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Terrestrischer Planet in der Nachbarschaft

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 26.08.2016 10:49

In unmittelbarer Nähe unseres Sonnensystems haben Astronomen einen terrestrischen Planeten aufgespürt. Er umkreist in nur 4,2 Lichtjahren Entfernung Proxima Centauri, den nächstgelegenen Stern, und hat mindestens die 1,3-fache Masse der Erde. Damit ist Proxima Centauri b der nächste Planet, der jemals entdeckt wurde. In der aktuellen „Nature“ liefern Wissenschaftler der pale-red-dot-Campaign eine detaillierte Beschreibung des Himmelskörpers.

Vergleich: Lebensfreundliche Zone von Proxima Centauri (re.), Merkur-Umlaufbahn (li.). (Bild: ESO/Kornmesser/Coleman)„Wir schließen aus dieser Masse, dass es ein terrestrischer Planet sein muss, der eine feste Kruste besitzt“, erklärte Ansgar Reiners, Professor für Astronomie an der Göttinger Georg-August-Universität auf einer Pressekonferenz des Wissenschaftsmagazins „Nature“ und der Europäischen Südsternwarte ESO. Die Frage ist, ob der terrestrische Planet auch erdähnlich ist, also eine schützende Atmosphäre und flüssiges Wasser besitzt. „Das wissen wir nicht“, sagte Reiners. Das sollen weitere Studien klären, aus den bisher vorliegenden Daten lässt es sich nicht ableiten.

Lage von Proxima Centauri am Sternhimmel, vom Teleskop in La Silla/Chile aus gesehen. (Bild: ESO/Beletsky(LCO)/ESA/NASA, Zamani)Die Existenz des Planeten wurde ausschließlich aufgrund seines Einflusses auf seinen Heimatstern bestimmt. Zu sehen ist Proxima Centauri nur auf der Südhalbkugel und dann auch nur mit einem Teleskop. Der schwach leuchtende Rote Zwerg befindet sich zwischen den Sternbildern Kentaur und Zirkel. Obwohl der Stern verglichen mit dem Planeten das 31.000-fache an Masse in die Waagschale wirft, zerrt der steinige Winzling an ihm und dieses Zerren lässt sich als Frequenzverschiebung im Licht des Sterns feststellen. 2013 wurde die Verschiebung das erste Mal entdeckt, jetzt hat die pale-red-dot-Kampagne mit Hilfe des La-Silla-Teleskops der Europäischen Südsternwarte genauer hingeschaut und den Planeten nachgewiesen. „Statistisch gibt es keinen Zweifel“, betont Guillem Anglada-Escudé von der Queen-Mary-University in London. 

Blick auf den laut Simulationen möglicherweise lebensfreundlichen Planeten Proxima Centauri b. (Bild: ESO/Kornmesser)Doch auch aus diesen Informationen können die Astronomen eine Menge herauslesen, anderes gewinnen sie aus den Kennzahlen von Proxima Centauri selbst, der etwas älter als unsere Sonne ist. Und zum dritten haben die Wissenschaftler Modellrechnungen durchgeführt, wie der Planet Proxima Centauri b aussehen könnte. Danach umkreist der Planet seinen Stern alle 11,2 Tage und wendet ihm mit großer Wahrscheinlichkeit immer dieselbe Seite zu. Das führt dazu, dass auf der sternzugewandten Seite durchaus Temperaturen herrschen können, unter denen das Leben auf der Erde blüht. Als Voraussetzung dafür muss allerdings eine Atmosphäre existieren, die einen Treibhauseffekt entwickelt, und so den Planeten über seine sogenannte Gleichgewichtstemperatur hinaus erwärmt. „Diese Gleichgewichtstemperatur beträgt -40 Grad“, sagt Ansgar Reiner und fügt hinzu, dass das schlimmer klingt, als es sein muss. Die Gleichgewichtstemperatur ist die Gradzahl, die ein planetarer Körper ausschließlich mit der Strahlungsenergie seines Sterns erreicht. Bei der Erde beträgt die Gleichgewichtstemperatur frostige -20 Grad und wird erst durch einen natürlichen Treibhauseffekt der Atmosphäre auf lebensfreundliche Werte gehoben.

Illustration des Planeten Proxima Centaur b mit seiner Sonne und dem Doppelsternsystem Alpha Centauri (re.). (ESO/Kornmesser)Sollte Proxima Centauri b eine Atmosphäre besitzen, kann diese auch dort die Temperaturen hochregeln. „Wir haben plausible Modelle, die von Temperaturen zwischen -30 Grad auf der Nacht- und 30 Grad auf der Tagseite des Planeten ausgehen“, sagt Anglada-Escudé. Vermutlich sorgen starke Winde für eine weitere Angleichung der Temperaturen. Bleibt als weiteres Lebensrisiko die hochenergetische Strahlung, die der Planet von seinem Stern empfängt. Proxima Centauri b ist nur knapp sechs Millionen Kilometer von Proxima Centauri entfernt. Zum Vergleich: die Distanz Sonne-Erde beträgt fast 150 Millionen Kilometer. Überdies gehört der Stern zu einer aktiven Klasse, die häufig Strahlungsausbrüche produziert. Entsprechend höher ist auch die Intensität der harten Strahlung, die vom Stern auf den Begleitplaneten einstürmt. „Sie ist um den Faktor 100 höher“, gibt Anglada-Escudé zu, „aber wir glauben nicht, dass das unbedingt ein Spielverderber sein muss.“ Auch hier kommt der Atmosphäre eine entscheidende Rolle zu, denn wie auf der Erde kann sie auch auf Proxima Centauri b die schädliche Strahlung abhalten.  

Vergleich: Scheinbare Größen von Sonne und Proxima Centauri, je gesehen von der Erde bzw. Proxima Centauri b. (Bild: ESO/Coleman)„Ob der Planet eine Atmosphäre und flüssiges Wasser hat, hängt vor allem von seiner Entstehungsgeschichte ab“, erklärt Ansgar Reiners. Wenn er nahe am Stern entstanden ist, stehen die Chancen für beide Attribute eines lebensfreundlichen Himmelskörpers schlecht. Die Strahlung des jungen Sterns dürfte bereits vor langem sowohl Atmosphäre als auch Wasser ins All geblasen haben. Etwas anderes ist es, wenn der Planet in einer sternenferneren Umlaufbahn entstand und erst später in Sonnennähe gedriftet ist. Dann dürfte er zum einen viel mehr Wasser gespeichert und zum anderen eine auch gegen starke Strahlung gehärtete Atmosphäre entwickelt haben. „Dass ein solcher Planet seinen gesamten Wasservorrat verliert, ist nicht vorstellbar“, sagt Guillem Anglada-Escudé. Ob Proxima Centauri b steril oder wasserreich und lebensfreundlich, oder ob er vielleicht gar ein Venus-Verwandter mit höllischem Treibhausklima ist, müssen weitere Studien erkunden. Die Chancen bei einem nur 4,2 Lichtjahre entfernten Planeten stehen sehr gut, denn bei solcher kosmischer Nähe ist die Beobachtung mit irdischen Teleskopen leicht. Außerdem gibt es schon länger die Idee, eine Flotte von winzigen Sonden zu den nächstgelegenen Sternen zu schicken, um diese besser zu erkunden. Sie könnten Proxima Centauri innerhalb von 20 Jahren erreichen.

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