Riesige Neuigkeiten, sieben erdgroße Welten, die einen roten Zwerg umkreisen, drei in der bewohnbaren Zone

In der sicherlich größten Neuigkeit seit Beginn der Jagd nach Exoplaneten gab die NASA heute die Entdeckung eines Systems von sieben Exoplaneten bekannt, die den nahe gelegenen Stern von TRAPPIST-1 umkreisen. Dieser Fund wurde von einem Team von Astronomen unter Verwendung von Daten des TRAPPIST-Teleskops in Chile und des Spitzer-Weltraumteleskops entdeckt und ist besonders aufregend, da angenommen wird, dass alle diese Planeten erdgroß und terrestrisch (d. H. Felsig) sind.

Am aufregendsten ist jedoch die Tatsache, dass drei dieser felsigen Exoplaneten in der bewohnbaren Zone des Sterns (auch bekannt als "Goldlöckchen-Zone") umkreisen. Dies bedeutet im Endeffekt, dass diese Planeten flüssiges Wasser auf ihren Oberflächen haben können und daher das Leben unterstützen können. Was Entdeckungen von außersolaren Planeten angeht, ist dies beispiellos, und die Entdeckung läutet ein neues Zeitalter auf der Suche nach Leben jenseits unseres Sonnensystems ein.

Das Team hinter der Entdeckung wurde von Michael Gillon, einem Astronomen der Universität Lüttich in Belgien, geleitet. Mit dem TRAPPIST-Teleskop (The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) am La Silla-Observatorium der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile stellten er und seine Kollegen im Mai 2016 erstmals die Anwesenheit von drei Planeten im TRAPPIST-1-System fest.

Von September bis Dezember 2015 beobachtete das Team dieses Sternensystem, das sich etwa 39 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung der Wassermann-Konstellation befindet. Diese Entdeckung wurde sofort mit mehreren bodengestützten Teleskopen verfolgt, darunter auch das Very Large Telescope der ESO und das Spitzer Space Telescope.

Daten aus diesen Untersuchungen bestätigten die Existenz von zwei dieser Planeten und enthüllten fünf weitere – was dies zum größten Fund um einen einzelnen Stern in der Geschichte der Exoplanetenjagd macht. Dr. Gillon und sein Team konnten sich auf die Spitzer-Daten stützen und mithilfe der Transitmethode genaue Informationen über die Planeten erhalten. Durch Messung der periodischen Einbrüche in der Leuchtkraft von TRAPPIST-1 (vom Vorbeigehen des Planeten) konnten sie ihre Größen, Massen und Dichten messen.

Dies ist besonders wichtig beim Studium von Exoplaneten. Es ermöglicht Wissenschaftlern nicht nur eine genaue Beurteilung der Zusammensetzung eines Planeten (d. H. Ob er felsig, eisig oder gasförmig ist oder nicht), sondern ist auch entscheidend für die Bestimmung, ob ein Planet bewohnbar sein könnte oder nicht. Es war auch das erste Mal, dass die Massen und Radien von Exoplaneten mit dieser Methode genau eingeschränkt wurden.

Anschließend wurde mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA eine Nachuntersuchung durchgeführt, um die drei innersten Planeten zu untersuchen und nach Anzeichen von Wasserstoff und Helium zu suchen – den chemischen Signaturen, die anzeigen würden, ob die Planeten Gasriesen waren. Hubble entdeckte keine Hinweise auf Wasserstoff- und Heliumatmosphären, was die Argumentation für diese felsigen Planeten nur verstärkte.

Ein weiterer aufregender Aspekt all dessen ist, dass diese sieben Exoplaneten – einige der besten Kandidaten für die Bewohnbarkeit – nahe genug an der Erde liegen, um genau untersucht zu werden. Wie Michael Gillon, Hauptautor des Papiers und Hauptforscher der TRAPPIST-Exoplaneten-Umfrage an der Universität Lüttich, in einer Pressemitteilung der NASA sagte:

„Die sieben Wunder von TRAPPIST-1 sind die ersten erdgroßen Planeten, die diese Art von Stern umkreisen. Es ist auch das bisher beste Ziel, um die Atmosphären potenziell bewohnbarer erdgroßer Welten zu untersuchen. “

Nikole Lewis, Co-Leiter der Hubble-Studie und Astronom am Space Telescope Science Institute, war auch bei der Pressekonferenz der NASA anwesend, bei der die Ergebnisse bekannt gegeben wurden. Dort teilte sie Informationen mit, die vom Hubble-Weltraumteleskop erhalten wurden. Und wie sie erklärte, erleben alle drei Welten, die sich in der bewohnbaren Zone befinden – TRAPPIST-1e, f und g – Bedingungen, die denen sehr ähnlich sind, die wir hier auf der Erde erleben.

TRAPPIST-1e ist der innerste der drei Exoplaneten. Es ist sehr nahe an der Erde und empfängt ungefähr die gleiche Lichtmenge wie die Erde – was bedeutet, dass die Temperaturen wahrscheinlich auch sehr nahe an denen der Erde liegen. TRAPPIST-1f ist eine potenziell wasserreiche Welt, die wahrscheinlich auch die gleiche Größe wie die Erde hat. Es hat eine Umlaufbahn von 9 Tagen und erhält ungefähr die gleiche Menge Sonnenlicht wie der Mars.

Der äußerste der bewohnbaren Zonenplaneten ist Trappist 1g. Mit einem Radius von 13% größer als der der Erde ist er der größte Planet im System und empfängt ungefähr die gleiche Lichtmenge wie ein Körper zwischen Mars und Asteroidengürtel. Zwischen diesen drei Exoplaneten und den vier anderen im System haben Astronomen nun mehrere Kandidaten innerhalb desselben Sternensystems, um zu untersuchen, wie potenziell bewohnbare Welten aussehen könnten.

Während der Pressekonferenz der NASA betonte Dr. Gillon, warum die Entdeckung dieses Systems ein großer Segen für Astronomen und Planetenforscher ist. Dies ist nicht nur das erste Mal, dass so viele Exoplaneten um denselben Stern herum entdeckt wurden, sondern auch die Tatsache, dass es sich um einen roten Zwerg handelt – eine Klasse kleiner, kühlerer, dunklerer Sterne -, ist besonders ermutigend.

Im Vergleich zu anderen Klassen sind rote Zwerge (auch bekannt als Sterne der M-Klasse) die häufigste Art von Sternen im Universum – sie machen allein in unserer Galaxie schätzungsweise 70% der Sterne aus. Darüber hinaus ist das TRAPPIST-1-System ziemlich einzigartig. Wie Gillon erklärte, befinden sich die Planeten so nahe beieinander, dass sie gravitativ miteinander interagieren. Ihre Nähe würde auch für eine Person, die auf der Oberfläche einer von ihnen steht, hervorragende Beobachtungsmöglichkeiten bieten.

„Die Planeten sind nah genug beieinander“, sagte er, „wenn Sie auf der Oberfläche eines Planeten wären, hätten Sie einen wunderbaren Blick auf die anderen. Sie würden sie nicht so sehen, wie wir Venus oder Mars von der Erde aus sehen (als helle Sterne), sondern wie wir den Mond sehen. Sie wären so groß oder größer als der Mond. “

In den kommenden Wochen und Monaten plant die NASA, dieses Planetensystem noch weiter zu verfolgen. Momentan untersucht das Kepler-Weltraumteleskop das System und misst winzige Änderungen der Helligkeit des Sterns aufgrund von Transitplaneten. Die Beobachtungen des Raumfahrzeugs, die als K2-Mission fungieren, ermöglichen es Astronomen, die Eigenschaften der bekannten Planeten zu verfeinern und nach zusätzlichen Planeten im System zu suchen.

In der Zwischenzeit werden Dr. Gillon und sein Team bodengestützte Teleskope verwenden, um 1000 der nächsten ultrakühlen Zwergsterne zu durchsuchen, um festzustellen, ob auch sie über Mehrplanetensysteme verfügen. Nikole Lewis gab an, dass Hubble weitere Beobachtungen von TRAPPIST-1 durchführen wird, um Informationen über die Atmosphäre der Planeten zu erhalten.

Diese Studien werden bestimmen, aus welchen Gasen die Atmosphäre besteht, aber auch nach verräterischen Anzeichen suchen, die auf organisches Leben hinweisen – d. H. Methan, Ozon, Sauerstoff usw.

"Das TRAPPIST-1-System bietet eine der besten Möglichkeiten im nächsten Jahrzehnt, die Atmosphäre um erdgroße Planeten zu untersuchen", sagte sie. „Diese Studien werden uns nicht nur mitteilen, ob einer dieser Planeten die für das Leben förderlichen Atmosphären aufweist, sondern auch viel über die Entstehungs- und Evolutionsprozesse der Oberfläche erzählen – die auch Schlüsselfaktoren für die Bestimmung der Bewohnbarkeit sind. ”

Das Spitzer-Weltraumteleskop wird ebenfalls in diesem System geschult, um weitere Informationen über die Atmosphäre der Planeten zu erhalten. Neben der Suche nach biologischen Indikatoren (wie Sauerstoffgas, Ozon und Methan) wird auch versucht, den Treibhausgasgehalt der Atmosphäre zu bestimmen – was dazu beitragen wird, die Oberflächentemperaturen der Planeten weiter einzuschränken.

Darüber hinaus wird erwartet, dass Missionen der nächsten Generation – wie das James Webb-Teleskop – eine wichtige Rolle spielen, um mehr über dieses System zu erfahren. Wie Sara Seager – Professorin für Planetenwissenschaften und Physik am MIT – im Verlauf des Briefings erklärte, war die Entdeckung eines Systems mit mehreren potenziell bewohnbaren Planeten ein riesiger, beschleunigter Sprung auf der Suche nach Leben jenseits unseres Sonnensystems.

"Goldlöckchen hat mehrere Schwestern", wie sie es ausdrückte. „Ein erstaunliches System wie dieses lässt uns wissen, dass es da draußen noch viel mehr lebenstragende Welten gibt. Dieses Sternensystem ist ein wahres Labor zur Untersuchung von Sternen, die sehr kühle, sehr dunkle Sterne umkreisen. Wir können viele Theorien über diese Welten testen, die gezeitengesperrt sind und die Menge an Strahlung, die vom Wirtsstern kommt. “

Thomas Zurbuchen – der stellvertretende Administrator der NASA-Direktion für Wissenschaftsmission – war ebenfalls bei dem Briefing anwesend. Er drückte nicht nur aus, wie dies eine Premiere für die NASA und Exoplanetenjäger überall war, sondern auch, wie aufregend es im Zusammenhang mit der Suche nach Leben jenseits unseres Sonnensystems war:

„Diese Entdeckung könnte ein wichtiger Teil des Puzzles sein, um bewohnbare Umgebungen zu finden, Orte, die dem Leben förderlich sind. Die Beantwortung der Frage „Sind wir allein?“ Hat oberste wissenschaftliche Priorität, und es ist ein bemerkenswerter Schritt vorwärts, so viele Planeten wie diese zum ersten Mal in der bewohnbaren Zone zu finden. “

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