Wasser auf den Planeten von TRAPPIST-1?

Exoplaneten mit Lebenselement: Zumindest auf drei der sieben Erdzwillinge um TRAPPIST-1 könnte es genügend Wasser für Leben geben. Denn spektrografische Messungen mit dem Weltraumteleskop Hubble sprechen dafür, dass die äußeren Planeten dieses nur 40 Lichtjahre entfernten Systems bisher nur wenig Wasserdampf verloren haben. Bei den inneren Planeten jedoch hat die starke UV-Strahlung des Sterns wahrscheinlich alles Wassers zersetzt und in den Weltraum gerissen.

Das 40 Lichtjahre von uns entfernte Planetensystem TRAPPIST-1 umfasst die größte Ansammlung potenziell lebensfreundlicher Exoplaneten in unserer Nähe: Gleich sieben erdähnliche Planeten kreisen um den Roten Zwerg, davon mindestens drei in der habitablen Zone. Sie gelten als vielversprechende Kandidaten für außerirdisches Leben – auch, weil das Planetensystem bereits gut sieben Milliarden Jahre alt sein könnte.

Die entscheidende Frage aber ist: Gibt es auf den sieben Erdzwillingen Wasser? Astronomen spekulieren darüber, ob die große Nähe der Planeten zu ihrem Stern sich in dieser Hinsicht eher nachteilig auswirkt. Denn der starke Sternenwind könnte im Laufe der langen Zeit ihre Atmosphären und damit auch den Wasserdampf weggerissen haben – ähnlich wie es bei unserem Nachbarn Mars der Fall war.

Wasserfahndung mit Hubble

Ob dies der Fall ist, haben nun Vincent Bourrier vom Observatorium der Universität Genf und seine Kollegen mit Hilfe des Spektrografen des Weltraumteleskops Hubble untersucht. Sie analysierten damit die von den TRAPPIST-1-Planeten zurückgeworfene UV-Strahlung.

„UV-Strahlung ist ein wichtiger Faktor in der atmosphärischen Entwicklung von Planeten“, erklärt Bourrier. Denn die UV-Strahlung des Sterns kann den Wasserdampf in der Atmosphäre von Exoplaneten in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen. Das Wasserstoffgas entweicht in den Weltraum – und kann dann im Umfeld des Planeten spektrografisch nachgewiesen werden. Aus der Menge des entwichenen Gases können die Astronomen dann schließen, wie viel Wasser der betreffende Planet bereits verloren hat.

Auf den Planeten TRAPPIST-1 e,f und g könnte es flüssiges Wasser geben. © ESO/ M. Kornmesser

Die inneren Planeten sind wahrscheinlich trocken

Das Ergebnis für die sieben Erdzwillinge von TRAPPIST-1: Die beiden Inneren Planeten TRAPPIST-1 b und c bekamen große Mengen UV-Strahlung von ihrem Stern ab. Dadurch müssten sie bereits nach drei Milliarden Jahren mehr als 20 Mal so viel Wasser verloren haben wie in alle Ozeane der Erde passen. „Wenn diese beiden Planeten einst mit einer erdähnlichen Wassermenge entstanden, sind sie heute wahrscheinlich trocken“, so die Forscher.

Anders bei den weiter außen liegenden Erdzwillingen: Sie könnten weit genug vom Stern entfernt sein, um die UV-Strahlung und damit den Wasserverlust geringer zu halten. Bourrier und seine Kollegen schätzen, dass die Planeten d bis f weniger als vier Erdozeane und die Planeten g und h im günstigsten Falle sogar weniger als einen Erdozean an Wasser verloren haben.

Außen noch genügend Wasser für Leben?

„Die äußeren Planeten von TRAPPIST-1 könnten daher noch substanzielle Wassermengen beherbergen“, so die Astronomen. Sie betonen zudem, dass ihre Berechnungen eher an der Obergrenze des Wahrscheinlichen liegen. Sollten die Planeten eine halbwegs dichte Atmosphäre behalten haben, könnte dies verhindern, dass der Wasserdampf hoch genug aufsteigt, um vom UV-Licht zersetzt zu werden.

Um die Frage des Wassers auf den Erdzwillingen von TRAPPIST-1 aber endgültig zu klären, sind noch weitere Studien nötig. So muss geklärt werden, ob diese Planeten Atmosphären besitzen und auch, ob es ein Magnetfeld gibt. Denn auch dieses könnte den Wasserverlust begrenzen. Unklar ist zudem noch, wie aktiv der Rote Zwerg im Verlauf seiner Entwicklung war. (The Astronomical Journal, 2017; doi: 10.3847/1538-3881/aa859c)

(Hubble Space Telescope, 01.09.2017 – NPO)