Charon erscheint in einem Bild in natürlichen Farben, das von der Raumsonde New Horizons am 13. und 14. Juli 2015 aufgenommen wurde. Das Bild wurde am 24. Juli 2015 veröffentlicht.(Bildnachweis: NASA/JUAPL/SwRI)
Nach den meisten Maßstäben ist die Erde klein. Der größte Planet des Sonnensystems, Jupiter, könnte mehr als 1.300 Erden beherbergen. Aber die Erde ist nicht der kleinste Planet im Sonnensystem; dieser Titel ging an Merkur, nachdem Pluto 2006 zu einem Zwergplaneten degradiert wurde. Aber gibt es da draußen noch kleinere Planeten? Und wenn ja, kennen wir welche?
Überraschenderweise sind sehr kleine Exoplaneten oder Planeten, die andere Sterne umkreisen, extrem schwer zu entdecken. Aber der kleinste der von Wissenschaftlern gefundenen Planeten ist Kepler 37-b. Er wurde 2013 von Wissenschaftlern anhand von Daten des Kepler-Weltraumteleskops entdeckt und ist kleiner als Merkur und etwa so groß wie der Erdmond.
„Wir haben ziemlich viele erdgroße Objekte gefunden, aber nicht sehr viel kleinere“, sagt Thomas Barclay, Astrophysiker am Goddard Space Flight Center der NASA und Erstautor der Studie von 2013, in der der Planet erstmals identifiziert wurde. „Er war eine Art Ausreißer.“
Wie alle vom Kepler-Weltraumteleskop entdeckten Exoplaneten wurde auch Kepler 37-b mit Hilfe der so genannten Transitmethode entdeckt. Wenn ferne Planeten ihre Sterne umkreisen, ziehen sie durch – oder vor – ihren Sternen vorbei, was eine leichte Verdunkelung des Sterns bewirkt. Bei Sternen und Planeten, die sich in der richtigen Position zu unserem Sonnensystem befinden, können Wissenschaftler die Verdunkelung analysieren und nicht nur auf die Existenz eines Planeten schließen, sondern auch auf einige seiner Eigenschaften – aus welchem Material er besteht, wie weit er von seinem Stern entfernt ist und wie groß er ist.
Wie sein Name schon sagt, umkreist dieser winzige Exoplanet den Stern Kepler-37, der etwa 209 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Kepler-37 ist im Allgemeinen derselbe Sterntyp wie unsere Sonne, aber er ist etwas kleiner und kühler. Er beherbergt auch drei andere Planeten, von denen jedoch keiner so klein ist wie Kepler 37-b. Um die Größe von Kepler-37 – und damit auch die Größe von Kepler 37-b – zu bestätigen, arbeitete sein Team laut Barclay mit Kollegen zusammen, die die Asteroseismologie, die Analyse der natürlichen Helligkeitsschwankungen eines Sterns, verwendeten.
Kepler 37-b ist felsig und viel näher an seinem Stern als die Erde – oder sogar Merkur – an der Sonne. Daher braucht Kepler 37-b nur 13,4 Erdtage, um seinen Stern zu umkreisen. Wie Merkur hat er wahrscheinlich eine extrem raue Oberfläche und keine Atmosphäre.
Aber ist Kepler 37-b wirklich ein Planet? Er ist sicherlich nicht wie einer der Planeten im Sonnensystem. In der Tat ist die Definition eines Planeten hauptsächlich auf unser Sonnensystem zugeschnitten, so Barclay. Laut der Internationalen Astronomischen Union muss ein Planet einen Stern umkreisen, groß genug sein, um eine kugelförmige Gestalt anzunehmen, und seine Umlaufbahn und seine Umgebung von allen Objekten ähnlicher Größe freihalten.
Bei Exoplaneten ist es schwieriger, das mit Sicherheit zu sagen, und es kann besonders schwierig sein, festzustellen, ob ein Exoplanet wirklich Trümmer und Objekte ähnlicher Größe aus seiner Umlaufbahn entfernt, sagte Barclay. Aber bei Kepler 37-b gebe es keine großen Zweifel, fügte er hinzu.
„Er ist groß genug und hat genug Schwerkraft; er ist nahe genug an seinem Stern, dass er einen Einflussbereich ausräumen würde“, sagte er. „Er würde also nach jeder Definition als Planet gelten.
Obwohl Kepler 37-b seit über einem Jahrzehnt den Titel „kleinster Planet“ trägt, wird er diese Bezeichnung nicht ewig behalten, so Barclay. Seit das Kepler-Weltraumteleskop 2018 in den Ruhestand versetzt wurde, haben Wissenschaftler neue Wege zur Entdeckung von Exoplaneten entwickelt, darunter das Nancy Grace Roman Weltraumteleskop, für das Barclay der Betriebswissenschaftler ist.
Das Teleskop, dessen Start für Mai 2027 geplant ist, wird eine Technik namens Mikrolensing, eine Art Gravitationslinse, verwenden, um Exoplaneten zu finden. Mikrolensing-Ereignisse treten auf, wenn die Schwerkraft eines Sterns das Licht eines weiter entfernten, nicht verwandten Hintergrundsterns um ihn herum beugt. Wenn die Ausrichtung perfekt ist, wirkt der nähere Stern wie eine Linse für den Hintergrundstern und vergrößert dessen Licht. Wenn der nähere Stern einen Planeten hat, wird das Licht noch stärker verstärkt. Die Wissenschaftler können die winzige Lichtspitze analysieren, um auf die Eigenschaften von Exoplaneten zu schließen, die den näheren Stern umkreisen.
Nach Angaben der NASA könnte das römische Teleskop etwa 2.600 Exoplaneten finden, indem es den Himmel nach diesen Mikrolensing-Ereignissen absucht. Das neue Teleskop „wird mit ziemlicher Sicherheit Planeten finden, die kleiner sind als dieser hier“, so Barclay.
