Die neue Erde könnte Trappist 1e heissen

So sieht ein Künstler die sieben Planeten von Trappist 1. Der Vierte (Bildmitte) scheint alles zu haben, um ein Zwilling der Erde zu sein. NASA/JPL/Caltech

Seit einem Jahr ist er der Star unter den weit entfernten Planetensystemen. Nun haben die sieben Planeten von Trappist 1 etwas mehr von ihren Geheimnissen preisgegeben. Die Ähnlichkeiten mit der Erde sind frappant.

Dieser Inhalt wurde am 07. Februar 2018 - 16:40 publiziert

"Diese Planeten sind die ersten, bei denen man bestimmen könnte, ob es Leben auf ihnen gibt. Und das innerhalb von zehn Jahren", sagt Brice-Olivier Demory begeistert. Der Astronomie-Professor arbeitet am Center for Space and Habitability (CSH) der Universität Bern und beim Nationalen Forschungsschwerpunkt "PlanetS".

Diese beiden Institutionen meldeten kürzlich, dass unter den sieben Planeten des Sternes Trappist 1, in 39 Lichtjahren Entfernung von der Erde, der vierte Planet Trappist 1e der erdähnlichste ist, der je beobachtet wurde. Er ist felsig, hat ein gemässigtes Klima und muss über flüssiges Wasser und eine gute Atmosphäre verfügen.

Das ist aber noch nicht alles: Während die drei äussersten Planeten dieses Systems wahrscheinlich von Eisschichten bedeckt sind, könnten die zwei, die dem Stern am nächsten liegen, eine dichte Atmosphäre haben. Der kleinste der bis heute entdeckten Planeten (30% der Erdmasse) könnte ein Ozeanplanet sein.

Denn Wasser, das häufigste flüchtige Element im Universum, ist im gesamten System um Trappist 1 vorhanden und kann bis zu 5% der Masse dieser Planeten ausmachen. Auf der Erde beträgt dieser Anteil nur 0,2%.

+ Erfahren Sie mehr über den Entdecker von Trappist 1, den belgischen Astrophysiker Michael Gillon, dem der Balzan-Preis 2017 verliehen wurde

Grössenvergleich des Trappist-1-Systems mit dem Zentrum unseres Sonnensystems: Die sieben Planeten drehen sich alle in einer Entfernung von ihrem Mutterstern, die viel kleiner ist, als die Umlaufbahn von Merkur, dem ersten Planeten unseres Sonnensystems. Die Himmelskörper eines Systems werden mit Buchstaben bezeichnet. Der Stern ist das "a", die Planeten erhalten die folgenden Buchstaben: b, c, usw. NASA/JPL/Caltech

Doch woher wissen die Forscher das alles? Schliesslich können in einer solchen Entfernung nur sehr geringe Helligkeitsabnahmen des Sterns beobachtet werden, wenn dessen Planeten vor ihm vorbeiziehen.

Seit seiner Entdeckung im Februar 2017 steht das System Trappist 1 im Fokus vieler Teleskope. Es wurde von La Silla in Chile aus beobachtet, vom Oukaïmeden im marokkanischen Atlasgebirge und von den drei Weltraum-Teleskopen Spitzer, Hubble und Kepler. Letzteres hat ganze 80 Tage lang ein Auge auf das System geworfen.

Trappist 1 wurde nicht zufällig ausgewählt. Es ist ein Stern, der viel weniger Leuchtkraft hat als unsere Sonne, was die Beobachtung vereinfacht. Zudem ist die Himmelsmechanik um diesen ultrakalten (trotzdem etwa 2400 Grad Oberflächentemperatur) roten Riesen herum gut reguliert.

Die sieben Planeten haben sehr kurze und gut synchronisierte Rotationsperioden von etwa 1,5, 2, 4, 6, 9, 12 und 18 Tagen. Dies führt dazu, dass Planetenkonstellationen in diesem System besonders häufig anzutreffen sind. Und da sie sich relativ nah beieinander befinden, verlangsamt oder beschleunigt ihre jeweilige Schwerkraft jedes Mal ihre Bewegung, wenn sie sich "begegnen".

Einmaliger Algorithmus

So konnten die Forscher nicht nur die Grössen und Bewegungen der Planeten berechnen, sondern auch deren Masse, ohne die Methode der Radialgeschwindigkeiten anzuwenden, die bei so kleinen Himmelskörpern ohnehin nicht funktioniert hätte.

+ Radialgeschwindigkeiten? Erfahren Sie in diesem Animationsfilm mehr über die Methoden zur Entdeckung von Exoplaneten

Grössenvergleich zwischen unserer Sonne und Trappist 1. Wenn ein Planet vor einem Zwergstern vorbeizieht, ist es viel einfacher, ihn zu beobachten. ESO

"Unsere Methode ist nicht revolutionär", sagt Demory. Die Basis dazu wurde bereits 2005 gelegt, und das Weltraum-Teleskop Kepler hat schon mehrere solche Systeme beobachtet. Für Trappist 1 aber hat mein Postdoktorand Simon Grimm einen weltweit einmaligen Algorithmus aufgesetzt, der 35 verschiedene Parameter zählt, um zu diesen Resultaten zu kommen."

Die Resultate der Universität Bern und von "PlanetS" wurden gleichentags durch die Publikation der Weltraum-Agenturen NASA und ESA, basierend auf Beobachtungen mit dem Weltraum-Teleskop Hubble, bestätigt. Eine Gruppe von Wissenschaftlern – von denen ein Grossteil auch mit der Universität Bern zusammengearbeitet hat – fand heraus, dass die Atmosphären der Planeten von Trappist 1 keinen Wasserstoff enthalten. Es sind also keine Gasriesen, sondern kleine, felsige Planeten.

Um mehr über die Zusammensetzung der Atmosphären zu erfahren, muss auf den Nachfolger von Hubble gewartet werden. Das Weltraum-Teleskop James Webb, das im Frühjahr 2019 gestartet werden soll, wird mehr Klarheit darüber bringen, ob CO2 oder Sauerstoff vorhanden sind. Diese gelten als Anzeichen für Leben.

Wann die Menschheit sich dort selber ein Bild machen kann, ist eine andere Frage, die nicht in unsere Zeit gehört: 39 Lichtjahre scheint eigentlich wenig, aber Trappist 1 und seine Planeten sind weit, sehr weit weg, 370 Billionen Kilometer von der Erde entfernt.

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