Nahes Planetensystem beinhaltet „kleine Venus“, eine Wasserwelt und einen Planeten in lebensfreundlicher Zone
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Porto (Portugal) – Mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile at eine Gruppe aus Astronomen und Astronominnen mehrere Planeten um den nur 35 Lichtjahre entfernten Stern „L 98-59“ entdeckt. Zu den Entdeckungen gehört ein Planet mit der halben Masse der Venus – der leichteste Exoplanet, der je mit der Radialgeschwindigkeitsmethode gemessen wurde – eine Wasserwelt und ein weiterer möglicher Planet, der den Stern innerhalb dessen lebensfreundlicher Zone umkreist.
„Der Planet innerhalb der habitalblen Zone könnte eine Atmosphäre haben, die Leben schützen und ermöglichen könnte“, berichtet María Rosa Zapatero Osorio, Astronomin am Zentrum für Astrobiologie in Madrid, Spanien, eine der Autorinnen der im Fachjournal „Astronomy & Astrophysics“ (DOI: 10.1051/0004-6361/202140728) veröffentlichten Studie.
Die Ergebnisse seien ein wichtiger Schritt auf der Suche nach Leben auf erdgroßen Planeten außerhalb des Sonnensystems. Die Entdeckung von Biosignaturen auf einem Exoplaneten hängt von der Fähigkeit ab, seine Atmosphäre zu untersuchen, aber die derzeitigen Teleskope sind nicht groß genug, um die für kleine Gesteinsplaneten erforderliche Auflösung zu erreichen.
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Nicht zuletzt deshalb ist das nun beschriebene Planetensystem um „L 98-59“, ein attraktives Ziel für zukünftige Beobachtungen der Atmosphären von Exoplaneten: Es umkreist einen nur 35 Lichtjahre entfernten Stern und beherbergt nach bisherigen Erkenntnissen Gesteinsplaneten wie die Erde oder die Venus, die dem Stern nahe genug sind, um Leben hervorgebracht zu haben und beherbergen zu können.
Mit Hilfe des VLT gelang es den Forschenden zudem herauszufinden, dass drei der Planeten möglicherweise Wasser in ihrem Inneren, an der Oberfläche oder in ihrer Atmosphäre enthalten. Allerdings sind die beiden dem Stern nächstgelegen Planeten vermutlich trocken, könnten aber kleine Mengen Wasser enthalten, während der dritte Planet bis zu 30 % aus Wasser bestehen könnte und damit eine Wasserwelt wäre. Darüber hinaus entdeckte das Team „versteckte“ Exoplaneten, die zuvor in diesem Planetensystem noch nicht gesichtet worden waren: Einen vierten Planeten und vermuten, dass es einen fünften gibt, der sich innerhalb der habitablen Zone befindet, wodurch dieser den richtigen Abstand zum Stern hätte, damit auf seiner Oberfläche flüssiges Wasser existieren kann: „Wir haben Hinweise auf die Anwesenheit eines erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone dieses Systems“, erklärt Olivier Demangeon, Forscher am Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço der Universität Porto in Portugal und Hauptautor der neuen Studie.
Copyright: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser (Acknowledgment: O. Demangeon)
Die Studie stellt einen technischen Durchbruch dar, da die Astronomen mithilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode feststellen konnten, dass der innerste Planet des Systems nur die Hälfte der Masse der Venus hat. „Damit ist er der leichteste Exoplanet, der jemals mit dieser Technik gemessen wurde, die das Wackeln des Sterns ermittelt, das durch die winzige Gravitationskraft der ihn umkreisenden Planeten verursacht wird.“
Die Astronomen entdeckten drei der Planeten von L 98-59 erstmals im Jahr 2019 mit Hilfe des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA. Dieser Satellit stützt sich auf eine Technik, die Transitmethode genannt wird. Dabei wird die durch einen vorbeiziehenden Planeten verursachte Lichtschwächung des Sterns genutzt, um die Planeten zu finden und ihre Eigenschaften wie ihre Größe zu bestimmen. Doch erst durch die Hinzunahme von Radialgeschwindigkeitsmessungen, die mit ESPRESSO und seinem Vorgänger, dem High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) am 3,6-Meter-Teleskop der ESO auf La Silla, durchgeführt wurden, fanden Demangeon und sein Team weitere Planeten und konnten die Massen und Radien der ersten drei messen. „Wenn wir wissen wollen, woraus ein Planet besteht, brauchen wir mindestens seine Masse und seinen Radius“, erklärt Demangeon.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler hoffen nun, das System mit dem kommenden „James-Webb-Weltaumteleskop“ (JWST) der NASA, ESA und CSA weiter untersuchen zu können, während das „Extremely Large Telescope“ (ELT) der ESO, das derzeit in der chilenischen Atacama-Wüste gebaut wird und 2027 mit den Beobachtungen beginnen soll, ebenfalls ideal für die Untersuchung dieser Planeten sein wird. „Das HIRES-Instrument am ELT könnte möglicherweise die Atmosphären einiger Planeten des Systems L 98-59 untersuchen und damit das JWST vom Boden aus ergänzen“, sagt Zapatero Osorio.
„Dieses System ist ein Vorbote dessen, was noch kommen wird“, fügt Demangeon hinzu. „Die Menschheit ist seit der Geburt der Astronomie auf der Jagd nach terrestrischen Planeten. Jetzt kommen wir endlich der Entdeckung eines solchen Planeten, der sich in der bewohnbaren Zone seines Sterns befindet und dessen Atmosphäre wir untersuchen können, immer näher.“
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