Eine Illutsration des Exoplaneten SPECULOOS-3, der seinen roten Zwergstern umkreist.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)
Astronomen haben einen erdgroßen Planeten entdeckt, der einen ultrakalten roten Zwergstern von der Größe des Jupiters umkreist. Der etwa 55 Lichtjahre entfernte rote Zwergstern ist 100-mal weniger hell als die Sonne und weist die Hälfte der Temperatur unseres Sterns auf.
Dieser neue extrasolare Planet, oder Exoplanet, trägt den Namen SPECULOOS-3 und ist erst das zweite Mal, dass Astronomen ein Planetensystem um einen roten Zwergstern entdeckt haben, das erste war das System Trappist-1.
Die erdgroße Welt wurde im Rahmen des SPECULOOS-Projekts (Search for habitable Planets Eclipsing Ultra-cool Stars) am Paranal-Observatorium in der Atacama-Wüste im Norden Chiles entdeckt. Ziel der Mission (die nach einem beliebten belgischen Keks namens „Speculoos“ benannt ist) ist es, mithilfe von Infrarotbeobachtungen felsige Exoplaneten in der Nähe ultrakühler Sterne wie Roter Zwerge und so genannter „gescheiterter Sterne“ oder Brauner Zwerge zu entdecken.
„SPECULOOS-3 b umkreist einen roten Zwergstern. Die geringe Größe dieser Sterne macht es einfacher, kleine erdgroße Planeten um sie herum zu entdecken und vor allem eventuelle Planetenatmosphären zu beobachten“, sagte Émeline Bolmont, Teammitglied und Assistenzprofessorin im Fachbereich Astronomie an der UNIGE, in einer Erklärung. „Zahlreiche Studien zeigen, dass sich auf Planeten, die um Rote Zwerge kreisen, Leben entwickeln könnte. Sie sind daher ideale Kandidaten für uns.“
Während SPECULOOS-3 b praktisch die gleiche Größe wie unser Planet hat, gibt es andere Unterschiede, die ihn als radikal anders als die Erde auszeichnen. Dazu gehört die Tatsache, dass eine volle Umkreisung seines Sterns, und damit ein Jahr auf SPECULOOS-3 b, nur 17 Stunden dauert. Dieser Exoplanet ist wahrscheinlich auch „tidal locked“ an seinen Stern gebunden, was bedeutet, dass er eine ewige Tagseite und eine ewige Nachtseite hat.
„Wir glauben, dass sich der Planet synchron dreht, so dass immer dieselbe Seite, die sogenannte Tagseite, dem Stern zugewandt ist, so wie es der Mond für die Erde tut“, sagte der Leiter des SPECULOOS-Teams Michaël Gillon in einer Erklärung. „Die Nachtseite hingegen wäre in endloser Dunkelheit gefangen.“
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SPECULOOS-3 b und Bewohnbarkeit
Rote Zwerge, oder „M-Zwerge“, machen vermutlich 70 % der Sterne in der Milchstraßengalaxie aus. Da sie Tausende von Grad kühler sind als die Sonne, verbrauchen sie ihren für die Kernfusion erforderlichen Brennstoffvorrat relativ langsam. Das bedeutet, dass Rote Zwerge eine außergewöhnlich lange Lebensdauer haben – mindestens hundertmal länger als die geschätzte Lebensdauer der Sonne von 10 Milliarden Jahren.
Der Stern des Planeten, SPECULOOS, gehört zu einer noch kühleren Unterklasse roter Zwerge, von denen Astronomen vorhersagen, dass sie die letzten leuchtenden Sterne in einem irgendwann kalten und dunklen Kosmos sein werden; diese Kugeln werden wahrscheinlich mehr als 100 Milliarden Jahre lang brennen. Das bedeutet, dass das Leben in der Umgebung von Roten Zwergen mehr Zeit hat, sich zu entwickeln, als in Systemen um Sterne, die schnell leben und jung sterben.
Rote Zwerge sind jedoch aufgrund ihrer geringen Leuchtkraft nicht sehr gut erforscht. Außerdem ist es selten, dass Planeten um diese kleinen, kühlen Sterne entdeckt werden. Obwohl die Exoplaneten der Roten Zwerge technisch gesehen die häufigsten Welten in unserer Galaxie sind, wissen wir also nicht viel über sie. SPECULOOS will das ändern.
Eine Illustration des erdgroßen SPECULOOS-3 b, der seinen jupitergroßen Stern umkreist. (Bildnachweis: Lionel Garcia)
Die Tatsache, dass ultrakühle Zwergsterne über den Himmel verstreut sind, bedeutet, dass Wissenschaftler die Objekte einzeln und über einen Zeitraum von Wochen beobachten müssen, um mögliche Transitplaneten zu entdecken. Dies erfordert ein spezielles Netzwerk professioneller Teleskope wie SPECULOOS, und die Entdeckung von SPECULOOS-3 b ist ein Schritt in die richtige Richtung, um das Ziel zu erreichen, rote Zwergwelten zu verstehen.
Obwohl Planeten in der Umlaufbahn roter Zwerge als ideale Orte für die Ansiedlung von Leben angepriesen werden, ist SPECULOOS-3 b nicht bewohnbar, um es klar zu sagen. Der Planet wird von etwa 16-mal mehr Strahlung bombardiert als die Erde von der Sonne erhält, so dass flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche nicht existieren kann.
Wenn es um die Suche nach Leben auf einem Planeten um einen Roten Zwerg geht, sind die sieben erdähnlichen Planeten des Trappist-1-Systems, von denen sich viele in der bewohnbaren Zone ihres Sterns befinden, immer noch die besseren Ziele. Aber das macht SPECULOOS-3 b nicht uninteressant. Ganz im Gegenteil.
SPECULOOS-3 b wird das ideale Ziel für das James Webb Space Telescope (JWST) sein, wenn es darum geht, zu testen, ob Planeten, die in unmittelbarer Nähe ihres Sterns existieren, eine Atmosphäre behalten können, glaubt das Team.
„Das JWST sollte in der Lage sein, festzustellen, ob der Planet trotz seiner Nähe zu seinem Stern eine Atmosphäre bewahren konnte“, so Bolmont. „Wenn wir eine solche auf diesem stark bestrahlten Planeten finden, gibt uns das gute Hoffnung, dass auch auf den Planeten in der bewohnbaren Zone von TRAPPIST-1 eine solche existiert.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am Mittwoch (15. Mai) in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
