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Zweite erdähnliche Welt um nahen Zwergstern

Neuentdeckter Exoplanet TOI-700e könnte lebensfreundlich sein

TOI-700d und e
Der neuentdeckte Exoplanet TOI-700e ist knapp so groß wie die Erde und könnte ein warmes, lebensfreundliches Klima haben. © NASA/JPL-Caltech, Robert Hurt

Erdzwillinge im Doppelpack: Astronomen haben einen zweiten potenziell lebensfreundlichen Planeten um den Roten Zwerg TOI-700 entdeckt. Der rund 100 Lichtjahre entfernte Exoplanet ist fast so groß wie die Erde und kreist am Rand der habitablen Zone seines Sterns. Dieser gehört damit zu den wenigen Sternen mit gleich mehreren habitablen Welten. Seine beiden Erdzwillinge bieten zudem beste Möglichkeiten für genauere Beobachtungen beispielsweise mit dem James-Webb-Weltraumteleskop.

Astronomen haben inzwischen tausende von extrasolaren Planeten entdeckt, darunter auch viele erdähnliche Gesteinsplaneten um nahe Sterne wie Proxima Centauri und TRAPPIST-1. Im Jahr 2020 spürte dann das NASA-Weltraumteleskop TESS einen nahezu perfekten Erdzwilling in unserer Nähe auf: Der Planet TOI-700d ist etwa erdgroß und umkreist einen rund 100 Lichtjahre entfernten Roten Zwerg mitten in der habitablen Zone. Er könnte daher anders als die beiden anderen Planeten dieses Systems ein mildes Klima und flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche aufweisen.

Transit-Signal
Illustration des Planeten TOI-700e und die von TESS während seines Transits aufgezeichnete Lichtkurve. © NASA/JPL-Caltech, NASA/GSFC, Robert Hurt

Transit-Signal eines vierten Planeten

Jetzt zeigt sich: Der Erdzwilling TOI-700d ist nicht die einzige potenziell lebensfreundliche Welt um seinen Stern. Um das Planetensystem genauer zu charakterisieren hatten Emily Gilbert vom Jet Propulsion Laboratory der NASA und ihre Kollegen noch einmal neuere Daten des TESS-Teleskops für TOI-700 ausgewertet. Dabei entdeckten sie in der Lichtkurve des Roten Zwergs neben den drei periodischen Abschattungen durch die schon bekannten Planeten noch ein weiteres, deutlich schwächeres Signal.

Nähere Analysen enthüllten: Es handelt sich um das Transit-Signal eines weiteren, zuvor übersehenen Planeten. Dieser TOI-700e getaufte Planet kreist zwischen dem Erdzwilling TOI-700d und seinem inneren, größeren Nachbarn TOI-700c. „Wenn der Stern nur ein wenig näher oder der Planet ein wenig größer gewesen wäre, hätten wir TOI-700e wahrscheinlich schon im ersten Jahr von TESS gefunden“, sagt Gilbert. „Aber das Signal war so schwach, dass wir noch ein weiteres Jahr der Transitbeobachtungen brauchten.“

habitable Zone
Orbits der vier Planeten um TOI-700 in Bezug zur habitablen Zone. © NASA/GSFC

Erdähnlich und potenziell habitabel

Das Spannende am neuen Fund: Der neu entdeckte Exoplanet hat 95 Prozent der Erdgröße und ist daher wahrscheinlich ein erdähnlicher Gesteinsplanet. Zudem umkreist er seinen Stern in knapp 28 Tagen einmal und liegt damit noch in der habitablen Zone dieses Roten Zwergsterns. Den Schätzungen der Astronomen zufolge erhält der Planet das 1,27-Fache der irdischen Sonneinstrahlung von seinem Stern – er ist daher etwas wärmer als die Erde.

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Damit wäre aber ein gemäßigtes Klima mit flüssigem Wasser auf TOI-700e noch durchaus möglich: „Die Einstrahlung bei TOI-700e liegt zwischen der Erde und der der Venus“, berichten Gilbert und ihr Team. Das mache diesen Planeten besonders spannend. Denn bisher ist strittig, ob die Venus einst ein lebensfreundliches Klima hatte oder doch von Beginn an eine „Dampfhölle“ war. „Das TOI-700-System bietet nun eine Chance, die Venusfrage an vergleichbaren Exoplaneten zu klären“, so die Astronomen.

Spannender Kandidat für weitere Forschung

In jedem Fall umfasst das System von TOI-700 nun gleich zwei Planeten, die potenziell lebensfreundliche Bedingungen bieten und erdähnlich sind. „Damit ist dies eines von nur wenigen Systemen mit mehreren kleinen Planeten in der habitablen Zone“, sagt Gilbert. Ergänzende Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop erbrachten zudem keine Hinweise auf starke Strahlenausbrüche vom Roten Zwerg. Weil solche stellaren Flares harte Röntgenstrahlung freisetzen, gelten sie als schlechte Voraussetzung für lebensfreundliche Bedingungen.

„All dies macht das TOI-700-System zu einem spannenden Kandidaten für weitere Beobachtungen“, sagt Gilbert. Das TESS-Teleskop wird den Stern und seinen vier Planeten in diesem Jahr noch einmal eingehender ins Visier nehmen. Zudem sind auch schon weitere Beobachtungen mit erdbasierten Teleskopen geplant. (241st meeting of the American Astronomical Society, 2023; Astrophysical Journal Letters, accepted; arXiv:2301.03617)

Quelle: NASA

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