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Montag, 05.12.2016
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Chance auf Leben? Drei nahe Erdzwillinge entdeckt

Planeten um kühlen Zwergstern bieten beste Voraussetzungen für die Suche nach Leben

Lebensfreundliche Nachbarn: Nur 40 Lichtjahre von uns entfernt haben Astronomen gleich drei potenziell lebensfreundliche Planeten entdeckt. Sie umkreisen einen sehr kühlen, nur jupitergroßen Zwergstern. Das Spannende daran: Weil dieser Stern so lichtschwach ist, überstrahlt er seine Planeten kaum – das liefert einzigartige Chancen, sie genauer zu beobachten und nach Leben zu suchen, wie die Forscher im Fachmagazin "Nature" berichten.
So könnte der Blick von einem der neu entdeckten Planeten auf seinen kühlen, kleinen Mutterstern TRAPPIST-1 aussehen.

So könnte der Blick von einem der neu entdeckten Planeten auf seinen kühlen, kleinen Mutterstern TRAPPIST-1 aussehen.

Bei der Suche nach potenziell lebensfreundlichen Planeten sind vor allem Funde in unserer kosmischen Umgebung spannend. "Der Grund hierfür ist einfach: Planetensysteme um diese winzigen Sterne sind die einzigen Orte, an denen wir mit unserer heutigen Technologie Leben auf einem erdgroßen Exoplaneten entdecken könnten", erklärt Erstautor Michaël Gillon von der Universität Lüttich. "Wenn wir also Leben irgendwo im Universum finden wollen, sollten wir genau dort anfangen zu schauen."

Ultrakalter Zwerg mit Hofstaat


Bisher wurde bereits ein gut erdgroßer, aber zu heißer Gesteinsplanet in 39 Lichtjahren Entfernung um einen Roten Zwerg entdeckt, eine Supererde in 16 Lichtjahren und eine weitere lebensfreundliche Supererde in nur 14 Lichtjahren Entfernung.

Jetzt haben Gillon und seine Kollegen gleich ein ganzes Planetensystem mit drei Erdzwillingen entdeckt. Das System um den kalten Zwergstern TRAPPIST-1 liegt rund 40 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Wassermann. Der Stern ist nur etwa so groß wie der Gasplanet Jupiter und besitzt nur 0,05 Prozent der Leuchtkraft unserer Sonne.


In der Dämmerungszone der beiden inneren Planeten könnte es kühl genug für flüssiges Wasser sein.

In der Dämmerungszone der beiden inneren Planeten könnte es kühl genug für flüssiges Wasser sein.

Mindestens drei Planeten


Bei Beobachtungen mit dem belgischen 60-Zentimeter-Teleskop TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) am La Silla-Observatorium in Chile entdeckten die Astronomen ein regelmäßiges Abdimmen des Lichts dieses Zwergsterns. Sie schließen daraus, dass mindestens drei Planeten im Transit vor dem Stern vorüberziehen. Dies ist das erste Mal, dass Planeten um einen solchen ultrakalten Zwerg gefunden wurden.

"Bisher war die Existenz solcher 'roter Welten', die sehr kühle Zwergsterne umkreisen, reine Theorie", betont Koautor Emmanuël Jehin von der Universität Lüttich. "Aber jetzt haben wir nicht nur einen einzelnen Planeten um solch einen lichtschwachen roten Stern, sondern gleich ein komplettes System mit drei Planeten!"

Lebensfreundliche Gebiete


Eingehendere Untersuchungen mit weiteren Teleskopen ergaben, dass die drei Planeten ähnlich groß sind wie die Erde. Zwei von ihnen umkreisen den Zwergstern sehr nah in nur 1,5 und 2,4 Tagen, der dritte Planet hat eine weniger gut bestimmte Umlaufdauer im Bereich zwischen 4,5 und 73 Tagen.

"Mit solch kurzen Umlaufperioden sind die Planeten zwischen 20 und 100 Mal näher an ihrem Stern als die Erde zur Sonne", erklärt Gillon. Wahrscheinlich führt dies dazu, dass sie ihrer Sonne dabei immer die gleiche Seite zukehren. Weil der Zwergstern aber sehr lichtschwach ist, bekommen die beiden inneren Planeten, TRAPPPIST-1b und -1c, trotz dieser Nähe nur die vierfache und zweifache Strahlungsmenge wie die Erde.

Die drei erdähnlichen Planeten um TRAPPIST-1 sind der erste Beleg für Erdzwillinge um solche ultrakalten Zwerge.

Die drei erdähnlichen Planeten um TRAPPIST-1 sind der erste Beleg für Erdzwillinge um solche ultrakalten Zwerge.

Damit liegen diese Planeten knapp innerhalb der habitablen Zone, wie die Forscher berichten. "Ihre Temperatur ist niedrig genug, dass es auf ihnen lebensfreundliche Regionen geben könnte – vor allem an den westlichen Grenzen ihrer Tagseite", erklären die Astronomen. In dieser dämmrigen Übergangszone zwischen Tag- und Nachtseite könnte sich flüssiges Wasser halten.

Gewissheit noch innerhalb unserer Generation


Der dritte Planet, TRAPPIST-1d, könnte sogar mitten in der habitablen Zone kreisen, oder aber knapp außerhalb. Seine Bahn ist noch nicht genau genug bestimmt, um hier genauere Aussagen treffen zu können. "Ob die Planeten lebensfreundlich sind, hängt noch von mehreren unbekannten Faktoren ab, darunter ihrer Zusammensetzung, ihrer Entstehung und Geschichte und dem Grad der extremen UV-Strahlung von ihrem Stern", sagen die Forscher.

Diese Faktoren wollen die Astronomen daher nun als nächstes mit Hilfe von Teleskopen rund um den Globus klären. Der große Vorteil: "Diese Planeten sind so nah und ihr Stern ist so klein, dass wir ihre Atmosphäre und Zusammensetzung ermitteln können", sagt Koautor Julien de Wit vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). "Noch innerhalb unserer Generation werden wir herausfinden, ob diese Planeten bewohnt sind. Das ist ein echter Jackpot für unser Fachgebiet!"

Mehr Erdzwillinge in unserer Nähe als gedacht


Genauere Daten erhoffen sich die Astronomen vor allem von mehreren Teleskopen, die zurzeit im Bau sind, darunter das 2018 startende James Webb Weltraumteleskop der NASA und das E-ELT an der Europäischen Südsternwarte in Chile. Spannend auch: Immerhin 15 Prozent der Sterne in der Nähe des Sonnensystems sind kalte Zwerge wie TRAPPIST-1.

"Wenn erdähnliche Planeten um solche Sterne normal sind, dann könnte es sehr viel mehr lebensfreundliche Planeten in unserer Nähe geben als bisher angenommen", sagt Koautor Adam Burgasser von der University of California in San Diego. (Nature, 2016; doi: 10.1038/nature17448)
(ESO/ MIT, University of California, 03.05.2016 - NPO)
 
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