Weiterer erdnaher und potenziell lebensfreundlicher Exoplanet entdeckt

Künstlerische Interpretation der Oberfläche des neuentdeckten Exoplaneten „Wolf 1069 b“ (Illu.). Copyright: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter
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Künstlerische Interpretation der Oberfläche des neuentdeckten Exoplaneten „Wolf 1069 b“ (Illu.).Copyright: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter

Künstlerische Interpretation der Oberfläche des neuentdeckten Exoplaneten „Wolf 1069 b“ (Illu.).
Copyright: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter

Heidelberg (Deutschland) – Um den gerade einmal 31 Lichtjahre entfernten Stern „Wolf 1069“ im Sternbild Cygnus hat ein internationales Astronomenteam einen Gesteinsplaneten mit annähernder Erdmasse entdeckt, der seinen Stern innerhalb dessen lebensfreundlicher Zone umkreist.

Wie das Team aus Astronomen und Astronominnen unter Leitung von Diana Kossakowski vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) aktuell im Fachjournal „Astronomy & Astrophysics“ (DOI: 10.1051/0004-6361/202245322) berichtet, ist der Planet „Wolf 1069b“ fast genau so groß und ebenso schwer wie unsere Erde. Für einen Umlauf um seinen Stern braucht er 15,6 Tage.

Hintergrund
Von den bislang rund 5.000 entdeckten Exoplaneten, verfügen nur etwa 1,5 % über eine Masse von weniger als zwei Erdmassen. Nur etwa ein Dutzend dieser Planeten umkreisen ihren jeweiligen Stern innerhalb der sogenannten habitablen Zone, also jenem Abstandsbereich, innerhalb dem aufgrund gemäßigter Temperaturen flüssiges Wasser – und damit zumindest die Grundlage des irdischen Lebens – auf der Planetenoberfläche existieren kann.

„Wolf 1069b“ umkreist seinen Stern, einen ruhigen Roten Zwerg, so dicht, dass er vermutlich an diesen rotationsgebunden ist – er weist also seinem Stern stets die gleiche Seite zu, so wie der Erdenmond unserer Erde. Weil der Planet trotz seiner geringen Distanz zu seinem Stern nur etwa 65 % jener Strahlungs- und Wärmeleistung empfängt, die unsere Erde von der Sonne erhält, geht von dem kühleren Stern selbst viel weniger Strahlung aus und die lebensfreundliche Zone um den Stern verschiebt sich nach innen. Vor diesem Hintergrund zeigt sich das Team um Kossakowski auch optimistisch, dass auf einem Großteil dieser dauerhaften Tagseite auch dauerhaft lebensfreundliche Bedingungen herrschen könnten. Das macht den Planeten zu einem weiteren viel¬versprechenden Ziel für weitere Beobachtungen bei der Suche nach Anzeichen für Lebensbedingungen und Biosignaturen.

Vergleich von drei Exoplanetensystemen von roten Zwergsternen mit Planeten von Erdmasse. Die grünen Ringe zeigen die jeweiligen habitablen Zonen an.Copyright: MPIA-Grafikabteilung/J. Neidel

Vergleich von drei Exoplanetensystemen von roten Zwergsternen mit Planeten von Erdmasse. Die grünen Ringe zeigen die jeweiligen habitablen Zonen an.
Copyright: MPIA-Grafikabteilung/J. Neidel

Sollten sich die Vermutungen der Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen bestätigen, so wäre „Wolf 1069b“ der sechstnächste erdnahe Planet in der habitablen Zone seines Wirtssterns.

Wie auf der Erde könnte eine Atmosphäre, so vorhanden, einen natürlichen Treibhauseffekt verursachen und so dazu beitragen, die Durchschnittstemperatur über die für Wolf 1069 b ermittelten minus 23 °C anzuheben. „Denn dieser Wert gilt für einen einfachen, kahlen felsigen Planeten“, erläutert die MPIA-Pressemitteilung und führt dazu weiter aus: „Mit einer erdähnlichen Atmosphäre könnte die Durchschnittstemperatur auf bis zu 13 Grad Celsius ansteigen, sodass in einem großen Bereich auf der dem Stern zugewandten Seite des Planeten Wasser flüssig bleibt.“

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Anhand von Computersimulationen unter Verwendung komplexer Klimamodelle kommt das Team zu dem Schluss, dass der Planet moderate Temperaturen und flüssiges Wasser an der Oberfläche für eine große Bandbreite von atmosphärischen Bedingungen und Oberflächentypen aufrechterhalten könnte. „Darüber hinaus würde eine solche Atmosphäre die Oberfläche vor hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung und Teilchen schützen, die entweder aus dem interstellaren Raum oder vom Zentralstern stammen. Vor allem rote Zwergsterne sind für ihre Aktivität berüchtigt, die zu extremen Sternwinden und intensiver UV-Strahlung führt. Ähnlich wie die Sonne den Mars beeinflusst hat, können sie die Atmosphäre eines Planeten abtragen, wodurch seine Oberfläche steril wird.“

Allerdings zeigen Beobachtungen, dass der Stern Wolf 1069, anders als z. B. unser direkter Nachbar Proxima Centauri mit seinen beiden bestätigten Planeten, eher ungefährlich zu sein: „Die Beobachtungen deuten nicht auf irgendeine Art von schädlicher Sternaktivität hin.“ Dennoch sei es wahrscheinlich zu früh, um allzu optimistisch zu sein: „Während seiner Jugend neigt ein roter Zwergstern dazu, eine Phase hoher Aktivität zu durchlaufen, die verheerende Folgen für jeden Planeten in seiner Nähe hat.“

Die Simulierte Oberflächentemperaturkarte von Wolf 1069 b, unter der Annahme einer heutigen erdähnlichen Atmosphäre. Die Karte ist auf den Punkt zentriert, die immer dem Zentralstern zugewandt ist. Die Temperaturen sind in Kelvin (K) angegeben. 273,15 K entspricht 0 °C. Innerhalb der roten Linie wäre flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten möglich.Copyright: Kossakowski et al. (2023) / MPIA

Die Simulierte Oberflächentemperaturkarte von Wolf 1069 b, unter der Annahme einer heutigen erdähnlichen Atmosphäre. Die Karte ist auf den Punkt zentriert, die immer dem Zentralstern zugewandt ist. Die Temperaturen sind in Kelvin (K) angegeben. 273,15 K entspricht 0 °C. Innerhalb der roten Linie wäre flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten möglich.
Copyright: Kossakowski et al. (2023) / MPIA

Sollte „Wolf 1069 b“ aber schon früh eine Atmosphäre entwickelt und seither aufrechterhalten, könnte diese auch heute noch existieren. Verfügt der Planet zudem auch noch über ein Magnetfeld ähnlich dem unserer Erde, könnte diese die Oberfläche sogar vor geladenen Strahlungsteilchen des Sonnenwindes schützen.

Auch wenn diese Idee ein wenig spekulativ ist, sei die Argumentation stichhaltig, so die Forschenden: „Unsere Computersimulationen zeigen, dass etwa 5 % aller sich entwickelnden Planetensysteme um massearme Sterne wie Wolf 1069 mit einem einzigen nachweisbaren Planeten enden“, erklärt MPIA-Wissenschaftler Remo Burn, der ebenfalls an der Studie beteiligt war. „Die Simulationen zeigen auch, dass es während des Aufbaus des Planetensystems zu heftigen Begegnungen mit den Planetenembryos kommt, die gelegentlich zu katastrophalen Einschlägen führen. Diese Ereignisse würden jede junge, sich entwickelnde Welt aufschmelzen. Der Planetenkern müsste heute noch heiß und flüssig sein und einen Dynamo bilden, der ein globales Magnetfeld erzeugt – ähnlich wie auf der Erde.“

Die Astronominnen und Astronomen vermuten, dass „Wolf 1069 b“ einer der seltenen einsamen Planeten sein könnte. Aufgrund ihrer Messungen schließen die Forschenden zumindest weitere Planeten mit mindestens einer Erdmasse und Umlaufzeiten von weniger als zehn Tagen aus. Das ist weniger als die 15,6 Tage, die sie für Wolf 1069 b ermittelten. Allerdings seien Planeten auf größeren Umlaufbahnen weiterhin durchaus denkbar.




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Recherchequelle: MPIA

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