Beobachtungen deuten auf Wasser und Vulkanismus auf einem erdgroßen Planeten
In einer Entfernung von 86 Lichtjahren umkreist ein erdgroßer Planet einen Roten Zwergstern. Und auf diesem Planeten könnte es Wasser und starken Vulkanismus geben. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forschungsteams mit zahlreichen Teleskopen auf der Erde und im Weltall. Die mittlere Temperatur auf der Oberfläche des Planeten liege vermutlich im Bereich zwischen 25 und 125 Grad Celsius, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.
„Erdgroße Planeten mit gemäßigten Temperaturen in Umlaufbahnen um Rote Zwergsterne bieten die seltene Gelegenheit zu untersuchen, unter welchen Bedingungen sich lebensfreundliche klimatische Verhältnisse entwickeln können“, erläutern Merrin Peterson von der Universität Montreal in Kanada. Rote Zwergsterne bieten den Astronomen bei der Suche nach solchen Planeten gleich zwei Vorteile.
Erstens einmal sind sie kleiner und leuchten schwächer als sonnenähnliche Sterne. Zieht ein kleiner Planet ähnlich der Erde vor einem Zwergstern vorüber, so schwächt er dessen Helligkeit deshalb stärker ab – und ist daher leichter zu entdecken. Zweitens liegt die lebensfreundliche Zone aufgrund der schwächeren Strahlung näher am Stern. Planeten in diesem Bereich, in dem es flüssiges Wasser geben kann, haben also erheblich kürzere Umlaufzeiten als die Erde. Dadurch kommt es entsprechend häufiger zu Vorübergängen vor dem Stern, bei denen sich ein solcher Planet gut beobachten lässt.
Bei dem Zwergstern LP 791-18 hatte das Weltraumteleskop TESS bereits zwei Planeten nachgewiesen: eine heiße Super-Erde mit einer Umlaufzeit von knapp unter einem Tag, sowie einen Sub-Neptun mit einer Umlaufzeit von fünf Tagen. Peterson und ihr Team haben den Stern noch einmal 127 Stunden lang mit dem Weltraumteleskop Spitzer beobachtet und zwischen den beiden bekannten Planeten einen weiteren aufgespürt.
Die Forscher beobachteten das System dann mit vielen weiteren Teleskopen und erfassten insgesamt 43 Vorübergänge des neuen Planeten vor seinem Stern. Aus den gesammelten Daten ergibt sich für den Planeten eine Masse von 0,9 Erdmassen und ein Radius von 1,03 Erdradien – damit ähnelt der Planet erstaunlich unserer Erde. Die Forscher vermuten daher auch, dass es sich wie bei der Erde um einen Gesteinsplaneten handelt.
Mit einer Umlaufzeit von 2,75 Tage zieht der Planet seine Bahn in der lebensfreundlichen Zone des Sterns und seine mittlere Temperatur liegt nach Schätzungen des Teams zwischen 25 und 125 Grad Celsius. Allerdings besitzt der Planet aufgrund seine Nähe zum Stern eine gebundene Rotation: Er wendet dem Stern ständig ein und dieselbe Seite zu. Deshalb sind die Temperaturunterschiede zwischen Tag- und Nachtseite vermutlich groß. Auf der Nachtseite könnte es nach Ansicht der Forscher jedoch große Mengen an Wasser geben.
Die Beobachtungen von Petersen und ihren Kollegen zeigen außerdem, dass der erdgroße Planet sich durch die Anziehungskraft des Sub-Neptuns, der etwa die siebenfache Masse der Erde besitzt, auf einer deutlich elliptischen Bahn bewegt. Da sich auf dieser Bahn der Abstand von seinem Stern ständig ändert, ist der Planet Gezeitenkräften ausgesetzt, die sein Inneres aufheizen. Deshalb gäbe es vermutlich starke vulkanische Aktivität auf dem erdgroßen Planeten, so die Forscher: „Diese könnte die Atmosphäre mit Gasen anreichen, die sich vielleicht mit weiteren Beobachtungen nachweisen lassen.“
Bildquelle: NASA/JPL-Caltech
