Exoplanet verrät Schicksal der Erde

Hat die Erde doch eine Chance? Bisher ist strittig, ob unser Planet das Ende der Sonne überstehen oder von ihr verschlungen wird. Ein erdähnlicher Exoplanet im Orbit um einen Weißen Zwerg macht nun Hoffnung. Denn dieser Planet überstand das Aufblähen seines sonnenähnlichen Sterns zum Roten Riesen, obwohl er den Stern etwa in Erdentfernung umkreiste. Das könnte bedeuten, dass auch die Erde diese Phase überdauern kann, wie die Astronomen berichten.

Wenn unsere Sonne sich dem Ende ihres Lebenszyklus nähert, wird sie sich immer weiter aufblähen und zum Roten Riesen werden. In rund sechs bis sieben Milliarden Jahren wird dieser solare Rote Riese Merkur und Venus verschlungen haben und bis zur Erdbahn reichen. Was aber ist mit der Erde? Klar ist, dass unser Planet zu diesem Zeitpunkt schon eine tote, wasserlose Wüstenwelt sein wird. Kann diese wenigstens dem Verschlungenwerden entgehen?

Die Antwort darauf ist strittig. Denn einerseits wird sich die Sonne zwar bis zur Erdbahn aufblähen. Andererseits schiebt ihr verstärkter Sternenwind die Planeten weiter nach außen – auch die Erdbahn. Geschieht dies schneller als das Wachstum der Sonne, könnte die Erde die Rote-Riesen-Phase überstehen. Doch bisher haben Astronomen nur einige extrasolare Gasriesen entdeckt, die um Weiße Zwerge kreisen und daher die Rote-Riesen-Phase ihres Sterns überstanden haben – aber keine erdähnlichen Planeten

Gesteinsplanet um ausgebrannten Sternenrest

Das hat sich jetzt geändert: Astronomen um Keming Zhang von der University of California in San Diego haben einen erdähnlichen Exoplaneten entdeckt, der einer Zukunftsversion unseres eigenen Planeten ähnelt. Der rund 4.000 Lichtjahre entfernte Planet umkreist den ausgebrannten Rest eines sonnenähnlichen Sterns von zuvor ein bis zwei Sonnenmassen. Dieser Stern hat jedoch schon seine Rote-Riesen-Phase hinter sich, seine Hüllen abgeworfen und ist nun ein nur noch rund 0,5 Sonnenmassen schwerer Weißer Zwerg.

Entdeckt haben Astronomen dieses System bereits im Juli 2020, als es sich vor einen Hintergrundstern schob. Dies ermöglichte es, den Stern und seine Planeten im Gegenlicht zu beobachten und ihre Masse dank des Gravitationslinseneffekts abzuschätzen. Weil die ersten Beobachtungen jedoch zu ungenau waren, haben Zhang und sein Team das KMT-2020-BLG-0414 getaufte System im Jahr 2023 noch einmal mit den hochauflösenden Optiken des Zehn-Meter Teleskops Keck-II auf Hawaii ins Visier genommen.

Exoplanet hatte gleiche Umlaufbahn wie die Erde…

Diese Beobachtungen enthüllten: Der KB200414Lb getaufte Exoplanet ist rund 20 Prozent größer als die Erde und rund 1,9 Erdmassen schwer – er ähnelt damit einem etwas größeren Bruder der Erde. Noch spannender ist jedoch die Umlaufbahn dieses Exoplaneten: Zurzeit umkreist er den Weißen Zwerg im Abstand von rund 2,3 astronomischen Einheiten, wie Zhang und sein Team ermittelten. Übertragen auf unser Sonnensystem würde sich dieser Planet damit etwa auf Höhe des Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter bewegen.

Doch vor dem Ausbrennen seines Sterns könnte der Exoplanet KB200414Lb einer ganz ähnlichen Umlaufbahn wie unsere Erde gefolgt sein: „Berücksichtigt man die Orbit-Expansion während der finalen Stadien des Zentralsterns, könnte dieser erdähnliche Planet ursprünglich eine Umlaufbahn von etwa einer astronomischen Einheit gehabt haben“, berichten die Astronomen. Mit anderen Worten: Dieser Planet umkreiste seinen Stern im gleichen Abstand wie unsere Erde die Sonne.

…und überstand das Ende seiner Sonne

Damit zeigt uns der Exoplanet ein mögliches Zukunftsszenario der Erde – und weckt Hoffnung auf ihr Überleben. Denn der Planet KB200414Lb und sein Stern demonstrieren, dass die Erde aus dem Wettlauf zwischen der sich aufblähenden Sonne und der Außenverlagerung der Erdbahn als Siegerin hervorgehen kann. In rund acht Milliarden Jahren könnte demnach auch unser Planet noch existieren und die Rote-Riesen-Phase der Sonne überstanden haben.

„Ob das irdische Leben diese Phase überstehen kann, ist eher fraglich. Aber das Wichtigste ist, dass die Erde nicht zwangsläufig von der Sonne verschlungen werden muss, wenn diese zum Roten Riesen wird“, erklärt Koautorin Jessica Lu von der University of California in Berkeley. „Denn auch KB200414Lb hat die Rote-Riesen-Phase seines Sterns überstanden.“ (Nature Astronomy, 2024; doi: 10.1038/s41550-024-02375-9)

Quelle: University of California Berkeley