Erster lebensfreundlicher Exoplanet entdeckt

Ein Astronomenteam hat erstmals einen erdähnlichen Exoplaneten entdeckt, der seinen Stern genau in der lebensfreundlichen Zone umkreist. Gliese 581g ist wahrscheinlich ein Gesteinsplanet mit nur der drei- bis vierfachen Erdmasse und vielleicht sogar einer Atmosphäre. Auf seiner Oberfläche könnten damit potenziell lebensfreundliche Bedingungen herrschen, wie die Astronomen jetzt im „Astrophysical Journal“ online berichten. Sein Zentralstern, der Rote Zwerg Gliese 581, ist mit nunmehr sechs Planeten der Rekordhalter unter den extrasolaren Planetensystemen.

Bisher haben Astronomen mehr als 400 Exoplaneten im Weltall entdeckt, doch nur die wenigstens von ihnen bieten auch nur ansatzweise lebensfreundliche Bedingungen. Als potenziell „bewohnbar“ – und damit möglichen Ort einer Lebensentstehung – bezeichnen Astromomen einen Planeten, wenn seine Oberflächentemperaturen in einem Bereich liegen, der die Existenz flüssigen Wassers ermöglicht. Entscheidend für die Hitze oder Kälte auf einem Planeten sind in erster Linie sein Abstand zum Zentralstern und die Strahlungsmenge, die er dort enthält.

Der Stern Gliese 581, 20 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Waage gelegen, hat sich in den letzten Jahren als wahrer „Planetenmulti“ entpuppt. Bereits vier Exoplaneten in Umlaufbahnen um den Roten Zwerg waren bisher bekannt, alle liegen jedoch – teilweise knapp – außerhalb der so genannten bewohnbaren Zone.

Gliese 581 wird zum Rekordhalter der Planetensysteme

Jetzt aber haben Astronomen um Steven Vogt von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz und Paul Butler von der Carnegie Institution um Gliese 581 zwei weitere Planeten entdeckt, einer davon extrem vielversprechend. Ihr Fund basiert auf der Auswertung von elf Jahren an Beobachtungsdaten des HIRES–Spektrometers am Keck I Teleskop auf Hawaii. Das Instrument erlaubt hochpräzise Messungen der Bewegung des Sterns und detektiert auch das winzige, periodische Taumeln, das die Schwerkraftwirkung von ihn umkreisenden Planeten erzeugt.

Dieses Taumeln war es auch, das den Astronomen nun die Existenz der zwei neuen Planeten um Gliese 581 verraten hat. Damit wird der Stern zum Rekordhalter, denn noch nie sind so viele Exoplaneten in Orbits um eine fremde Sonne entdeckt worden.

Die vier inneren Planeten des Gliese 581 Systems - künstlerische Darstellung © Lynette Cook

Gesteinsplanet mit nur dreifacher Erdmasse

Doch die eigentliche Sensation ist Gliese 581g: Er hat „nur“ die rund drei- bis vierfache Erdmasse und ist damit eine der kleinsten bisher gefundenen „Supererden“. Er umkreist seinen Zentralstern in nur 0,14 astronomischen Einheiten und braucht lediglich 37 Tage für einen Umlauf. Aus seiner Masse schließen die Astronomen, dass er vermutlich ein Gesteinsplanet mit fester Oberfläche ist und ausreichend Schwerkraft besitzt, um eine Atmosphäre festhalten zu können.

Mitten in habitabler Zone

Mit diesen Parametern ist Gliese 581g seinem Stern zwar deutlich näher als der Merkur der Sonne. Doch was in unserem Sonnensystem zu unerträglich hohen Temperaturen und Strahlendosen führen würde, ist hier gerade optimal für die Lebensentstehung. Denn der Rote Zwerg Gliese 581 ist weitaus kühler und kleiner als die Sonne. Damit liegt die habitable Zone in diesem Planetensystem auch viel dichter am Stern – und der neuentdeckte Planet liegt genau mittendrin.

„Unsere Ergebnisse liefern überzeugende Indizien für einen potenziell bewohnbaren Planeten“, erklärt Vogt. „Die Tatsache, dass wir diesen Planeten so schnell und so nahe an der Erde entdecken konnten sagt uns, dass Planeten wie dieser ziemlich häufig sein müssen.“ Entdeckt werden sie aber erst jetzt, weil bisher die Instrumente fehlten, um die winzigen Schwankungen in der Sternenbewegung zu registrieren.

Gezeitenwirkung bremste Rotation

Ob allerdings die Bedingungen auf der Planetenoberfläche wirklich lebensfreundlich sind, lässt sich allein auf Basis der bisherigen Daten nicht feststellen. Einen eher negativ wirkenden Faktor haben die Astronomen bereits gefunden: Der Planet ist seinem Stern so nahe, dass die gegenseitige Anziehung im Laufe der Zeit seine Rotation beeinflusst und abgebremst hat. Er braucht nun für eine Drehung um sich selbst genauso lange wie für eine Umkreisung seines Zentralsterns.

Das führte dazu, dass er seinem Zentralstern nun immer die gleiche Seite zukehrt, ähnlich wie der Mond der Erde. Im Falle von Gliese 581g bedeutet dies aber, dass auf einer Hälfte seiner Oberfläche ständige Nacht herrscht, auf der anderen permanent Tag. Entsprechend wären auch die Temperaturen in beiden Bereichen deutlich extremer als wenn es regelmäßige Tag-Nacht-Wechsel gäbe. Nach Ansicht von Vogt und seinen Kollegen wäre daher die habitabelste Zone auf der Planetenoberfläche der so genannte „Terminator“, der dünne Bereich zwischen Tag und Nacht, in dem ewige Dämmerung herrscht.

(NASA/JPL, 01.10.2010 – NPO)