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Freitag, 09.12.2016
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Astronomen entdecken vielversprechendste Erdzwillinge

Exoplaneten sind erdähnlich und kreisen in der lebensfreundlichen Zone ihres Sterns

Es gibt einen neuen Erfolg auf der Suche nach einer zweiten Erde: Astronomen haben gleich zwei Planeten um eine fremde Sonne entdeckt, die lebensfreundlich und sehr erdähnlich sein könnten. Die rund 1.200 Lichtjahre von uns entfernten Himmelskörper sind nur wenig größer als die Erde und kreisen beide in der sogenannten habitablen Zone ihres Sterns - dem Bereich, in den flüssiges Wasser und Leben existieren können. Sie sind damit bisher kleinsten und vielversprechendsten Kandidaten für Erdzwillinge, wie die Forscher im Fachmagazin "Science" berichten.
Kepler-62f (groß), Kepler-62e (im Vordergrund) und ihr Stern

Kepler-62f (groß), Kepler-62e (im Vordergrund) und ihr Stern

Wenn Astronomen nach Exoplaneten suchen, dann geht es ihnen vor allem um eines: Den Fund eines Himmelskörpers, auf denen die richtigen Bedingungen für die Entwicklung von Leben herrschen. Denn dies ist ein wichtiger Schritt hin zu dem Ziel, einmal Leben auf fernen Planeten tatsächlich nachzuweisen. Wie es auf einem Planeten aber tatsächlich aussieht, wie groß, warm und fest er ist, ist aber gerade bei weit entfernten Himmelskörpern alles andere als einfach. „Bisher hat man alle interessanten Planeten in habitablen Zonen mit der sogenannten Radialgeschwindigkeits-Methode nachgewiesen“, erklärt Lisa Kaltenegger vom am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Dabei werten die Astronomen das winzige Taumeln aus, das die Schwerkraft eines kreisenden Planeten bei seinem Zentralstern auslöst.

Licht statt Taumeln


„Dieses Verfahren liefert aber naturgemäß nur eine Untergrenze für die Masse eines Planeten und keine Information über seinen Radius. Allein aufgrund der Masse ist es aber schwierig zu beurteilen, ob es sich um einen erdartigen Planeten handelt, also einen Planeten mit fester Oberfläche“, so Kaltenegger. Bei den bisher interessantesten Kandidaten für habitable Planeten - GJ 667Cc, Gl 581d, HD 85512b und Gl 163c - ist daher nicht hundertprozentig auszuschließen, dass es sich nicht doch um kleine Gasplaneten handelt. Ein Gesteinsplanet mit flüssigem Wasser auf seiner Oberfläche gilt aber als deutlich vielversprechender Kandidat für extraterrestrisches Leben.

Das Weltraumteleskop Kepler, dem auch die aktuelle Entdeckung zu verdanken ist, geht dagegen anders vor: Es fahndet nach kleinsten Schwankungen in der Lichtintensität von Sternen, wie sie entstehen, wenn ein Planet von uns aus gesehen vor seinem Stern vorüberzieht. Diese sogenannte Transitmethode hat den Vorteil, dass sie Rückschlüsse auf den Radius erlaubt und damit genauer zeigt, ob es sich um einen Fels- oder Gasplaneten handelt. Wertet man das Licht spektroskopisch aus, kann es bei genügend hoher Auflösung sogar Informationen über die Zusammensetzung der Atmosphäre und der Außenschicht des Planeten liefern.


Kepler-62: Zwei von fünf sind erdähnlich


Dieses Transitverfahren haben die Astronomen nun eingesetzt, um das System um den Stern Kepler-62 näher zu untersuchen. Der Stern Kepler-62 liegt in der Konstellation Leier, ist rund 1.200 Lichtjahre von der Erde entfernt und ein wenig kleiner und kühler als die Sonne. Insgesamt fand das Weltraumteleskop gleich fünf Planeten um diesen Stern, Kepler-62b bis Kepler-62f genannt. Die beiden äußeren davon entpuppten sich dabei als besonders spannend.

„Tatsächlich liegen Kepler-62e und Kepler-62f in der lebensfreundlichen, habitablen Zone ihres Heimatsterns“, sagt Kaltenegger. "Außerdem sind sie die kleinsten Körper, die bisher in einer derartigen Zone gefunden wurden." Aus den Daten geht hervor, dass ihre Radien dem 1,61-fachen und dem 1,41-fachen Erdradius entsprechen. Das macht es sehr wahrscheinlich, dass es sich hier um Felsplaneten mit solider Oberfläche handelt und nicht um Gasplaneten wie Jupiter oder Neptun, wie die Astronomen berichten.

Lage der habitablen Zone und der Kepler-62-Planeten

Lage der habitablen Zone und der Kepler-62-Planeten

Wasserwelten mit endlosen Ozeanen


Ob die Oberfläche der beiden Planeten von Ozeanen aus Wasser bedeckt ist, es auf ihnen Leben gibt oder nur Leere, weiß noch niemand. Da viele Supererden dieser Größe Wasserplaneten sind, liegt allerdings auch bei Kepler-62e und f der Schluss nahe. "Diese Planeten sind völlig anders als alle in unserem Sonnensystem", erklärt Kaltenegger. "Sie haben wahrscheinlich endlose Ozeane. Das Leben auf diesen Welten spielte sich unter Wasser ab." Für eine fortgeschrittene Zivilisation wäre dies eine Herausforderung, denn Elektrizität oder Feuer funktionieren dort dann kaum. "In jedem Falle wären diese Planetne wunderschöne blaue Welten , die einen orangefarbenen Stern umkreisen - und vielleicht überrascht uns das Leben noch mit seinem Einfallsreichtum", so Kaltenegger.

Klar ist bisher nur, dass Kepler-62e, der innere der beiden Erdzwillinge, rund 1,2 mal so viel Strahlungsenergie von seinem Stern erhält wie die Erde. Damit Wasser auf seiner Oberfläche nicht verdunstet, bräuchte er daher eine dichte Wolkendecke, die einen Teil der Strahlung reflektiert. Der etwas weiter außen kreisende Planet Kepler-62f bekommt dagegen 0,41 Mal weniger Strahlung als die Erde. Damit es auf ihm mild und warm genug ist, müsste er eine Atmosphäre mit vielen Treibhausgasen besitzen.

Ob das tatsächlich so ist, müssen zukünftige Untersuchungen zeigen. Noch sind die Teleskope nicht gut genug, um aus dieser Entfernung den chemischen Fingerabdruck der Planeten zu gewinnen. Denn dafür muss gezielt das Spektrum des Lichtanteils analysiert werden, der durch die Atmosphäre der Planeten strahlt und bis zur Erde gelangt. Doch trotz dieser Unsicherheiten und offenen Fragen: Kepler-62e und f sind die bisher vielversprechendsten Kandidaten für Erdzwillinge, wie die Astronomen betonen. (Science, 2013; doi: 10.1126/science.1234702)
(SCience/ Max-Planck-Institut für Astronomie / CfA, 19.04.2013 - NPO)
 
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