In den neuesten Katalogen sind 4.433 Exoplaneten verzeichnet. Ihre Radien wurden normalerweise anhand des Radius ihrer Zentralsterne und anschließender Anpassungen der Lichtkurven beim Transit der Planeten vor ihren Sternen gemessen. Deswegen ist der Radius des Zentralsterns ein Schlüsselparameter, und die neueste Datenveröffentlichung der Gaia-Mission hat Astronomen in die Lage versetzt, die Genauigkeit der stellaren Eigenschaften in ihrem Katalog deutlich zu verbessern. Die Radien der fast 108.000 Sterne des Kepler-Exoplanetenfeldes sind dadurch mit einer Toleranz von acht Prozent bekannt.
Der Astronom Dimitar Sasselov vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) arbeitete mit drei Kollegen zusammen, um die neuen Ergebnisse für Verfeinerungen der Radienmessungen von 4.268 Exoplaneten zu nutzen. Der umfangreiche Datensatz und die verbesserten Werte erlauben den Wissenschaftlern, einige frühere Anhaltspunkte über die Größenverteilung von Exoplaneten zu bestätigen. Genauer gesagt geht es darum, dass die Größenverteilung nicht exakt gleichförmig ist, sondern dass manche Größen weniger häufig vorkommen als erwartet. Insbesondere gibt es einen Mangel an Exoplaneten mit Radien, die etwas größer als zwei Erdradien sind. Weitere geringe Rückgänge sind bei Größen von etwa vier Erdradien beziehungsweise etwa zehn Erdradien erkennbar.
Die Astronomen nutzen ihre neuen Daten, um ein neues Klassifizierungsschema für Exoplaneten zu definieren. Die kleinste Kategorie besteht aus Planeten mit Radien, die kleiner als vier Erdradien sind. Innerhalb dieser Gruppe gibt es zwei Untergruppen: Planeten mit Radien, die kleiner als zwei Erdradien sind und jene mit Radien zwischen zwei und vier Erdradien. Diese kleinsten Planeten sind üblicherweise arm an Gasen.
Die zweite Kategorie umfasst Planetenradien zwischen vier und zehn Erdradien. Das Team schlägt vor, sie als „Übergangsplaneten“ zu bezeichnen, weil sie eine Brücke zwischen der kleinen Kategorie und den großen Gasriesen bilden. Aus Gründen, die noch nicht gut verstanden sind, existiert in dieser Kategorie ein relativer Mangel an Objekten.
Die dritte neue Kategorie enthält die Gasriesen mit Radien größer als etwa zehn Erdradien, welche von Wasserstoff und Helium dominiert werden. Dazu gehören jupiterähnliche Planeten und sogar Braune Zwerge.
Aus Beobachtungen schlussfolgern die Autoren, dass die Untergruppe mit den Planeten, die zwischen zwei und vier Erdradien aufweisen, diejenigen sind, die mit der größten Wahrscheinlichkeit wasserreiche Kerne besitzen – also „Wasserwelten“ sind. Sie vermuten, dass ihre Ergebnisse helfen werden, die Liste von Objekten einzugrenzen, die für Nachfolgebeobachtungen ausgewählt werden, darunter potenziell bewohnbare Welten.
Abhandlung: „Survival Function Analysis of Planet Size Distribution with GAIA Data Release 2 Updates“ von Li Zeng, Stein B. Jacobsen, Dimitar D. Sasselov, Andrew Vanderburg, MNRAS 479, 5567, 2018.
(THK)
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