Exoplanet Kepler-186f hat fast Erdgröße und umkreist seinen Stern in der habitablen Zone Erster lebensfreundlicher Erdzwilling entdeckt - scinexx | Das Wissensmagazin
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Exoplanet Kepler-186f hat fast Erdgröße und umkreist seinen Stern in der habitablen Zone

Erster lebensfreundlicher Erdzwilling entdeckt

Kepler-186f: ein Erdzwilling in der habitablen Zone © NASA Ames/ SETI Institute/ JPL-CalTech

Zum ersten Mal haben Astronomen einen echten Erdzwilling in der habitablen Zone eines fremden Sterns entdeckt. Der rund 500 Lichtjahre entfernte Exoplanet Kepler-186f hat fast die Größe der Erde und umkreist einen Roten Zwergstern. Er ist dabei genau so weit von seinem Stern entfernt, dass auf ihm flüssiges Wasser und Leben möglich wäre, wie die Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten.

Von den fast 1.800 bisher entdeckten Planeten um fremde Sterne, kreisen rund 20 Prozent in der habitablen Zone – dem Bereich um einen Stern, in dem Temperatur und andere Parameter die Existenz von flüssigem Wasser auf der Planetenoberfläche zulassen. Allerdings sind alle Exoplaneten in dieser „Zone des Lebens“ deutlich größer als die Erde. Ein echter Erdzwilling in der habitablen Zone fehlte daher bislang. Ein solcher gilt aber als bester Kandidat für die Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems.

Jetzt haben Astronomen unter Leitung von Elisa Quintana vom SETI Institute im kalifornischen Mountain View erstmals einen solchen Erdzwilling gefunden: Kepler-186f umkreist als fünfter und äußerster Planet einen Roten Zwergstern, der rund 500 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Entdeckt wurde er mit Hilfe des NASA-Weltraumteleskops Kepler. Dieses registrierte die winzigen Lichtschwankungen, die der Planet bei seiner Passage vor dem Stern verursachte.

Erde und Kepler-186f und ihre Umlaufbahen im Vergleich © NASA Ames/ SETI Institute/ JPL-CalTech

Fast genauso groß wie die Erde

Aus der Stärke der Abschattung ermittelten die Astronomen, dass Kepler-186f fast genauso groß ist wie die Erde: Sein Radius entspricht rund 1,1 Erdradien. Damit aber liegt der Exoplanet deutlich unter der kritischen Grenze von 1,5 Erdradien, die einen potenziell erdähnlichen Gesteinsplaneten von einem Gasplaneten abgrenzt: „Ab 1,5 bis 2 Erdradien wird ein Planet massereich genug, um eine sehr dicke Hülle aus Wasserstoff und Helium anzusammeln“, erklärt Koautor Stephen Kane von der San Francisco State University. Er ähnelt dann eher einem der Gasriesen unseres Sonnensystems als einem Erdzwilling.

Kepler-186f aber liegt unter dieser Grenze und ist daher höchstwahrscheinlich ein erdähnlicher Planet. „Er ist eine steinige Welt, sehr ähnlich wie Venus, Erde und Mars“, so der Forscher. Noch ist die Masse des Exoplaneten nicht bekannt, daher fehlt der eindeutige Beweis dafür, dass er tatsächlich vorwiegend aus Gestein besteht. Doch die Wahrscheinlichkeit dafür ist sehr hoch, wie die Astronomen betonen.

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Am Rand der habitablen Zone

Aber nicht nur das: Der neu entdeckte Erdzwilling kreist auch in der habitablen Zone seines Sterns – wenn auch an ihrem äußeren Rand, wie die Forscher berichten. Besitzt er keine dicke Atmosphäre, die für einen wärmenden Treibhaus-Effekt sorgt, könnte Wasser an seiner Oberfläche daher gefrieren – ähnlich wie heute auf dem Mars. Allerdings halten die Forscher es für durchaus wahrscheinlich, dass Kepler-1986f eine ausreichend wärmende Gashülle besitzt. „Er ist ein wenig größer als die Erde, daher hoffen wir, dass er eine dickere Atmosphäre ansammeln konnte, die ihm zusätzlich Isolierung verschafft“, so Kane.

Kepler-186f: Ist die Oberfläche dieses Erdzwillings lebensfreundlich? © Danielle Futselaar

Schon jetzt aber macht die Kombination aus seiner geringen Größe und günstigen Position Kepler-186F zu einem spannenden Fund: „Dies ist der erste definitiv erdgroße Planet, den wir in der habitablen Zone um einen fremden Stern gefunden haben“, konstatiert Quintana. Hinzu kommt: Der Erdzwilling kreist um einen Roten Zwergstern – und damit dem häufigsten Sternentyp der Milchstraße. Bisher galten Planeten um solche leuchtschwachen Zwergsterne eher als unwahrscheinliche Kandidaten für Leben. Denn oft liegt ihre habitable Zone so dicht am Stern, dass Gezeitenkräfte den Planeten in eine gebundene Rotation zwingen: Er kehrt dem Stern dann immer die gleiche Seite zu, so dass eine Seite extrem heiß, die andere eiskalt ist.

Doch Kepler-186f ist diesem Schicksal offenbar entgangen: Seine Umlaufbahn liegt gerade so weit außen, dass ein so starker Einfluss von stellaren Gezeitenkräften nach Ansicht der Astronomen eher unwahrscheinlich ist. Gleichzeitig schützt der größere Abstand den Planeten vor den gefährlichen Strahlungsausbrüchen, die von dem Stern ausgehen.

Bisher keine Lebenszeichen

Die Voraussetzungen stimmen demnach: Es könnte auf Kepler-186F durchaus Leben geben. Die SETI-Forscher haben dort sogar schon gezielt nach Signalen gefahndet: Mit Hilfe des Allen Telescope Array suchten sie in der Umgebung von Kepler-186f nach Radiosignalen im Frequenzbereich von 1 bis 10 Gigahertz. In diesem Wellenbereich liegt auch die Spektrallinie des neutralen Wasserstoffs – dem häufigsten Element im Kosmos. Dieses wichtige Element könnte daher auch fremden Intelligenzen als universeller Bezugspunkt dienen.

Fündig geworden sind die Forscher allerdings nicht. Sie wollen aber weitersuchen. Allerdings: Damit ein Signal von diesem Erdzwilling stark genug ist, um bei uns empfangen zu werden, müsste der Sender mindestens zehnmal stärker sei als der irdische Radarsender von SETI in Arecibo. (Science, 2014; doi: 10.1126/science.1249403)

(NASA/Science, 18.04.2014 – NPO)

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