Fachbereich Geowissenschaften

PLATO 2.0 liefert genaue statistische Daten zu den wichtigsten Planetenparametern (Radius, Masse, Dichte und Alter) und beantwortet damit grundlegende Fragen wie: Wie entstehen und entwickeln sich Planetensysteme? Gibt es andere Systeme mit Planeten wie dem unseren, einschließlich potenziell bewohnbarer Planeten? Das Instrument PLATO 2.0 besteht aus 34 Teleskopen mit kleiner Öffnung (32 mit einer Auslesekadenz von 25 Sekunden und 2 mit einer Kadenz von 2,5 Sekunden), die ein weites Sichtfeld (2232 Grad²) und einen großen photometrischen Helligkeitsbereich (4-16 mag) bieten. Es konzentriert sich auf helle (4-11 mag) Sterne in weiten Feldern, um Planeten bis hinunter zur Erdgröße durch photometrische Transits aufzuspüren und zu charakterisieren, deren Massen dann durch bodengestützte Radialgeschwindigkeitsmessungen bestimmt werden können. Für diese hellen Sterne wird Asteroseismologie durchgeführt, um hochpräzise stellare Parameter, einschließlich Massen und Alter, zu erhalten. Die Kombination aus hellen Zielen und Asteroseismologie führt zu einer hohen Genauigkeit bei den Parametern für die Hauptplaneten: 2%, 4-10% bzw. 10% für Planetenradien, -massen und -alter. Die geplante Basisbeobachtungsstrategie umfasst zwei lange Pointings (2-3 Jahre) zur Entdeckung und Massencharakterisierung von Planeten, die in die bewohnbare Zone (HZ) von sonnenähnlichen Sternen reichen, sowie eine zusätzliche Step-and-Stare-Phase, um insgesamt etwa 50% des Himmels abzudecken. PLATO 2.0 wird bis zu 1.000.000 Sterne beobachten und Hunderte von Kleinplaneten sowie Tausende von Planeten im Bereich von Neptun bis Gasriesen bis zur HZ aufspüren und charakterisieren. Damit wird es den ersten groß angelegten Katalog von Planeten mit genauen Radien, Massen, mittleren Dichten und Alter liefern. Dieser Katalog wird auch terrestrische Planeten in mittleren Entfernungen enthalten, bei denen die Oberflächentemperaturen moderat sind. PLATO 2.0 deckt diesen Parameterbereich mit einer statistischen Anzahl von charakterisierten Planeten ab. Der PLATO 2.0-Katalog ermöglicht es uns z.B.:

• unser Wissen über die Planetenvielfalt bei massearmen Objekten zu vervollständigen, 
• die Verteilung der mittleren Planetendichte und des Orbitalabstands mit den Vorhersagen der Theorien zur Planetenentstehung zu korrelieren, 
• den Einfluss von Planetenwanderung und -streuung auf die Architektur von Mehrfachsystemen einzuschränken, 
• und zu spezifizieren, wie sich Planeten- und Systemparameter mit den Eigenschaften des Wirtssterns, wie Typ, Metallizität und Alter, verändern. 

Der Katalog wird es uns ermöglichen, Planeten und Planetensysteme in verschiedenen Entwicklungsphasen zu untersuchen. Darüber hinaus wird er eine Zählung von kleinen, massearmen Planeten ermöglichen. Dies wird dazu dienen, Objekte zu identifizieren, die ihre ursprüngliche Wasserstoffatmosphäre bewahrt haben, und allgemein die typischen Merkmale von Planeten mit geringer Masse und geringer Dichte zu bestimmen. Die von PLATO 2.0 entdeckten Planeten werden helle Sterne umkreisen, und viele von ihnen werden Ziele für künftige Atmosphärenspektroskopie zur Erforschung ihrer Atmosphäre sein. Darüber hinaus hat die Mission das Potenzial, Exomonen, planetarische Ringe, Doppelplaneten und trojanische Planeten zu entdecken. Die Planetenforschung, die mit PLATO 2.0 möglich ist, wird ergänzt durch die Auswirkungen auf die stellare und galaktische Wissenschaft durch Asteroseismologie sowie Lichtkurven aller Arten von veränderlichen Sternen, zusammen mit Beobachtungen von Sternhaufen unterschiedlichen Alters. Dies wird es uns ermöglichen, Sternmodelle zu verbessern und die stellare Aktivität zu untersuchen. Eine große Anzahl bekannter Alter von roten Riesensternen wird die Struktur und Entwicklung unserer Galaxie untersuchen. Asteroseismische Alter von hellen Sternen für verschiedene Phasen der Sternentwicklung ermöglichen die Kalibrierung von stellaren Alters-Rotations-Beziehungen. Zusammen mit den Ergebnissen der Gaia-Mission der ESA werden die Ergebnisse von PLATO 2.0 einen großen Beitrag zur Planeten-, Stern- und Galaxienforschung leisten.