Heißer Nachbarplanet entdeckt

Ein vor kurzem entdeckter Planet könnte für Astronomen die beste Chance darstellen, um Atmosphären von Gesteinsplaneten außerhalb unseres Sonnensystems zu studieren, besagt ein neue internationale Studie, an der auch die Universität von Neusüdwales (UNSW) in Sydney beteiligt war.

Astronomen entdeckten einen neuen Planeten um einen Stern im Sternbild Jungfrau. Der Planet mit Namen Gliese 486b ist eine „Super-Erde“; das ist ein Gesteinsplanet, der größer als die Erde, aber kleiner als Eisriesen wie Neptun und Uranus ist. Er umkreist einen 26 Lichtjahre entfernten Roten Zwergstern und ist damit ein naher Nachbar – galaktisch gesehen.

Mit einer siedend heißen Temperatur von 430 Grad Celsius ist Gliese 486b zu heiß um menschliches Leben zu unterstützen. Aber seine Atmosphäre zu studieren kann helfen in Erfahrung zu bringen, ob ähnliche Planeten lebensfreundlich für Menschen sein könnten – oder ob sie andere Anzeichen von Leben zeigen.

Die Ergebnisse wurden vor kurzem im Journal Science veröffentlicht. „Dies ist jene Art von Planet, von dem wir seit Jahrzehnten geträumt haben“ sagte Dr. Ben Montet, ein Astronom und wissenschaftlicher Assistent an der Universität von Neusüdwales (UNSW) in Sydney und Co-Autor der Studie. „Wir wissen seit langem, das steinige Super-Erden nahe ihren Sternen existieren müssten, aber wir hatten bis jetzt nicht die Technologie, um sie zu finden. Diese Entdeckung hat das Potenzial, unser Verständnis für Planetenatmosphären zu verändern.“

So wie die Erde ist Gliese 486b ein Gesteinsplanet – aber damit endet auch schon die Ähnlichkeit. Unser "Nachbar" ist um 30 Prozent größer und fast dreimal massereicher als die Erde. Es ist möglich, dass seine Oberfläche, welche heiß genug ist um Blei zu schmelzen, mit Flüssen aus glühender Lava überzogen ist.

Super-Erden sind selten, aber Gliese 486b ist aus zwei Hauptgründen speziell; erstens bläst die Hitze die Atmosphäre auf, was den Astronomen hilft atmosphärische Messungen durchzuführen, und zweitens ist es ein Transit-Planet, welcher aus unserer Perspektive am Stern vorbei wandert, was es für Wissenschaftler möglich macht, eine eingehende Analyse seiner Atmosphäre durchzuführen. „Super-Erden zu verstehen ist eine Herausforderung, weil wir keine Beispiele bei der Hand haben,“ sagte Dr.Montet. „Gliese 486b ist jener Typ von Planet, den wir für die nächsten 20 Jahre studieren werden.“

Lernen von der Atmosphäre

Die Atmosphäre eines Planeten kann viel über seine Fähigkeit aussagen, Leben zu beherbergen. Eine fehlende Atmosphäre könnte zum Beispiel darauf hindeuten, dass der nahe gelegene Stern des Planeten flüchtig und anfällig für hohe Sternaktivität ist - was es unwahrscheinlich macht, dass Leben eine Chance hat, sich zu entwickeln. Auf der anderen Seite könnte eine gesunde, langlebige Atmosphäre darauf hindeuten, dass die Bedingungen stabil genug sind, um Leben zu ermöglichen. Beide Optionen können Astronomen helfen, einen Teil des Puzzles der Planetenbildung zu lösen. „Wir glauben, dass Gliese 486b einen Teil seiner ursprünglichen Atmosphäre behalten hat, trotz der Nähe zu seinem Roten Zwergstern,“ sagte Dr. Montet.

Als Transitplanet bietet Gliese 486b den Astronomen zwei einzigartige Möglichkeiten dessen Atmosphäre zu studieren: zum einen, wenn der Planet vor seinem Stern vorbeiwandert und ein Teil des Sternenlichts durch seine atmosphärischen Schichten leuchtet (eine Technik, die "Transmissionsspektroskopie" genannt wird); und zum anderen, wenn Sternenlicht die Oberfläche des Planeten beleuchtet, während er den Stern umkreist (genannt Emissions-Spektroskopie). In beiden Fällen verwenden die Wissenschaftler einen Spektrographen, ein Werkzeug, dass das Licht in Wellenlängen aufspaltet, um die chemische Zusammensetzung zu entschlüsseln.

Dies ist der beste Gesteinsplanet von allen die wir kennen, um die Emissions-Spektroskopie zu studieren, und der zweitbeste Planet um die Transmissions-Spektroskopie zu studieren, sagte Dr. Montet.

Leben auf Gliese 486b

Gliese 486b ist ein großer Fang für Astronomen, aber man würde nicht dort leben wollen, sagte Dr. Montet. „Mit einer Oberfläche von 430 Grad Celsius könnte man ohne einer Art von Raumanzug nicht nach draußen gehen,“ sagte er. „Auch die Gravitation ist um 70 % stärker als auf der Erde, was für einen Spaziergang sehr anstrengend wäre. Wenn jemand auf der Erde ein Gewicht von 50 kg hat, dann hätte er auf Gliese 486b ein Gewicht von 85 kg. Ferner würde 1 Jahr nur 36 Stunden dauern.

„Der Planet ist so nahe bei seinem Stern, dass man sich in Acht nehmen müsste vor Sternstürmen.“ sagte Dr. Montet. „Ferner könnten elektrisch geladenen Teilchen als schöne Aurora den Himmel bedecken, aber auch komplett elektromagnetische Systeme auslöschen.“ Doch fügte er hinzu: „Wenn es Menschen in Zukunft möglich sein sollte zu anderen Sternsystemen zu reisen, wäre ein solcher Planet auf der Wunschliste, weil er so nahe und dennoch so verschieden ist von den Planeten unseres Sonnensystems.“

Eingrenzung der Suche nach habitablen Planeten

Die Studie war Teil des CARMENES Projekts, eines Konsortiums von elf spanischen und deutschen Forschungsinstituten, die nach Anzeichen für Leben auf Planeten mit geringer Masse um einen Roten Zwergstern suchen.

Rote Zwerge sind die häufigsten Sterne, sie machen rund 70 % aller Sterne im Universum aus. Es ist daher viel wahrscheinlicher, dass sie Gesteinsplaneten haben als sonnenähnliche Sterne. Basierend auf diesen Zahlen ist die beste Chance Leben zu finden im Universum, wenn man bei Roten Zwergen danach sucht. Dies hat allerdings einen Haken, sagte Montet. „Rote Zwerge sind bekannt dafür, dass sie eine Menge stellare Aktivität wie Flares und Koronale Massenauswürfe haben. Diese Art von Aktivität droht Planetenatmosphäre zu zerstören.“ „Die Atmosphäre von Gliese 486b wird einen großen Beitrag zur Entscheidung leisten, ob wir die Suche nach Lebenszeichen bei Roten Zwergen in Betracht ziehen sollten.

Von einem australischen Hinterhof zur NASA

Die Ergebnisse wurden mit Hilfe von Daten der All-Sky-Survey-Mission der NASA, der Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), und Teleskopen in Spanien, den USA, Chile und Hawaii erzielt.

Fast 70 Personen waren an der Studie beteiligt, darunter zwei Australier: Dr. Montet von UNSW Science und Thiam-Guan (TG) Tan, ein Bürgerastronom, der ein Observatorium in seinem eigenen Garten in Perth gebaut hat. Tan half bei der Bestätigung des Planeten, indem er einen Transit von Gliese 486b beobachtete.

„Ich baute mein Observatorium vor mehr als 10 Jahren, damit ich an der Suche nach Planeten teilnehmen kann,“ sagte Tan. „Es war sehr befriedigend für mich, dass ein Bürgerwissenschaftler in einem Hinterhof zu bedeutenden Entdeckungen beitragen kann, wie z.B zu Gliese 486b.“ Zusätzlich zu Gliese 486b hat Tan mit seinem Observatorium auch bei der Bestätigung von mehr als 70 weiteren Planeten einen Beitrag geleistet.

„Es ist eine interessante Zeit in der Astronomie", sagt Dr. Montet. "TESS produziert all diese Daten, aber es sind mehr Informationen, als jede Person oder Gruppe sich ansehen kann."

Bürgerwissenschaftler haben die Möglichkeit, sich an der Überprüfung astronomischer Daten zu beteiligen, sei es bei der Bestätigung einer Planetensichtung oder bei der Suche nach Transitplaneten. Diese Art von Zusammenarbeit zwischen Profis und Amateuren hilft dieses wissenschaftliche Gebiet voranzutreiben.

Menschen, die daran interessiert sind, sich an der astronomischen Forschung zu beteiligen, können sich auf der Planet Hunters Website umsehen, sagt Dr. Montet. Die TESS-Daten werden der Gemeinschaft nur zwei Monate nach ihrer Erhebung zur Verfügung gestellt. Der einfachste Weg sich zu beteiligen ist, sich ein Konto zu erstellen und sich die TESS-Daten anzuschauen. Dafür braucht man kein Teleskop. "Wer weiß - vielleicht finden Sie sogar den nächsten erdgroßen Planeten."

10. März 2021/SP
Verein Kuffner-Sternwarte