TRAPPIST-1: System mit sieben erdgroßen Planeten ist älter als das Sonnensystem

Künstlerische Darstellung der sieben erdgroßen Planeten des TRAPPIST-1-Systems (Illu.).
Copyright: NASA/JPL-Caltech

San Diego (USA) – Eine neue Studie bestätigt frühere Vermutungen, wonach das Planetensystem des gerade einmal 40 Lichtjahre entfernten Sterns TRAPPIST-1, in dem gleich sieben erdgroße Planeten ihren Stern innerhalb oder nahe der lebensfreundlichen Zone umkreisen (…GreWi berichtete), älter als unser Sonnensystem ist. Damit könnte zugleich auch die Wahrscheinlichkeit dafür, dass auf den drei potentiell lebensfreundlichen der sieben Planeten nicht nur Leben sondern auch Intelligenz entstanden sein könnte, steigen.

Wie die Forscher um Eric Burgasser von der University of California in San Diego und Eric Mmajek vom Exoplanet Exploration Program am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in einer kommenden Ausgabe des Fachjournals “Astrophysical Journal” erläutern, gingen Astronomen zunächst davon aus, dass das Zentralgestirn des Systems selbst, TRAPIST-1, mindestens 500 Millionen Jahre alt ist. Die neuen Daten weisen der fernen “Sonne von mindestens sieben Planeten” nun ein Alter von mindestens 5,9 bis vielleicht sogar 9,8 Milliarden Jahre zu. Im Vergleich dazu ist unser eigenes Sonnensystem gerade einmal 4,5 Milliarden Jahre alt. Das TRAPPIST-1-System könnte demnach also mehr als doppelt so alt sein, wie unsere Sonne.

Grundlage für die neuen Werte bilden u. a. Beobachtungen der Geschwindigkeit, mit der sich der Stern um die Milchstraße bewegt (ältere Sterne sind in der Regel schneller), seiner chemischen Zusammensetzung und der Anzahl der Sonnenausbrüche (der sog. Flares) während einer Beobachtungsperiode.

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Was genau dieses hohe Alter für die Lebensfreundlichkeit der dortigen Planeten bedeutet, darüber sind sich die Wissenschaftler indes selbst noch nicht sicher: Während junge Sterne ihre Planeten in regelmäßigen und vergleichsweise kurzen Abständen mit starker und lebensfeindlicher Strahlung fluten und auch die Umlaufbahnen der Planeten selbst noch instabil sein können, wären die Bahnen von Planeten um ältere Sterne zwar stabil, dafür wären diese Welten aber auch schon deutlich länger der stellaren Strahlung ihrer Sonne ausgesetzt.

Im TRAPPIST-1-System umkreisen drei der sieben Planeten ihren Stern innerhalb dessen sogenannter habitabler Zone, jener Abstandregion also, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund gemäßigter Temperaturen auf seiner Oberfläche flüssiges Wasser – und damit die Grundlage zumindest des irdischen Lebens – existieren kann. Zugleich könnten aber alle sieben Planeten an ihren Stern rotationsgebunden sein – also ähnlich wie der Erdenmond unserer Erde immer die gleiche Seite zuwenden.

“Unsere neuen Ergebnisse helfen nun dabei, die Entwicklung des TRAPPIST-1-Systems besser zu verstehen, da wir wissen, dass das System schon seit mehreren Milliarden Jahren existiert”, erläutert Burgasser und führt dazu weiter aus: “Das bedeutet, dass die Planeten sich schon über einen sehr langen Zeitraum gemeinsam entwickelt haben, da das System ansonsten schon vor langer Zeit kollabiert wäre.” (…GreWi berichtete)

Da die Planeten also schon sehr lange der stellaren Strahlung des jedoch vergleichsweise ruhigen kalten Zwergsterns ausgesetzt sind, wären Wassermengen ähnlich jenen unserer Erde schon seit langer Zeit vollständig verdampft. Lediglich auf den zwei vom Stern am weitesten entfernten Planeten (g und h) würde es beim errechneten Maximalalter noch Wasser geben.


Grafische Darstellung der sieben Planeten um TRAPPIST-1 (Illu.).

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Copyright: NASA/JPL-Caltech

Andererseits bedeutet ein hohes Alter nicht zwangsläufig, dass die Atmosphäre eines Planeten bereits erodiert sein muss. Gerade vor dem Hintergrund, dass die TRAPPIST-1-Planeten eine geringere Dichte als unsere Erde aufweisen, wäre es durchaus möglich, dass sich dort große Speicher flüchtiger Moleküle wie Wasser erhalten haben und eine dichte Atmosphäre speisen, durch die die Planetenoberfläche vor schädlicher Strahlung geschützt wäre. Eine derart dichte Atmosphäre würde auch dabei helfen, die Hitze der stetigen Tagseite der rotationsgebundenen Planeten gleichmäßiger über den gesamten Globus zu verteilen. Zugleich würde sie aber auch das Risiko eines Treibhauseffekts erhöhen, durch den die Atmosphäre irgendwann derart dicht würde, dass sie die Planetenoberfläche (ähnlich wie auf der Venus in unserem Sonnensystem) überhitzen würde.

“Sollte es auf diesen Planeten Leben geben, so vermute ich einmal, dass es wirklich schon einiges mitgemacht hat, da es über Milliarden von Jahren hinweg verschiedenste potentiell lebensfeindliche Szenarien durchlebt hätte”, so Burgasser.

Glücklicherweise verfügen aber massenarme Sterne wie TRAPPIST-1 über Temperaturen und eine Helligkeit, die mehrere Milliarden Jahre relativ konstant sein können. Ihre bislang vermutete Gesamtlebensdauer geht deutlich über das bisherige Alter des Universums selbst (ca. 13,7 Milliarden Jahre) hinaus. Im Vergleich dazu besitzt unsere eigene Sonne eine Lebenserwartung von gerade einmal ca. 10 Milliarden Jahren. “Da Sterne wie TRAPPIST-1 ihren Brennstoff nur sehr langsam verbrauchen, können sie bis zu 900 Mal länger brennen, wie das bisherige Alter des Universums selbst”, so Mamajek.

Von zukünftigen Beobachtungen des Sterns mit den Weltraumteleskopen “Spitzer”, “Hubble” und dessen Nachfolger, dem “James Webb Space Telescope” (JWST), erhoffen sich die Astrophysiker nun weitere Aufschlüsse über eventuell vorhandene Planetenatmosphären, deren Zusammensetzung und die genaue Dichte der TAPPIST-1-Planeten.

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