Neues Modell bestätigt TRAPPIST-1e als potentiell lebensfreundlichen Planeten


Grafik: Ein Größenvergleich der Planeten im TRAPPIST-1-System zueinander, aufgereiht, mit zunehmender Entfernung zum Muttergestirn. Die Planetenoberflächen werden mit möglichen Oberflächeneigenschaften dargestellt, einschließlich Wasser, Eis und Atmosphären (Stand: 23.2.2017).

Copyright: NASA/R. Hurt/T. Pyle

Boulder (USA) – Während Astronomen kontrovers darüber streiten, ob die bislang sieben erdgroßen Planeten um den nur 40 Lichtjahre entfernten Zwergstern TRAPPIST-1 lebensfreundlich sind oder der Stern selbst das System fortwährend mit tödlicher Strahlung schwemmt (…GreWi berichtete), präsentieren andere Astronomen ein neues Klima-Modell für die drei der sieben TRAPPIST-1-Planeten. Demnach könnte – entgegen der ersten Einschätzungen (…GreWi berichtete) lediglich auf TRAPPIST-1e Leben entstanden sein und heute noch existieren.

Wie das Team um Eric Wolf von der University of Colorado vorab via ArXiv.org und in einer kommenden Ausgabe des „The Astrophysical Journal“ berichten werden, haben sie mit Hilfe der Supercomputer „Janus“ an der University of Colorado und „Hyak“ an der University of Washington zunächst potentielle Klimamodelle von drei der sieben TRAPPIST-Planeten (d, e und f) erstellt und anhand dieser Modelle die für die jeweiligen Planeten möglichen Atmosphären auf ihre potentielle Lebensfreundlichkeit hin analysiert.

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Die Klimasimulationen der TRAPPIST-1-Planeten f, e und d.

Copyright: E. Wolf, UC Boulder

Wolf kommt zu dem Schluss, dass nur einer der drei Planeten flüssiges Wasser – und damit die Grundlage zumindest des irdischen Lebens – an seiner Oberfläche halten könnte. Demnach umkreist TRAPPIST-1-d seinen Stern zu nah, wodurch sich eine immer dichtere Atmosphäre aus (heißem) Wasserdampf gebildet hätte, die die Oberflächentemperatur hinzu aufheizen und auch noch den Rest möglicherweise vorhandenen Oberflächenwassers verdampfen lassen würde. Kurz: ein Treibhauseffekt, der den Planeten zu heiß und trocken für Leben gemacht hätte. Im Gegensatz dazu ist der Planet-f zu weit von seinem Stern entfernt und wahrscheinlich ein regelrechter fest eingefrorener Planet. Auch erlauben die Klimamodelle hier keine atmosphärischen Gase, um diesen „Schneeball“ nach und nach aufzutauen.


Diese Grafik vergleicht die Umlaufbahnen der neuentdeckten Planeten um den lichtschwachen roten Stern TRAPPIST-1 mit den galileischen Monden Jupiters und dem inneren Sonnensystem. Alle um TRAPPIST-1 gefundenen Planeten umkreisen den Stern in geringerer Entfernung als Merkur die Sonne, aber da ihr Stern um einiges lichtschwächer ist, sind sie in etwa denselben Strahlungsmengen ausgesetzt wie Venus, Erde und Mars im Sonnensystem.

Copyright: ESO/O. Furtak

Planet-e hingegen scheint seinen Stern hingegen in genau dem richtigen Abstand zu umkreisen, damit aufgrund milder Temperaturen ein erdähnliches Klima vorherrschen und Wasser auf seiner Oberfläche existieren könnte, so Wolf.

Grundlage der einst auch zur Simulation der Erde genutzten Klimamodells ist die Annahme, dass Wasser ursprünglich auf den Oberflächen der simulierten Planeten vorhanden ist. „Mit einer erdartigen Atmosphäre wären rund 20 Prozent der Oberfläche von TRAPPIST-1e eisfrei. Der Planet würde also wie ein Augapfel aussehen, dessen eisfreie Iris und Pupille stets in Richtung des Sterns gerichtet ist. Mit einem höheren Kohendioxid-Anteil oder unterschiedlichen Kombinationen aus Stickstoff und Kohlendioxid) könnten auch erdähnliche Temperaturen auf dem ganzen Planeten erreicht werden.“

Derzeit sind kontinuierlich weitere Simulationen geplant, die sich dem jeweiligen Beobachtungsstand des TRAPPIST-1-Systems anpassen sollen und auch die weiteren Planeten um den Stern miteinbeziehen.

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