Erdähnlicher Planet bei sonnennächstem Stern
Ein Team von Astronomen hat einen erdähnlichen Planeten entdeckt, der in etwas mehr als 11 Tagen um Proxima Centauri kreist. Aufgrund der Entfernung des Planeten zu seinem Stern könnte Wasser in flüssiger Form vorkommen.
Die Abbildung zeigt eine künstlerische Darstellung der Oberfläche von Proxima b. Der Planet umkreist den roten Zwergstern Proxima Centauri, den nächsten Stern zu unserem Sonnensystem. Der Doppelstern Alpha Centauri AB ist ebenfalls abgebildet. (Bild: ESO/M. Kornmesser)
Proxima Centauri ist ein roter Zwerg, vier Lichtjahre von der Erde entfernt. Er ist einer der am besten untersuchten Sterne mit geringer Masse. Guillem Anglada-Escudé und seine Kollegen analysierten in einer ersten Studie Messungen, die HARPS und UVES zwischen 2000 und 2014 gemacht hatten. Obwohl die Resultate wenig überzeugten, waren die Forscher sicher, dass „irgend etwas“ um Proxima existiert. „Ob man Resultate mit der gleichen Anzahl Punkten über ein Jahrzehnt oder einige Wochen hinweg erhalten hat, ist ein Riesenunterschied“, erklärt Christophe Lovis, Astronom und Mitglied des Nationalen Forschungsschwerpunkts PlanetS. „Die Aktivität des Sterns kann uns irreführen, wenn die Punkte zu weit auseinander liegen.“ Das Astronomen-Team beschloss deshalb, viel näher zusammenliegende Messungen zu erhalten. Es gelang ihm, die ESO davon zu überzeugen, während drei Monaten jede Nacht eine Messung von Proxima zu machen.
„Das eingefangene Signal ist dieses Mal deutlich und überzeugend“, urteilt Christophe Lovis. „Uns ist diese Entdeckung natürlich nicht vollkommen fremd, da die Autoren HARPS benutzt haben, ein Instrument und Datenverarbeitungssoftware, die im Observatorium Genf entwickelt wurden.“ Eine Software, die jedoch an die Beobachtung von roten Zwergen angepasst werden musste, weil sie für helle Sterne entwickelt wurde, deren Spektrum weniger reich an Spektrallinien ist.
Diese Grafik vergleicht die Bahn des Planeten (Proxima b) um Proxima Centauri mit der gleichen Region in unserem Sonnensystem. Proxima Centauri ist kleiner und kühler als unsere Sonne und die Planetenbahn liegt viel näher am Stern als Merkur bei unserer Sonne. (Bild: ESO/M. Kornmesser/G. Coleman)
Ein Planet mit 1,3 Erdmassen in der bewohnbaren Zone um den sonnennächsten Stern – eine Entdeckung, die Enthusiasmus auslöst. „Die Bedingungen sind so, dass Wasser in flüssiger Form vorkommen kann, aber noch ist nichts gesichert“, sagt Christophe Lovis. Denn wahrscheinlich ist der Planet mit seinem Stern synchronisiert, das heisst, es ist immer die gleiche Seite des Planeten dem Stern zugewandt. Vermutlich hat er deshalb eine heisse und eine kalte Seite.
Simulationen der ESO zeigen, dass bei einer synchronen Rotation und einem Planeten mit einer erdähnlichen Atmosphäre die Temperatur auf der Sonnenseite 40 Grad erreichen könnte, während sie auf der Nachtseite minus 60 Grad wäre.
Zudem strahlt Proxima, wie alle M-Sterne, stark im Röntgenbereich. Obwohl seine gesamte Helligkeit nur 0,17 Prozent derjenigen der Sonne beträgt, ist die Röntgenstrahlung gleich wie bei der Sonne. In einer Entfernung, die nur 5 Prozent der Erde-Sonne-Distanz entspricht, erhält Proxima b 400 Mal mehr Röntgenstrahlen als die Erde. Dieses Bombardement würde die Entstehung von Leben kaum ermöglichen, es sei denn, der Planet hat eine schützende Atmosphäre. „Dies ist möglich“, sagt Christophe Lovis: „Da dieser Planet etwas massereicher als die Erde ist, kann er eine Atmosphäre haben, selbst wenn die Strahlung des Sterns dazu tendiert, diese wegzublasen. Man kann sich einen Mechanismus vorstellen, der die Atmosphäre füttert, eine Art von Oberflächen-Entgasung.“ Ein Mechanismus, der für eine genügend dichte Atmosphäre sorgen würde, um den Planeten vor gefährlicher Strahlung zu schützen.
Sollte eine Atmosphäre existieren, wäre sie allerdings schwer zu entdecken. Eine Idee wäre, Planet und Stern mit einem Instrument wie beispielsweise SPHERE visuell zu trennen und dann die Spektren der beiden Objekte aufzunehmen. Dasjenige des Planeten wird zwangsläufig mit demjenigen des Sterns vermischt sein, aber auch leicht in der Wellenlänge verschoben aufgrund der Bewegung des Planeten um seinen Stern. So könnte das Stern-Spektrum vom Planeten-Spektrum subtrahiert werden, um nur noch das Planeten-Spektrum zu erhalten. Mit dieser Technik könnte man chemische Elemente in der Atmosphäre nachweisen. „Diese Methode befindet sich am Grenzbereich der Instrumentierung“, sagt Christophe Lovis: „Dies ist einer der Gründe, warum wir das E-ELT bauen werden.“
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