Erste Studie erdnaher exoplanetarer Atmosphären deutet auf zwei lebensfreundliche Welten in Sonnennähe

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Künstlerische Darstellung der beiden Exoplaneten “TRAPPIST-1b” und “TRAPPIST-1c” vor dem Hintergrund der Sonnenscheibe ihres Zentralgestirns (Illu.).

Copyright: NASA/ESA/STScI/J. de Wit (MIT)

Baltimore (USA) – Mit dem Weltraumteleskop “Hubble” haben US-Astronomen erstmals die Atmosphären gemäßigt temperierter, erdgroßer Planeten außerhalb des Sonnensystems untersucht. Das Ergebnis erhöht die Bewertung der Lebensfreundlichkeit auf zwei bekannten, sonnennahen Exoplaneten.

Die beiden Planeten “TRAPPIST-1b” und “TRAPPIST-1c” sind rund 40 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die Beobachtungen widersprechen der bisherigen Vermutung, dass die beiden Planeten von einer dichten und von Wasserstoff und Helium dominierten Atmosphäre bedeckt sind.

“Der Umstand, dass es keine Wasserstoff-Helium-Hülle zu geben scheint, erhöht die Chancen dafür, dass diese beiden Planeten lebensfreundlich sind”, erläutert Nikole Lewis vom Space Telescope Science Institute (STScI). “Hätten sie diese Hüllen, so gäbe es keine Chance für mit der Erde vergleichbares Leben auf diesen Welten, da diese Gashüllen zwangsläufig zu einem starken Treibhauseffekt geführt hätten.”

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Wie das Team um Lewis und Julien de Wit vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) aktuell im Fachjournal “Nature” (DOI: 10.1038/nature18641) berichtet, analysierten sie die Atmosphäre der Planeten im nahen Infrarotspektrum mit der Wide Field Camera 3 des Weltraumteleskops. “Während die genaue Zusammensetzung der Atmosphären noch immer unbekannt ist und weitere Beobachtungen abgewartet werden müssen, ist die geringe Wasserstoff- und Heliumkonzentration schon anhand der bisherigen Daten abzulesen.

“Die Hubble-Beobachtungen sind ein vielversprechender erster Schritt dahingehend, mehr über diese nahen Welten zu erfahren und die Fragen zu beantworten, ob es sich um Felsplaneten wie unsere Erde handelt und ob diese dann auch Leben tragen könnten”, so Geoff Yoder vom Science Mission Directorate der NASA in Washington.

Beide Planeten umkreisen einen rund 500 Millionen Jahre alten Roten Zwergstern im Sternbild Wassermann (Aquarius), und wurden Ende 2015 mit dem automatisierten TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope (TRAPPIST) der ESA am La Silla Observatory in Chile entdeckt.

TRAPPIST-1b umkreist seinen Stern alle 1,5 Tage. TRAPPIST-1c benötigt dazu 2,4 Tage. Die Planeten umkreisen ihren Stern damit 20 und 100 mal dichter als unsere Erde die Sonne. Da ihr Zentralgestirn aber deutlich schwächer ist als die Sonne, verorten Astronomen die beiden Planeten innerhalb der sogenannten habitablen Zone des Sterns – jener Abstandsregion also, innerhalb derer Planeten ihre Sterne umkreisen müssen, damit aufgrund gemäßigter Oberflächentemperaturen Wasser in flüssiger Form – und damit zumindest die Grundlage des irdischen Lebens – existieren kann.

Mit weiteren Beobachtungen hoffen die Forscher nun auch noch weitere, schwerere Elemente wie jene innerhalb der Atmosphären von Erde oder Venus zu finden: “Anhand von mehr Daten können wir vielleicht schon bald auch Methan oder Merkmale von Wasser in diesen Atmosphären nachweisen und dann auch auf die Tiefen dieser Atmosphären rückschließen”, erklärt die zweite Koautorin der Hannah Wakeford, vom Goddard Space Flight Center der NASA.

Die vollständige Zusammensetzung der Atmosphären wird aber erst durch Beobachtungen mit Teleskopen der nächsten Generation, wie etwa dem James Webb Space Telescope (JWST – Start geplant für 2018) möglich sein. Dann könne neben Wasserdampf und Methan dann auch nach potentiellen Signaturen biologischer Aktivitäten wie etwa Kohlendioxid und Ozon gefahndet werden kann. Hinzu wird es mit dem JWST auch möglich sein, die Planetentemperaturen und den Druck an den Oberflächen zu messen. Auch dies sind alles Schlüsselwerte zur Einschätzung der Lebensfreundlichkeit der Planeten.

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