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Mittwoch, 28.09.2016
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Erdzwillinge als Täuschung entlarvt

Magnetturbulenzen auf Rotem Zwerg gaukelten das Signal zweier Super-Erden vor

Von wegen Erdzwilling: Gleich zwei Exoplaneten, die Astronomen in der habitablen Zone des Sterns Gliese 581 ausgemacht hatten, entpuppen sich nun als Täuschung. Es gibt sie schlicht nicht. Das vermeintliche Indiz für ihre Existenz waren winzige Schwankungen im Lichtspektrum des Sterns. Doch wie Forscher jetzt im Fachmagazin "Science" enthüllen, stammen diese Schwankungen vom Stern selbst, nicht von Planeten.
Der Rote Zwerg Gliese 581 und seine Planeten

Der Rote Zwerg Gliese 581 und seine Planeten

Der Stern Gliese 581 hat in den letzten Jahren schon mehrfach für Schlagzeilen gesorgt. Denn der rund 20 Lichtjahre von der Erde entfernte Rote Zwerg ist zwar nicht sehr lichtstark, versammelt aber gleich mehrere Planeten um sich. Im Jahr 2007 meldeten Astronomen die Entdeckung zweier Super-Erden um Gliese 581. Und Gliese 581d, einer der beiden Gesteinsplaneten, sollte genau in der lebensfreundlichen Zone des Sterns kreisen. Im Jahr 2010 gab es Hinweise auf zwei weiteren Planeten um den Roten Zwerg, einer von beiden, Gliese 581g, war auch hier wieder eine Super-Erde in der habitablen Zone.

Verschiebungen im Lichtspektrum


Entdeckt wurden diese Planeten alle mit Hilfe winziger Schwankungen im Lichtspektrum des Sterns. Typischerweise geben die Wellenlängen des von einem Stern ausgesendeten Lichts auch Auskunft über seine Rotation, denn das von der sich gerader wegdrehenden Seite ausgehende Licht wird leicht gedehnt, das von der auf uns drehenden Seite leicht gestaucht. Weil Planeten durch ihre Schwerkraft leichte, periodische Schwankungen in der Rotation ihrer Sterne erzeugen, lässt sich ihre Präsenz über das stellare Lichtspektrum indirekt nachweisen.

Das Problem dabei: Solche kleinen Verschiebungen des Lichtspektrums können auch durch Prozesse auf dem Stern selbst verursacht werden. Ein Beispiel sind magnetische Ausbrüche oder große Sonnenflecken. Paul Robertson von der Pennsylvania State University in University Park und seine Kollegen haben daher die spektralen Daten von Gliese 581 noch einmal genauer analysiert und Verschiebungen durch stellare Aktivitäten aus dem Signal herausgerechnet.


Planeten und habitable Zone um Gliese 581 nach dem Stand von 2010

Planeten und habitable Zone um Gliese 581 nach dem Stand von 2010

Magnetturbulenzen statt Planetensignal


Das Ergebnis: "Die Signale für die beiden erdähnlichen Planeten verschwanden und ließen sich nicht mehr vom Hintergrundrauschen unterscheiden", berichtet Koautor Suvrath Mahadevan von der Penn State. "Das zeigt, dass diese Signale durch die Aktivität des Sterns selbst und nicht durch die Präsenz dieser beiden vermeintlichen Planeten erzeugt wurden." Statt der Schwerkraft der Planeten waren Turbulenzen des stellaren Magnetfelds schuld an den winzigen spektralen Verschiebungen.

Für die Super-Erde Gliese 581d kommt dieses Aus überraschend, nicht aber für Gliese 581g: Bei diesem Exoplanet hatten Astronomen schon zuvor den Verdacht, dass sein Signal auf einer falschen Interpretation der Messdaten beruhte. Denn sein Orbit und seine mutmaßliche Größe passten nicht zu gängigen Planetenmodellen und das spektrale Signal war zudem extrem schwach. "Unser Ergebnis erklärt nun die teilweise widersprüchlichen Beobachtungen bei dem Zwergstern 581", sagt Robertson.

Nur noch drei Planeten sind übrig...

Nur noch drei Planeten sind übrig...

Da waren es nur noch drei


Im Endeffekt hat der Rote Zwerg Gliese 581 nunmehr statt sechs höchstwahrscheinlich nur noch drei Planeten – und keiner davon ist ein lebensfreundlicher Erdzwilling. Der "Verlust" gleich zweier hoffnungsvoller Erdzwillinge sei natürlich enttäuschend, so Robertson. Dafür aber hilft das Wissen um den "Störfunk" vom Stern künftig dabei, solche erdähnlichen Planeten in habitablen Zonen sicherer identifizieren zu können. Die Astronomen sind bereits dabei, einen genaueren Detektor zu entwickeln, der die stellaren Signale mit einkalkuliert. (Science, 2014; doi: 10.1126/science.1253253)
(Penn State / Science, 04.07.2014 - NPO)
 
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