Spannende Entdeckung: Astronomen haben in nur 26 Lichtjahren Entfernung eine Supererde entdeckt, die einen ersten Blick in die Atmosphäre eines extrasolaren Gesteinsplaneten bieten könnte. Denn der Planet um den Roten Zwerg Gliese 486 ist zwar 1,3 Mal größer als die Erde und fast so heiß wie die Venus. Seine Atmosphäre ist aber eher dünn und beim Vorüberziehen vor seinem Stern gut beobachtbar, wie die Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten.
Wir sind nicht das einzige Planetensystem in unserer kosmischen Nachbarschaft: Astronomen haben im Umkreis von 50 Lichtjahren schon mehrere Exoplaneten entdeckt, davon auch einige erdähnliche Welten in der habitablen Zone ihres Sterns. Viele umkreisen Rote Zwerge, wie die beiden Planeten um unseren nächsten Nachbarstern Proxima Centauri oder die Supererde um den nur elf Lichtjahre entfernten Roten Zwerg Gliese 887 und zwei Erdzwillinge um Teegardens Stern in zwölf Lichtjahren Entfernung.
Doch ob all diese potenziell lebensfreundlichen Welten eine Atmosphäre haben und was für eine, ist bislang weitgehend unbekannt. Denn Supererden und Erdzwillinge besitzen wie unser eigener Planet nur eine vergleichsweise dünne Gashülle. Aus der Ferne lässt sie sich daher nur schwer nachweisen – es sei denn, der Planet ist uns nahe genug und zieht genau vor seinem Stern vorüber. Ein solcher Transit bietet dann die Chance, das durch die Planetenatmosphäre strahlende Sternenlicht spektroskopisch zu analysieren.
Zwischen Erdzwilling und Supererde
Jetzt haben Forscher um Trifon Trifonov vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg einen solchen Exoplaneten entdeckt. Die Supererde Gliese 486b kreist in nur 26 Lichtjahren Entfernung um einen älteren, ruhigen Roten Zwerg. Er ist damit der drittnächste durch Transit beobachtbare Exoplanet. Mit einer Masse von 2,8 Erdmassen und dem 1,3-Fachen der Erdgröße liegt er zwischen einem Erdzwilling und einer Supererde. Auch seine Dichte ähnelt der unseres Heimatplaneten.
„Die Dichte deutet eher auf einen massiven terrestrischen Planeten hin als auf einen Ozeanplanet“, berichten die Astronomen. Sie vermuten, dass auch Gliese 486b einen eisenhaltigen Kern und einen silikatreichen Mantel besitzen könnte. Würde ein Astronaut auf der Oberfläche dieser Supererde landen, wäre er jedoch wegen der höheren Schwerkraft des Planeten 70 Prozent schwerer als auf der Erde.
Heiß wie die Venus, aber mit dünner Atmosphäre
Lebensfreundlich ist die nahe Supererde allerdings wohl nicht. Denn sie umkreist ihren Zentralstern sehr nah und benötigt nur knapp 1,5 Tage für einen Umlauf. Zudem kehrt Gliese 486b seinem Stern immer dieselbe Seite zu. Obwohl der Rote Zwerg viel lichtschwächer und kühler als die Sonne ist, heizt er die Oberfläche seines Planeten auf mindestens 430 Grad Celsius auf – die Supererde ist damit kaum kühler als die Venus.
Dennoch sehen die Forscher Gliese 486b als Glücksfall. Denn anders als die Venus hat die Supererde wahrscheinlich nur eine dünne Atmosphäre – und diese könnte Aufschluss über die typischen Gashüllen solcher Supererden geben. „Hundert Grad heißer und die gesamte Oberfläche des Planeten wäre Lava. Seine Atmosphäre würde aus verdampftem Gestein bestehen“, sagt José Caballero vom Astrobiologischen Zentrum in Madrid. „Wäre Gliese 486b hingegen hundert Grad kälter, wäre er für Folgebeobachtungen ungeeignet gewesen.“
Perfekt platziert für einen Blick in die Atmosphäre
Das Entscheidende jedoch: Gliese 486b besitzt nicht nur eine Atmosphäre – sie ist für uns auch gut beobachtbar. Denn die Supererde zieht von uns aus gesehen fast direkt an ihrem Stern vorüber. Schon mit der nächsten Generation von Teleskopen könnte seine Gashülle daher perfekt zu untersuchen sein. Mit hochauflösenden Spektrografen können Astronomen dann den chemischen Fingerabdruck analysieren, den die atmosphärischen Gase des Planeten beim Hindurchscheinen des Sternenlichts im Spektrum hinterlassen.
„Die Nähe dieses Exoplaneten ist spannend, weil wir ihn eines Tages mit leistungsstarken Teleskopen wie dem James Webb Space Telescope und dem Extremely Large Telescope (ELT) genauer werden untersuchen können“, sagt Trifonov. Das James-Webb-Weltraumteleskop soll schon im Herbst 2021 in All starten, das ELT in Chile wird in einigen Jahren fertig sein.
„Die Ergebnisse werden uns dabei helfen zu verstehen, wie gut Gesteinsplaneten ihre Atmosphären halten können, woraus die Gashüllen bestehen und wie diese die Energieverteilung auf den Planeten beeinflussen“, sagt Trifonov. „Wir können es kaum erwarten, bis die neuen Teleskope zur Verfügung stehen.“ (Science, 2021; doi: 10.1126/science.abd7645)
Quelle: Max-Planck-Institut für Astronomie, Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)
