Nur einen Katzensprung – astronomisch gesehen – ist die nächste Supererde von uns entfernt. Der Exoplanet HD 219134 liegt 21 Lichtjahre weit weg und ist nur 1,6 mal so groß wie die Erde. Damit bietet diese Supererde einzigartige Chancen, solche Gesteinsplaneten näher zu erforschen. Astronomen bezeichnen ihn sogar als „Rosetta-Stein für die Supererden-Forschung“.
Supererden sind zwar etwas größer als die Erde, bestehen aber ebenfalls größtenteils aus Gestein. Das bedeutet, sie würden Organismen eine feste Oberfläche zum Leben bieten. Bisher allerdings liegen die meisten dieser Gesteinsplaneten zu weit weg, um sie näher studieren zu können. Immerhin relativ nah liegt die Supererde 55 Cancri e. Der nächste bekannte Exoplanet, GJ674b, ist zwar nur 14,8 Lichtjahre entfernt, seine Zusammensetzung ist aber unbekannt.
Vor unserer Haustür
Jetzt haben die Astronomen mit HD 219134b erstmals eine Supererde identifiziert, die quasi vor unserer kosmischen Haustür liegt: Sie ist nur 21 Lichtjahre von uns entfernt und umkreist einen sogar mit bloßem Auge im Sternbild Cassiopeia sichtbaren Stern. „Die meisten der bekannten Exoplaneten sind hunderte Lichtjahre von uns entfernt“, sagt Lars A. Buchhave vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge. „Doch dieser ist praktisch ein Nachbar.“
Entdeckt wurde HD 219134b schon vor einiger Zeit anhand des leichten Taumelns, den seine Schwerkraft bei seinem Stern verursacht. Aus dem Ausmaß des Taumelns schlossen die Astronomen, dass der Exoplanet die 4,5-fache Masse der Erde besitzt. Er umkreist seinen Stern, der nur wenig kleiner und kälter ist als die Sonne, auf einem engen Orbit innerhalb von nur drei Tagen. Weil seine Größe nicht bekannt war, ließ sich jedoch nicht feststellen, ob es sich um einen großen Gasplaneten oder um einen kompakteren Gesteinsplaneten handelte.
Nur eineinhalb mal so groß wie die Erde
Neue Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop der NASA haben nun die fehlende Information geliefert. Denn mit ihm gelang es den Astronomen, HD 219134b bei einem Transit zu ertappen, einem Vorbeiwandern vor seinem Stern. „Exoplaneten mit Transit sind ihr Gewicht in Gold wert, denn sie können gründlich charakterisiert werden“, erklärt Michael Werner vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena.
Wie Infrarotmessungen ergaben, ist HD 219134b nur 1,6-mal so groß wie die Erde. Seine Dichte liegt bei sechs Gramm pro Kubikzentimeter – dies ist zu dicht für einen Gasplaneten und passend für einen Gesteinsplaneten. Der Exoplanet ist damit die uns bisher am nächsten liegende Supererde. Leben ist auf dem Planetenallerdings wohl nicht zu erwarten, denn wegen seiner engen Umlaufbahn dürfte seine Oberfläche sehr heiß sein, wie die Forscher berichten.
„Rosetta-Stein der Supererden-Forschung“
Für die Planetenforschung ist HD 219134b aber dennoch ein echtes Geschenk. „Dank der Kepler-Mission wissen wir, dass Supererden in unserer Galaxie häufig sind“, erklärt Michael Gillon von der Univerität Lüttich. „Jetzt haben wir ein lokales Exemplar, das wir genau studieren können. Man kann ihn als eine Art Rosetta-Stein für die Erforschung von Supererden betrachten.“
Die Astronomen wollen die Supererde nun mit verschiedenen Teleskopen vom Boden und Weltall aus ins Visier nehmen. Dadurch hoffen sie unter anderem herauszufinden, ob der Exoplanet eine Atmosphäre besitzt. „Dieser Exoplanet wird in den nächsten Jahrzehnten wahrscheinlich einer der am meisten untersuchten sein“, sagt Werner. Besonders große Hoffnung legen die Forscher dabei auf das James Webb Weltraumteleskop, das 2018 ins All starten soll. Denn es wird sehr viel hochauflösendere Aufnahmen ermöglichen als die jetzigen Weltraumteleskope.
Noch zwei Supererden im selben System?
Aber das ist noch nicht alles. Denn HD 219134b ist nicht der einzige Planet, der diesen Stern umkreist. Die Astronomen entdeckten noch drei weitere Planeten in Umlaufbahnen weiter außen als die Supererde. Ihr nächster Nachbar ist ein Exoplanet mit der 2,7-fachen Erdmasse und einer Umlaufzeit von 6,8 Tagen. Weiter außen folgt ein Planet, der 8,7-mal so viel wiegt wie die Erde und 46,8 Tage für einen Umlauf benötigt. Ganz außen, mehr als zwei astronomische Einheiten vom Stern entfernt, kreist zudem noch ein möglicherweise Saturn-ähnlicher Planet.
Noch ist die Größe der beiden nächstäußeren Nachbarn von HD 219134b nicht bekannt, sie könnten aber durchaus auch zu den Supererden gehören. „Wenn man gleich drei Supererden im Transit in einem hellen, nahe gelegenen System charakterisieren könnte, dann würde dies unvergleichliche Daten zur Planetenbildung und ihrer Zusammensetzung liefern“, meint Stéphane Udry von der Universität Genf.
(NASA/JPL, Universität Genf, 31.07.2015 – NPO)
