• Rote Zwerge sind die häufigsten Sterne der Milchstrasse. In ihrer Umgebung kannten Astronomen bisher zwei Klassen von Planeten.
  • Nun haben Forscher eine dritte Gruppe identifiziert. Das könnte die Suche nach Leben im All beeinflussen.

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Um Rote Zwergsterne, die kleiner und kühler sind als unsere Sonne, kreisen drei unterschiedliche Arten von Planeten: solche mit einer ausgedehnten dichten Atmosphäre, Planeten mit einem sehr hohen Anteil an Wasser in flüssiger oder fester Form sowie Gesteinsplaneten ähnlich unserer Erde. Das zeigt die genaue Analyse von Archivdaten, insbesondere des Weltraumteleskops TESS durch zwei Astrophysiker aus Spanien. Alle diese Planeten seien gute Kandidaten für die Analyse ihrer Atmosphäre mit dem neuen James Webb Space Telescope – auch für die Suche nach ausserirdischem Leben, so die Wissenschaftler im Fachblatt "Science".

Rote Zwergsterne sind für Astronomen bei der Suche nach Planeten aus diversen Gründen von besonderem Interesse: So handelt es sich bei ihnen um die häufigste Art von Sternen in unserer Milchstrasse. Und bei ihnen lassen sich Planeten, die von der Erde aus gesehen vor ihnen vorüberziehen, leichter beobachten als bei grösseren Sternen. Denn sie verdecken bei einem solchen "Transit" einen grösseren Teil des Sterns und schwächen so dessen Licht stärker ab.

Auf die Suche nach solchen periodisch auftretenden Abschwächungen des Sternenlichts ist TESS spezialisiert, ein 2018 von der US-Weltraumbehörde Nasa gestartetes Weltraumteleskop. Rafael Luque vom Institut für Astrophysik Andalusiens und Enric Pallé von der Universität La Laguna auf Teneriffa haben jetzt die seither von TESS entdeckten Planeten bei Roten Zwergen einer genauen Analyse unterzogen. Dabei konzentrierten sich die Forscher auf Planeten, die höchstens viermal grösser als unsere Erde sind.

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Forscher stiessen auf überraschendes Ergebnis

Frühere Untersuchungen hatten darauf hingedeutet, dass es in diesem Bereich zwei unterschiedlich grosse Arten von Planeten gibt. Astronomen vermuteten, dass es sich bei den kleineren von ihnen um Gesteinsplaneten ähnlich der Erde handelt, die grösseren dagegen eine ausgedehnte Atmosphäre aus Helium und Wasserstoff besitzen und deshalb grösser erscheinen. Um diese Schlussfolgerung zu überprüfen, müsste jedoch auch die Masse und damit die Dichte der Planeten bekannt sein.

Genau das haben Luque und Pallé getan – und sind dabei auf das überraschende Ergebnis gestossen, dass es nicht zwei, sondern drei unterschiedliche Arten von Planeten bei Roten Zwergsternen gibt.

Während sich die Grösse eines Planeten unmittelbar aus der Stärke der Lichtabschwächung bei einem Transit ablesen lässt, ist die Ermittlung seiner Masse schwierig. Denn dafür sind präzise Messungen der Bewegung des Roten Zwergsterns nötig: Genau genommen kreist ein Planet nicht um seinen Stern, sondern beide bewegen sich um ihren gemeinsamen Schwerpunkt, der Stern aufgrund seiner grösseren Masse allerdings sehr viel weniger – deshalb ist diese Bewegung schwieriger zu messen.

Bedeutsam für Suche nach Existenz von Leben

Für insgesamt 34 Planeten bei Roten Zwergen konnten Luque und Pallé jedoch ausreichend genaue Messungen in den Datenarchiven finden und so die Masse und die Dichte dieser Himmelskörper bestimmen. Neben den bereits bekannten Gesteinsplaneten und einigen wenigen mit einer ausgedehnten Gashülle fanden die beiden Forscher dabei eine grosse Zahl von Planeten mit einer Dichte, die einem Gemisch aus etwa der Hälfte Gestein und der Hälfte Wasser entspricht.

Diese wasserreichen Planeten könnten in grösserer Entfernung von dem Stern entstanden sein – denn dort gibt es in der Entstehungsphase mehr Wasser – und erst später auf engere Umlaufbahnen gelangt sein, vermuten Luque und Pallé. Dafür spreche auch, dass die reinen Gesteinsplaneten sich stets näher am Stern befinden als die Wasserplaneten.

Abhängig von der Entfernung eines Planeten von seinem Stern sind bei allen drei Arten lebensfreundliche Bedingungen denkbar. Damit sind alle diese Planeten geeignete Ziele für die Suche nach "Biosignaturen" in ihren Atmosphären – also nach Stoffen, die auf die Existenz von Leben hindeuten. (dpa)

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