Illustration der beiden neu entdeckten Exoplaneten. (NASA/JPL-Caltech) Gerade wurden zwei neue Welten mit wahrscheinlich steinigem Mineralstoff entdeckt, die einen Stern in der Nähe unserer eigenen kosmischen Nachbarschaft umkreisen.
Bei den beiden neu entdeckten Exoplaneten handelt es sich um sogenannte Supererden – größer als die Erde, aber kleiner als ein Eisriese –, die einen kühlen roten Zwergstern namens HD 260655 umkreisen, der nur 33 Lichtjahre entfernt ist.
Während die Welten angesichts unseres derzeitigen Verständnisses des Lebens wahrscheinlich nicht bewohnbar sind, gehören der Stern und seine Exoplaneten zu den der Erde am nächsten gelegenen Mehrweltsystemen.
Dies macht es zu einem hervorragenden Ziel für Folgeuntersuchungen, um zu verstehen, woraus die Exoplaneten bestehen, und um ihre Atmosphären zu beurteilen – ein Unterfangen, das unsere Suche nach außerirdischem Leben unterstützen wird, selbst wenn sich herausstellt, dass die beiden Welten dazu nicht in der Lage sind sie selbst hosten.
„Beide Planeten in diesem System gelten aufgrund der Helligkeit ihres Sterns jeweils als eines der besten Ziele für atmosphärische Untersuchungen.“ sagt die Astronomin Michelle Kunimoto vom Kavli-Institut für Astrophysik und Weltraumforschung des MIT.
„Gibt es um diese Planeten herum eine Atmosphäre voller flüchtiger Stoffe?“ Und gibt es Anzeichen für wasser- oder kohlenstoffbasierte Arten? „Diese Planeten sind fantastische Testumgebungen für diese Erkundungen.“
Bisher wurden mehr als 5.000 Exoplaneten in der Milchstraße bestätigt, und Astrobiologen sind stark daran interessiert, terrestrische oder felsige Welten wie die Erde zu finden. Venus , Und Mars .
Wir haben eine Stichprobengröße von genau einer Welt, von der bekannt ist, dass sie Leben beherbergt – unserer –, daher ist die Suche nach Planeten, die in Größe und Zusammensetzung der Erde ähneln, eines der wichtigsten Kriterien bei der Suche nach Leben anderswo in der Galaxie.
Allerdings sind felsige Exoplaneten sowohl in ihrer Größe als auch in ihrer Masse relativ klein, was ihre Entdeckung erschwert; die meisten Exoplaneten, die wir bisher vermessen konnten neigen dazu, in die Riesenkategorie zu fallen . Felswelten – und noch besser: Felswelten in der Nähe – sind heiß begehrt.
Die beiden Welten, die HD 260655 umkreisen – HD 260655 b und HD 260655 c genannt – wurden entdeckt, weil sie während ihrer Umlaufbahn zwischen uns und ihrem Stern vorbeiziehen. Die schwachen Einbrüche im Sternenlicht aufgrund dieser Exoplanetentransite wurden vom Exoplaneten-Jagdteleskop TESS der NASA aufgezeichnet, das genau solche Phänomene aufspüren soll.
Als Kunimoto diese Transiteinbrüche in den TESS-Daten entdeckte, bestand der nächste Schritt darin, herauszufinden, ob der Stern in früheren Durchmusterungen aufgetaucht war – und das war auch der Fall.
Der Hochauflösendes Echelle-Spektrometer am Keck-Teleskop ( jetzt bekannt als ANDES ) verfügte über öffentlich zugängliche Daten, die bis ins Jahr 1998 zurückreichten. Ein anderes Spektrometer, CARMEN IST am Calar-Alto-Observatorium in Spanien hatte den Stern ebenfalls aufgenommen.
Das macht einen großen Unterschied für die Exoplanetenforschung: Spektrografische Daten können Aufschluss darüber geben, ob sich ein Stern an Ort und Stelle bewegt oder nicht.
„Jeder Planet, der einen Stern umkreist, wird eine kleine Anziehungskraft auf seinen Stern ausüben.“ Kunimoto sagt . „Was wir suchen, ist jede leichte Bewegung dieses Sterns, die darauf hindeuten könnte, dass ein Objekt mit Planetenmasse an ihm zieht.“
Anhand der TESS-Daten und der Daten von HIRES und CARMENES konnte das Team bestätigen, dass zwei Exoplaneten HD 260655 umkreisen. Darüber hinaus konnte das Team mit beiden Datensätzen ein umfassendes Profil der beiden Exoplaneten erstellen.
Transitdaten liefern eine physikalische Größe, basierend darauf, wie viel Licht vom Stern blockiert wird; und Spektraldaten zeigen, wie massiv der Exoplanet ist, basierend auf der Bewegung des Sterns. Beide Datensätze können zur Berechnung der Umlaufbahn des Exoplaneten verwendet werden.
Der innere Exoplanet HD 260655 b ist etwa 1,2-mal so groß wie die Erde und doppelt so schwer wie die Erde und umkreist den Stern alle 2,8 Tage. Die Außenwelt, HD 260655 c, ist 1,5-mal so groß und dreimal so schwer wie die Erde und hat eine Umlaufbahn von 5,7 Tagen.
Bei diesen Größen und Massen deuten ihre Dichten darauf hin, dass es sich bei den beiden Exoplaneten wahrscheinlich um Gesteinswelten handelt.
Obwohl der Stern kühler und dunkler als die Sonne ist, bedeutet die Nähe der Planeten zu HD 260655 leider, dass die Welten viel zu heiß für Leben, wie wir es kennen, wären. HD 260655 b hat eine durchschnittliche Temperatur von 435 Grad Celsius (816 Fahrenheit) und HD 260655 c hat mildere, aber immer noch heiße 284 Grad Celsius (543 Grad Fahrenheit).
„Wir halten diesen Bereich außerhalb der bewohnbaren Zone für zu heiß, als dass flüssiges Wasser an der Oberfläche existieren könnte.“ Kunimoto sagt .
Allerdings könnten beide Exoplaneten noch Atmosphären haben, die für die Erkundung durch das neu stationierte James Webb-Weltraumteleskop reif sein dürften, zu dessen Missionszielen auch die Untersuchung der Atmosphären von Exoplaneten zählt.
Darüber hinaus könnten sogar weitere Exoplaneten den Stern umkreisen, die wir noch nicht entdeckt haben.
„Es gibt viele Multiplanetensysteme, die fünf oder sechs Planeten beherbergen, insbesondere um kleine Sterne wie diesen herum.“ sagt der Astrophysiker Avi Shporer vom Kavli-Institut für Astrophysik und Weltraumforschung des MIT.
„Hoffentlich finden wir noch mehr, und vielleicht befindet sich einer davon in der bewohnbaren Zone.“ Das ist optimistisches Denken.‘
Das Team präsentierte seine Ergebnisse auf der 240. Treffen der American Astronomical Society .