ein Planet mit einer Masse von nur 5,5 Erdmassen nachgewiesen werden. 

In der ersten Phase (1992-1995) stand für OGLE das 1 m-Henrietta-Swope-Teleskop des Las-Campanas-Observatoriums in Chile zur Verfügung. Nach Abschluss dieser Phase wurde das 1,3 m-Warschau-Teleskop in Las Campanas speziell für OGLE errichtet, und 1997 in Betrieb genommen. Die dritte Phase, welche 2001 begonnen hat, zeichnet sich insbesondere durch neue Instrumente, wie eine verbesserte CCD-Kamera, sowie durch das verbesserte Microlensing Early Warning System (EWS) aus, mithilfe dessen auch andere Observatorien auf ein gerade begonnenes Microlensing Ereignis hingewiesen werden können, und somit die Beobachtung bestätigen und verbessern können.


TrES

TrES ist eine Abkürzung für "The Transatlantic Exoplanet Survey" und dient der Entdeckung von Exoplaneten mittels der Transitmethode. Doch ungeachtet aller modernen Verfahren und des nicht minder modernen und komplexen technischen Instrumentariums, mit denen bislang mehrere Hundert Exoplaneten entdeckt wurden, hat ein internationales Astronomenteam im Rahmen des Trans-Atlantic Exoplanet Survey (TrES) jetzt mit einer Armada von kleinen, preisgünstigen Teleskopen einen neuen Exoplaneten entdeckt. Es ist die erste Entdeckung eines extrasolaren Planeten, die bei einer Überprüfung von mehreren Tausend relativ heller Sterne über große Regionen des Himmels gemacht wurde."Diese Entdeckung verdeutlicht, dass man schon mit kleinen Fernrohren einen großen Beitrag zur Suche nach extrasolaren Planeten leisten kann", freut sich der Co-Autor der Studie Guillermo Torres vom [extern]  Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Quelle: www.heise.de/tp/r4/artikel/18/18234/1.html


Kepler (Weltraumteleskop)

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Kepler ist ein Weltraumteleskop der NASA, das im März 2009 gestartet wurde, um nach extrasolaren Planeten zu suchen. Benannt ist das Projekt nach dem deutschen Astronomen Johannes Kepler, der als erster die Gesetzmäßigkeiten der Planetenumlaufbahnen erkannte.

Wissenschaftliche Aufgabe 

Das Teleskop beobachtet einen festen Ausschnitt des Sternenhimmels mit ca. 190000 Sternen im Sternbild Schwan, um extrasolare Planeten zu entdecken. Besondere Zielsetzung des Projekts ist, vergleichsweise kleine Planeten (wie unsere Erde oder kleiner) und damit auch potenziell bewohnbare („habitable“) extrasolare Planeten zu entdecken. Gleichzeitig liefert es Basisdaten zu anderen veränderlichen Sternen, um daraus Rückschlüsse über die im Inneren ablaufenden Prozesse ziehen zu können. Die Mission von Kepler war zuerst für 3,5 Jahre vorgesehen. Im November 2012 wurde sie um bis zu vier Jahre verlängert.

Beobachtete Planetenkandidaten 

  • Gesamt: 2740
  • Erdähnlich: 351 (davon mehr als 50 innerhalb der habitablen Zone)
  • Super-Erden: 816
  • Neptunähnlich: 1290
  • Jupiterähnlich: 202
  • größer als Jupiter: 81

Stand: 7. Januar 2013

Suche nach erdähnlichen Planeten 

Bei einem Durchgang eines extrasolaren Planeten in Erdgröße wird am Weltraumteleskop eine Abdunkelung in der Größenordnung von einem 0,1 ‰ erwartet (für Erde und Sonne 0,084 ‰). Das erfolgt bei zentralem Durchgang vor dem Bild des Sternes für einen Zeitraum von rund einem halben Tag (für Erde und Sonne 13 Stunden). Ist der Durchgang nicht zentral, dann ist die Zeit der Abdunkelung kürzer. Wenn sich die gleiche Helligkeitsänderung bei diesem Stern noch zweimal wiederholt und dabei die beiden Intervalle gleich sind, wird ein Planet auf einer festen Umlaufbahn als Ursache angenommen und gilt als entdeckt. Aus der so ermittelten Umlaufzeit und der Helligkeitsänderung lassen sich nach den Keplerschen Gesetzen die Umlaufbahn und Größe des erdähnlichen Planeten ermitteln. Durch die entsprechend ermittelte Entfernung des entdeckten Exoplaneten zu seiner Sonne und durch die Temperatur dieser Sonne (ermittelt nach Leuchtkraftklasse und Spektralklasse) kann die Temperatur auf dem Planeten und damit seine mögliche Bewohnbarkeit annähernd berechnet werden. Aufgrund der unterschiedlichen Bahnneigungen der Planeten gegen unsere Sichtlinie tritt allerdings nur bei einem Bruchteil erdähnlicher Planeten eine aus unserer Richtung beobachtbare Bedeckung auf. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein solcher Transit von der Erde aus beobachtbar ist, ergibt sich einfach als Quotient von Stern- und Planetenbahnradius, im Falle von Erde und Sonne also 0,465 %.

Verlauf 

Der Start des 600 Mio. US-Dollar teuren Teleskops erfolgte am 7. März 2009 um 03:49:57 UTC als Nutzlast einer Delta-II-7925-10L-Trägerrakete vom Startkomplex 17B der Cape Canaveral AFS Es war der 339. Start einer Delta-Rakete. Nach umfangreichen Tests und Kalibrierung der Sensoren nahm das Teleskop zwei Monate später seine Arbeit auf.

Im Januar 2010 wurden die ersten fünf von Kepler entdeckten Planeten bekanntgegeben (Kepler-4b bis 8b (s. a. Kepler-6, Kepler-7). Kepler 1b bis 3b waren bereits vor dem Start der Sonde mit terrestrischen Beobachtungsmethoden entdeckt worden. Bei allen handelt es sich um Planeten, die ihre Sterne in Entfernungen von weniger als 0,1 astronomischen Einheiten umkreisen und die eine deutlich höhere Oberflächentemperatur aufweisen als jeder Planet unseres Sonnensystems. Im Juni 2010 wurden die Daten von 306 der 706 bis dahin identifizierten Exoplanetenkandidaten veröffentlicht. Die Entdeckung von Transiten kühlerer, potentiell erdähnlicherer Planeten nimmt wegen ihrer längeren Umlaufperiode eine längere Beobachtungsphase in Anspruch und wird erst für eine spätere Phase der Kepler-Mission erwartet.

Im Januar 2011 wurde bekanntgegeben, dass Kepler den bislang kleinsten Gesteinsplaneten entdeckt hat: Kepler-10b. Er wurde durch Beobachtungen von Mai 2009 bis Januar 2010 aufgespürt. Kepler-10b besitzt die 4,6-fache Masse und 1,4-fache Größe der Erde und umrundet seinen Zentralstern alle 0,84 Tage. Er ist diesem etwa 20-mal näher als Merkur der Sonne.

Am 2. Februar 2011 wurde von der NASA bekanntgegeben, dass 1235 Planetenkandidaten seit Missionsbeginn ermittelt wurden. Davon sind 5 annähernd so groß wie die Erde und in der habitablen Zone. Insgesamt wurden 54 in der habitablen Zone und 68 annähernd erdgroße  Planetenkandidaten entdeckt. Als weitere Planetenkandidaten wurden 288 Supererden, 662 in der Größe Neptuns, 165 in der Größe Jupiters und 19 größer als Jupiter ermittelt.

Am 5. Dezember 2011 bestätigte die NASA den ersten Planeten innerhalb der habitablen Zone eines sonnenähnlichen Sterns. Kepler-22b ist der erste der 54 am 2. Februar veröffentlichten Kandidaten innerhalb der habitablen Zone, welcher offiziell bestätigt werden konnte. Hierzu muss Kepler mindestens 3 Durchgänge vor seinem Heimatstern beobachtet haben. Des Weiteren gab die NASA bekannt, dass sich die Zahl der Planetenkandidaten auf 2326 erhöhte, wovon 207 ungefähr so groß wie die Erde sind. Ferner wurden bis dato 680 „Supererden“, 1181 neptunähnliche, 203 jupiterähnliche und 55 Planeten, die größer als Jupiter sind, beobachtet.

Im Juli 2012 fiel eins von vier redundanten Drallrädern, die die Lage des Teleskops im Raum steuern und stabilisieren, aus. Anfang Januar 2013 zeigten sich erhöhte Reibwerte an einem weiteren Drallrad, dessen Ausfall nicht mehr verkraftbar gewesen wäre. Daraufhin wurde Kepler am 17. Januar 2013 für eine geplante Dauer von zehn Tagen in einen Sicherheitsmodus ("wheel rest safe mode") versetzt in der Hoffnung, das Schmiermittel würde sich in den stillstehenden Lagern durch Diffusion wieder verteilen. Die Wiederinbetriebnahme fand wie geplant und ohne Probleme zwischen dem 27. und dem 29. Januar 2013 statt.

Liste wichtiger Entdeckungen 

SystemPlanetVeröffentlichungBemerkung
Kepler-4Kepler-4b2010Erste Entdeckungen der Keplermission
Kepler-6Kepler-6b2010Erste Entdeckungen der Keplermission
Kepler-7Kepler-7b2010Planet mit ungewöhnlich geringer Dichte
Kepler-10Kepler-10b2011Damals kleinster Gesteins(exo)planet
Kepler-11Kepler-11b - g2010Stern mit mindestens 6 Exoplaneten; dreifacher Transit im August 2010
Kepler-16Kepler-16b2011Erster beobachteter Transit in einem Doppelsternsystem
Kepler-22Kepler-22b2011Erster Planet innerhalb der habitablen Zone
Kepler-37Kepler-37b2011Kleinster bekannter Exoplanet, etwa so groß wie der Erdmond
Kepler-62Kepler-62e, f2013Zwei erdähnliche Planeten in der habitablen Zone
Kepler-69Kepler-69c2013Ein erdähnlicher Planet in der habitablen Zone


Kepler Discoveries (www.kepler.nasa.govMission/discoveries/