Große Entdeckung! 7 erdgroße außerirdische Planeten umkreisen einen nahen Stern

Astronomen haben so etwas noch nie gesehen: Sieben erdgroße außerirdische Welten umkreisen denselben winzigen, dunklen Stern, und alle von ihnen könnten in der Lage sein, Leben, wie wir es kennen, zu unterstützen, berichtet eine neue Studie.



'Wenn wir nach Leben woanders suchen, ist dieses System derzeit wahrscheinlich unsere beste Wahl', sagte der Co-Autor der Studie Brice-Olivier Demory, Professor am Center for Space and Habitability der Universität Bern in der Schweiz, in einer Erklärung.



Die Exoplaneten umkreisen den Stern TRAPPIST-1, der nur 39 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt – ein Steinwurf im kosmischen Schema der Dinge. Spekulationen über das lebensbeherbergende Potenzial der außerirdischen Welten sollten daher bald durch harte Daten gestützt werden, sagten die Mitglieder des Studienteams. [ Bilder: Die 7 erdgroßen Welten von TRAPPIST-1 ]

'Wir können erwarten, dass wir innerhalb weniger Jahre viel mehr über diese Planeten wissen werden, und mit der Hoffnung, wenn es dort Leben gibt, werden wir es innerhalb eines Jahrzehnts wissen', Co-Autor Amaury Triaud vom Institut für Astronomie an der University of Cambridge in England, sagte Reportern am Dienstag (21. Februar).



Künstler

Künstlerische Illustration der Oberfläche eines Planeten im TRAPPIST-1-System, das sieben ungefähr erdgroße Welten beherbergt.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)

Ein bizarres außerirdisches System

TRAPPIST-1 ist ein ultracooler Zwergstern, der nur wenig größer als der Planet Jupiter und etwa 2.000 Mal dunkler als die Sonne ist.



Das Forschungsteam unter der Leitung von Michaël Gillon von der Universität Lüttich in Belgien untersuchte den Stern ursprünglich mit dem TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope (TRAPPIST), einem Instrument am La Silla-Observatorium in Chile. (Dies erklärt den gebräuchlichen Namen des Sterns; das Objekt ist auch als 2MASS J23062928-0502285 bekannt.)

TRAPPIST entdeckte regelmäßige Verdunkelungsereignisse, die das Team als Beweis dafür interpretierte, dass drei verschiedene Planeten das Gesicht des Sterns überqueren oder ihn durchqueren. Im Mai 2016 gaben Gillon und seine Kollegen bekannt, dass Existenz dieser drei fremden Welten , genannt TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c und TRAPPIST-1d. Alle drei, so berichtete das Team, haben ungefähr die Größe der Erde und könnten in der Lage sein, Leben zu unterstützen.

Diagramm der Bahnen der TRAPPIST-1-Welten im Vergleich zu denen von Jupiter



Diagramm der Umlaufbahnen der TRAPPIST-1-Welten im Vergleich zu denen der Galileischen Monde des Jupiter, Merkur, Venus und Erde.(Bildnachweis: ESO / O. Furtak)

Die Astronomen untersuchten das System weiter mit TRAPPIST und einer Reihe anderer Teleskope am Boden. Diese Folgearbeit deutete darauf hin, dass die angeblichen TRAPPIST-1d-Transite tatsächlich von mehr als einem Planeten verursacht wurden, und enthüllten auch Hinweise auf weitere mögliche Welten im System.

Eine dreiwöchige Beobachtungskampagne des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA im September und Oktober 2016 half, all dies aufzuklären. Spitzers Transitdaten bestätigten die Existenz der Planeten b und c, enthüllten jedoch, dass drei Welten für das ursprünglich entdeckte 'TRAPPIST-1d'-Signal verantwortlich sind. Und Spitzer hat auch noch zwei weitere entdeckt Exoplaneten im System, für insgesamt sieben.

Diese sieben Welten – die Gillon und seine Kollegen in der neuen Studie angekündigt haben, die heute (22. Februar) im Zeitschrift Natur – sind alle ungefähr erdgroß. Der kleinste ist etwa 75 Prozent so massiv wie die Erde, während der größte nur 10 Prozent schwerer ist als unser Planet, sagten die Forscher.

'Dies ist das erste Mal, dass so viele Planeten dieser Art um denselben Stern herum gefunden werden', sagte Gillon in der Pressekonferenz am Dienstag. [ Galerie: Die seltsamsten außerirdischen Planeten ]

Alle sieben außerirdischen Welten nehmen enge Umlaufbahnen ein und liegen näher an TRAPPIST-1 als Merkur an der Sonne. Die Umlaufzeiten der innersten sechs Welten reichen von 1,5 Tagen bis 12,4 Tagen; der äußerste Planet, bekannt als TRAPPIST-1h, soll eine Runde in etwa 20 Tagen zurücklegen. (Spitzer hat nur einen Transit von TRAPPIST-1h entdeckt, daher ist seine Umlaufbahn nicht bekannt.)

Die sechs inneren Planeten befinden sich in Fast-Resonanz, was bedeutet, dass ihre Umlaufzeiten durch ein Verhältnis von zwei kleinen ganzen Zahlen zueinander in Beziehung stehen. Diese Anordnung deutet darauf hin, dass sich die Welten weiter draußen im System gebildet haben, wo es wahrscheinlich reichlich Wasser gab, und dann an ihre aktuellen Positionen wanderten, sagten die Mitglieder des Studienteams.

Die von den verschiedenen Teleskopen gesammelten Daten deuten darauf hin, dass alle sechs inneren Planeten wie die Erde felsig sind; Über Planet h ist nicht genug bekannt, um seine Zusammensetzung zu bestimmen.

Bewohnbare Welten?

Weil die sieben außerirdischen Welten so eng umkreisen, sind sie wahrscheinlich alle durch Gezeiten verbunden, sagte Gillon. Das heißt, sie zeigen ihrem Wirtsstern wahrscheinlich immer das gleiche Gesicht, so wie der Erdmond uns nur die 'nahe Seite' zeigt.

Und starke Gravitationsschlepper, sowohl von TRAPPIST-1 als auch von benachbarten Planeten, könnten das Innere der Welt erheblich aufheizen, was zu viel Vulkanismus führen könnte, insbesondere auf den innersten beiden Welten, fügten die Forscher hinzu.

Trotz dieser Eigenschaften – extremer Nähe zu ihrer Stern- und Gezeitensperre – ist das TRAPPIST-1-System ein vielversprechender Ort, um nach ET zu suchen, sagten die Mitglieder des Studienteams.

TRAPPIST-1 ist so dunkel und kühl, dass seine „bewohnbare Zone“ – genau der richtige Bereich von Entfernungen, in denen flüssiges Wasser existieren könnte – ziemlich nah am Stern liegt. Und selbst gezeitengesperrte Planeten gelten als potenziell bewohnbar, solange sie Atmosphären haben, die Wärme von der Tag- zur Nachtseite transportieren können, sagte Gillon.

'Sie hätten nur einen Temperaturgradienten, aber es ist nicht katastrophal für das Leben', sagte er.

Tatsächlich legen die vom Team durchgeführten Modellierungsarbeiten nahe, dass sich drei der sieben TRAPPIST-1-Planeten (e, f und g) in der bewohnbaren Zone befinden. Und es ist möglich, dass unter den richtigen atmosphärischen Bedingungen Wasser – und damit auch Leben, wie wir es kennen – auf allen sieben existieren könnte, sagte Gillon.

Solche Spekulationen seien vorläufig, betonten er und andere Teammitglieder; Es werden weitere Daten benötigt, bevor die Bewohnbarkeit der TRAPPIST-1-Planeten mit Sicherheit gemessen werden kann. Solche Arbeiten sind bereits im Gange. Das Team hat zum Beispiel die Atmosphären der Welt mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA untersucht.

Die detaillierte Charakterisierung – und die Suche nach Anzeichen für mögliches Leben wie Sauerstoff und Methan – müssen warten, bis leistungsfähigere Instrumente online gehen, sagte Triaud. Aber das Warten sollte nicht lange dauern: 8,8 Milliarden Dollar der NASA James Webb Weltraumteleskop soll Ende 2018 auf den Markt kommen, und riesige, leistungsfähige bodengestützte Zielfernrohre wie das European Extremely Large Telescope und das Giant Magellan Telescope sollen Anfang bis Mitte der 2020er Jahre online gehen.

'Ich denke, dass wir einen entscheidenden Schritt gemacht haben, um herauszufinden, ob es da draußen Leben gibt', sagte Triaud. 'Wenn das Leben hier gedeihen kann und Gase freisetzt, die denen auf der Erde ähnlich sind, werden wir es wissen.'

Das TRAPPIST-1-System ist mindestens 500 Millionen Jahre alt, aber sein Alter kann nicht genauer bestimmt werden, sagte Gillon. Ultrakühle Zwerge wie TRAPPIST-1 leben im Allgemeinen 4 bis 5 Billionen Jahre – etwa 1.000 Mal länger als sonnenähnliche Sterne.

Eigenschaften der sieben TRAPPIST-1-Welten im Vergleich zu den Gesteinsplaneten in unserem Sonnensystem.

Eigenschaften der sieben TRAPPIST-1-Welten im Vergleich zu den Gesteinsplaneten in unserem Sonnensystem.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)

Außerirdische Himmelsbeobachtung

Wenn es Lebensformen auf einer oder mehreren der TRAPPIST-1-Welten gäbe, was würden sie sehen? Wegen der Dunkelheit des Sterns würde selbst der Tageshimmel kurz nach Sonnenuntergang nie heller als der der Erde, sagte Triaud. (Dennoch wäre die Luft warm, weil das meiste Licht von TRAPPIST-1 in infraroten, nicht sichtbaren Wellenlängen abgestrahlt wird.) Und alles würde in eine Art lachsfarbenes Leuchten getaucht.

'Das Spektakel wäre wunderschön, denn ab und zu würde man einen anderen Planeten sehen, vielleicht so groß wie der doppelte [Erde-] Mond am Himmel, je nachdem, auf welchem ​​Planeten man sich befand', sagte Triaud.

Zukünftige Arbeiten könnten helfen herauszufinden, wie häufig solche scheinbar exotischen Ausblicke im Sonnenhals der kosmischen Wälder sind.

'Etwa 15 Prozent der Stars in unserer Nachbarschaft sind sehr coole Stars wie TRAPPIST-1', sagte Demory in die selbe aussage . 'Wir haben eine Liste mit etwa 600 Zielen, die wir in Zukunft beobachten werden.'

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