Drei potenziell habitable Welten um sehr kühlen und nahen Zwergstern gefunden
Astronomen entdeckten in nur 40 Lichtjahren Entfernung drei Planeten die einen sehr kühlen Zwergstern umkreisen. Diese Welten sind etwa so groß wie die Erde und die Venus und haben auch ähnliche Temperaturen. Sie sind die bisher besten Ziele für die Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems. Und es sind die ersten Planeten, die jemals um einen so kleinen und lichtschwachen Stern gefunden wurden.
Die Entdeckung wurde mit dem TRAPPIST-Teleskop (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) am La Silla Observatorium der ESO gemacht. Die neuen Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature am 2. Mai 2016 veröffentlicht.
Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Michaél Gillon vom Institut für Astrophysik und Geophysik an der Universität Lüttich in Belgien verwendete das TRAPPIST-Teleskop, um den Stern 2MASS J23062928-0502285, jetzt auch als TRAPPIST-1 bekannt, zu beobachten. Sie fanden heraus, dass dieser lichtschwache und kühle Stern in leicht regelmäßigen Abständen verblasste, was darauf hinweist, dass mehrere Objekte zwischen dem Stern und der Erde vorbeiwandern. Eine detaillierte Analyse zeigte, dass drei Planeten die eine ähnliche Größe wie die Erde haben, vorhanden sind.
TRAPPIST-1 ist ein sehr kühler Zwergstern – er ist viel kühler und röter als unsere Sonne und kaum größer als Jupiter. Solche Sterne gibt es in der Milchstraße in großer Zahl und sie sind sehr langlebig. Aber dies ist das erste Mal, dass Planeten um einen von ihnen gefunden wurden. Obwohl er so nahe an der Erde ist, ist dieser Stern zu lichtschwach und zu rot, so dass man ihn mit bloßem Auge oder mit einem großen Amateur-Teleskop nicht sehen kann. Er befindet sich im Sternbild Wassermann.
Emmanuél Jehin, Co-Autor der neuen Studie, ist begeistert: „Das ist wirklich ein Paradigmenwechsel in Bezug auf die Planeten-Population und ein neuer Weg, um Leben im Universum zu finden. Das Vorhandensein solch „roter Welten“ die einen sehr kühlen Zwergstern umkreisen könnten, war rein theoretisch, aber nun haben wir nicht nur einen einsamen Planeten um solch einen schwachen roten Stern gefunden, sondern ein komplettes System von drei Planeten!“.
Michaél Gillon, Hauptautor des Artikels, der die Entdeckung präsentierte, erklärte die Bedeutung der neuen Erkenntnisse. „Warum versuchen wir, erdähnliche Planeten um die kleinsten und kühlsten Sterne in der Sonnenumgebung zu finden? Der Grund ist einfach: Systeme um diese kleinen Sterne sind die einzigen Orte, an denen wir das Leben auf einem erdähnlichen Exoplaneten mit unserer aktuellen Technologie erkennen könnten. Wenn wir also das Leben anderswo im Universum finden wollen, sollten wir beginnen dort zu suchen.“
Astronomen wollen nach Anzeichen von Leben suchen, indem sie die Auswirkungen studieren, welche die Atmosphäre des Planeten bei seinem Transit auf das Licht hat, das die Erde erreicht. Bei den meisten Sternen mit erdähnlichen Planeten wird dieser winzige Effekt von der Brillanz des Sternenlichts überdeckt. Nur im Fall eines lichtschwachen roten und besonders kühlen Zwergsterns wie TRAPPIST-1 ist dieser Effekt groß genug um erkannt zu werden.
Folgebeobachtungen mit größeren Teleskopen, einschließlich dem HAWK-1 Instrument am 8-Meter Very Large Telescope in Chile, haben gezeigt, dass die Planeten die TRAPPIST-1 umkreisen etwa Erdgröße haben. Zwei Planeten haben Umlaufzeiten von rund 1,5 Tagen und 2,4 Tagen und der dritte Planet hat eine Umlaufzeit die leider weniger gut bestimmt werden kann; die Umlaufzeit liegt in einem Bereich von etwa 4,5 bis zu 73 Tagen.
„Mit solch kurzen Umlaufzeiten sind die Planeten zwischen 20 bis 100 mal näher an ihrem Zentralstern als die Erde an der Sonne. Die Struktur dieses Planetensystems ähnelt im Maßstab mehr dem Jupitersystem als dem Sonnensystem“, erklärte Michaél Gillon.
Obwohl sie ihren Mutterstern sehr nahe umkreisen, erhalten die beiden inneren Planeten nur viermal bzw. zweimal soviel der jeweiligen Strahlungsmenge als wir auf der Erde empfangen, weil ihr Stern soviel leuchtschwächer ist als unsere Sonne. Dadurch rückt die bewohnbare Zone für dieses System näher an den Zentralstern heran, vorausgesetzt dass es bewohnbare Regionen auf den Planeten-Oberflächen gibt. Die Umlaufbahn des dritten und äußeren Planeten ist noch unbekannt, aber er erhält vermutlich weniger Strahlung als dies bei unserer Erde der Fall ist, aber vielleicht noch genug um innerhalb der bewohnbaren Zone zu liegen.
„Dank mehrerer Großteleskope die zur Zeit im Bau sind, einschließlich des ESO-ELT und des NASA/ESA/CSA James Webb Weltraumteleskops, das 2018 starten soll, werden wir bald in der Lage sein, die Zusammensetzung der Atmosphären dieser Planeten zu studieren und nach Wasser zu suchen und nach Spuren biologischer Aktivitäten. Dies wäre ein großer Schritt bei der Suche nach Leben im Universum“, meinte Co-Autor Julien de Wit vom MIT.
Diese Arbeit eröffnet eine neue Dimension für die Exoplaneten-Jagd, da rund 15 % der Sterne in der Nähe unserer Sonne extrem kühle Zwergsterne sind. Das TRAPPIST-Teleskop könnte als Prototyp für ein noch ehrgeizigeres Projekt namens „SPECULOOS“ dienen, das am Paranal-Observatorium der ESO installiert werden soll.
3. Mai 2016/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
