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In geringer Entfernung zur Erde: Wissenschaftler entdecken zwei potenziell bewohnbare Exo-Erden
Ein herzliches und kosmisches Willkommen an GJ 1002b und GJ 1002c, zwei der neuesten Einträge auf der Liste der Planeten, die uns Hoffnung machen, eine weitere erdähnliche Welt zu finden. Sie haben ungefähr die Masse der Erde und befinden sich in der bewohnbaren Zone ihres Sonnensystems. Auch sind sie "nur" knapp 16 Lichtjahre von uns entfernt.
Weniger als 16 Lichtjahre von der Erde entfernt haben Astronomen zwei potenziell bewohnbare Welten entdeckt, die einen roten Zwergstern in unserem kosmischen Hinterhof umkreisen. Die extrasolaren Planeten, auch Exoplaneten, befinden sich demnach auf einer Umlaufbahn innerhalb der "habitablen Zone" ihres Sterns "GJ 1002" und haben eine ähnliche Masse wie unser Planet. Als habitable oder auch" bewohnbare Zone" bezeichnet man den Bereich um einen Stern, in dem Bedingungen herrschen können, die komplexes Leben ermöglichen. Innerhalb dieser Zone ist es weder zu heiß noch zu kalt, sodass dadurch die Voraussetzungen für flüssiges Wasser gegeben sind – ein wichtiger Grundbaustein für das Leben.
"Die Natur scheint uns zeigen zu wollen, dass erdähnliche Planeten sehr häufig sind", erläutert Studienautor Alejandro Suárez Mascareño vom Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) auf Teneriffa in einer Erklärung des Instituts. "Mit diesen beiden kennen wir nun sieben in Planetensystemen, ganz in der Nähe der Sonne." Da flüssiges Wasser für die Existenz von Leben unerlässlich ist, stehen Planeten in bewohnbaren Zonen im Mittelpunkt unserer Suche nach Leben anderswo im Universum. In unserem Sonnensystem befinden sich neben der Erde zwar beispielsweise auch die Venus und der Mars in der bewohnbaren Zone der Sonne. Leben beherbergen könnte derzeit allerdings keiner von beiden.
Da GJ 1002 ein relativ kühler Roter Zwerg ist, liegen seine bewohnbare Zone – und die beiden neu entdeckten Exoplaneten – viel näher an ihm als die Erde an der Sonne. So schafft es der innerste Planet mit der Bezeichnung GJ 1002b zum Beispiel in nur etwa 10 Tagen den Stern zu umrunden, während der äußere Planet GJ 1002c für die Umrundung seines Heimatsterns rund 21 Tage benötigt. "GJ 1002 ist ein roter Zwergstern mit kaum einem Achtel der Sonnenmasse", wird die Mitautorin der Studie und IAC-Forscherin Vera María Passegger in der Pressemitteilung zitiert. "Er ist ein recht kühler, schwacher Stern. Das bedeutet, dass seine habitable Zone sehr nah am Stern liegt."
Da die beiden neu entdeckten Exoplaneten im Gegensatz zu anderen womöglich bewohnbaren Himmelskörpern in der "Nähe" unserer Erde liegen, sind sie deshalb auch ausgezeichnete Ziele für Astronomen, die die Atmosphären erdähnlicher Welten außerhalb des Sonnensystems untersuchen wollen. Viel mehr ist über die beiden Planeten bisher nicht bekannt, weshalb es bei den weiteren Forschungsschritten sicherlich darum gehen wird, sich ihre Atmosphären genauer anzuschauen.
Entdeckt wurden die Exoplaneten demnach mithilfe der Forschungsinstrumente ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) der Europäischen Südsternwarte (ESO), das am Very Large Telescope (VLT) in der Atacama-Wüste in Nordchile installiert ist, und CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs) am Calar Alto Observatory in Andalusien, Südspanien. Die beiden Spektrografen beobachteten den Mutterstern des Planetensystems in zwei verschiedenen Zeiträumen: CARMENES untersuchte GJ 1002 zwischen 2017 und 2019, während ESPRESSO zwischen 2019 und 2021 Daten von dem roten Zwerg sammelte.
Dank seiner Empfindlichkeit für Nahinfrarot-Wellenlängen ist CARMENES perfekt dafür geeignet, Schwankungen in den Geschwindigkeiten von Sternen, die auf umkreisende Planeten hinweisen können, zu erkennen. "Aufgrund seiner niedrigen Temperatur ist das sichtbare Licht von GJ 1002 zu schwach, um seine Geschwindigkeitsschwankungen mit den meisten Spektrografen zu messen", so Ignasi Ribas, Forscher am spanischen Institut für Weltraumwissenschaften (ICE-CSIC). ESPRESSO und die Lichtsammelleistung des VLT ermöglichten es den Astronomen hingegen, Beobachtungen des Systems zu machen, die mit keinem anderen erdgebundenen Teleskop möglich gewesen wären.
Letztlich war es aber die Kombination dieser beiden leistungsstarken Instrumente, die den Forschern die bahnbrechenden Ergebnisse lieferte und zur Entdeckung dieser Exoplaneten führte. "Jede der beiden Gruppen hätte viele Schwierigkeiten gehabt, wenn sie diese Arbeit unabhängig voneinander in Angriff genommen hätte", erklärte Mascareño abschließend. "Gemeinsam konnten wir viel weiter kommen, als wir es unabhängig voneinander getan hätten." Die Astronomen hoffen nun, künftig den ANDES-Spektrografen auf dem im Bau befindlichen Extremely Large Telescope der europäischen Südsternwarte nutzen zu können, um die Atmosphäre von GJ 1002c noch näher erforschen zu können.
Die Forschungsergebnisse des Teams sind in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
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