Pressemitteilung

Nächstgelegener Planet mit gemäßigtem Klima um ruhigen Stern entdeckt

HARPS-Instrument der ESO findet erdähnlichen Exoplaneten um Ross 128

15. November 2017

In nur 11 Lichtjahren Entfernung von unserem Sonnensystem hat ein Forscherteam mit dem einzigartigen Planetenjäger-Instrument HARPS einen gemäßigten, erdähnlichen Planeten entdeckt. Der neue Planet trägt den Namen Ross 128 b und ist nun, nach Proxima b, der zweitnächste Planet mit gemäßigter Oberflächentemperatur, der entdeckt wurde. Außerdem handelt es sich um den uns nächsten Planeten, der einen inaktiven Roten Zwergstern umkreist, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass auf diesem Planeten Leben möglich ist. Ross 128 b wird ein erstklassiges Ziel für das Extremely Large Telescope der ESO sein, das in der Lage sein wird, nach Biomarkern in seiner Atmosphäre zu suchen.

Astronomen aus der Schweiz, Spanien, Frankreich und Argentinien haben mit dem High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) der ESO am La Silla-Observatorium in Chile entdeckt, dass der Rote Zwergstern Ross 128 in 9,9 Tagen von einem Exoplaneten mit niedriger Masse umkreist wird. Der in etwa erdgroße Planet hat vermutlich ein mildes Klima und eine Oberflächentemperatur, die der der Erde ähneln könnte. Ross 128 ist der „ruhigste“ Stern in unserer Nachbarschaft, der einen Exoplaneten mit solch gemäßigten Temperaturen besitzt.

„Diese Entdeckung basiert auf mehr als einem Jahrzehnt intensiver HARPS-Durchmusterung in Verbindung mit modernsten Datenreduktions- und Analysetechniken. Nur HARPS hat eine solche Präzision unter Beweis gestellt und bleibt 15 Jahre nach der Inbetriebnahme das beste Instrument für die Radialgeschwindigkeitsmethode“, erklärt Nicola Astudillo-Defru von der Sternwarte in Genf, die Teil der Universität Genf in der Schweiz ist. Er hat den Fachartikel mitverfasst, der die Entdeckung beschreibt.

Rote Zwerge zählen zu den kühlsten, lichtschwächsten Sternen im Universum — kommen aber von allen Sternen am häufigsten vor. Das macht sie zu sehr guten Zielobjekten bei der Suche nach Exoplaneten, weshalb sie zunehmend untersucht werden. Tatsächlich hat Xavier Bonfils vom Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble an der Université Grenoble-Alpes/CNRS in Frankreich, der das Team leitet, das HARPS-Programm „Die Abkürzung zum Glück“ genannt, da es um solche Sterne, im Vergleich zu denen, die der Sonne ähnlicher sind, einfacher ist, kleine kühle Geschwister der Erde zu finden [1].

Viele Rote Zwergsterne, einschließlich Proxima Centauri, sind so aktiv, dass sie die sie umkreisenden Planeten immer wieder in tödliche Ultraviolett- und Röntgenstrahlung tauchen. Es scheint jedoch, als sei Ross 128 ein deutlich ruhigerer Stern, so dass die Planeten, die ihn umkreisen, den uns nächsten bekannten angenehmen Ort für mögliches Leben darstellen könnten.

Auch wenn sich Ross 128 momentan noch 11 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, so bewegt er sich doch auf uns zu und wird wohl in nur 79.000 Jahren – was auf kosmischen Zeitskalen ein Wimpernschlag ist – unser nächster Nachbar werden. Ross 128 b wird dann Proxima b als erdnächsten Exoplaneten ablösen!

Anhand der HARPS-Daten konnte das Team rekonstruieren, dass Ross 128 b seinen Mutterstern 20-mal enger umkreist als die Erde die Sonne. Trotz seiner Nähe zum Stern kommt auf dem Planeten nur 1,38-mal so viel Strahlung wie auf der Erde an. Dadurch lässt sich abschätzen, dass seine Gleichgewichtstemperatur zwischen -60 und 20°C liegt, da der kühle und lichtschwache Rote Zwerg eine Oberflächentemperatur besitzt, die nur etwas mehr als halb so hoch wie die der Sonne ist. Zwar betrachten die Wissenschaftler Ross 128 b als gemäßigten Planeten, jedoch ist nicht ganz sicher, ob der Planet innerhalb, außerhalb oder an der Schwelle der habitablen Zone [2] liegt, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten existieren kann.

Astronomen entdecken inzwischen immer mehr gemäßigte Exoplaneten, und die nächste Stufe wird es sein, ihre Atmosphären, insbesondere deren Zusammensetzung und Chemie, genauer zu untersuchen. Der mögliche Nachweis von Biomarkern in den Atmosphären der nächsten Exoplaneten, einschließlich Sauerstoff, wäre ein großer Schritt. Das Extremely Large Telescope (ELT) der ESO hat gute Chancen, diese entscheidenden Entdeckungen als erstes zu machen [3].

„Für die Zählung erdähnlicher Planeten, die charakterisierbar sind, werden neue ESO-Anlagen eine entscheidende Rolle spielen. Insbesondere NIRPS, der Infrarotarm an HARPS, wird unsere Effizienz bei der Beobachtung von Roten Zwergen steigern, da diese Art von Sternen den größten Teil ihrer Strahlung im Infrarotbereich emittieren. Das ELT wird dann die Möglichkeit bieten, einen Großteil dieser Planeten zu beobachten und zu charakterisieren,“ meint Xavier Bonfils.

Endnoten

[1] Ein Planet, der einen Roten Zwergstern mit niedriger Masse in geringer Entfernung umkreist, hat eine größere Gravitationswirkung auf den Stern als ein ähnlicher Planet, der in größerer Entfernung einen massereicheren Stern wie die Sonne umkreist. Demzufolge ist die Ausgleichsbewegung einfacher zu erkennen. Jedoch macht die Tatsache, dass die Roten Zwerge lichtschwächer sind, es schwerer, ein ausreichend starkes Signal für die sehr präzisen Messungen zu bekommen, die notwendig sind.

[2] Die habitable Zone wird durch die Umlaufbahn um einen Stern definiert, auf der ein Planet die geeignete Temperatur besitzt, die benötigt wird, damit flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten existieren kann.

[3] Dies ist nur für die wenigen Exoplaneten möglich, die nahe genug sind, sodass sie optisch von ihrem Mutterstern getrennt auflösbar sind.

Weitere Informationen

Die hier präsentierten Forschungsergebnisse von X. Bonfils et al. erscheinen demnächst unter dem Titel „A temperate exo-Earth around a quiet M dwarf at 3.4 parsecs” in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics.

Die beteiligten Wissenschaftler sind X. Bonfils (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankreich [IPAG]), N. Astudillo-Defru (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Schweiz), R. Díaz (Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Buenos Aires, Argentinien), J.-M. Almenara (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Schweiz), T. Forveille (IPAG), F. Bouchy (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Schweiz), X. Delfosse (IPAG), C. Lovis (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Schweiz), M. Mayor (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Schweiz), F. Murgas (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spanien), F. Pepe (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Schweiz), N. C. Santos (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço and Universidade do Porto, Portugal), D. Ségransan (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Schweiz), S. Udry (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sauverny, Schweiz) und A. Wü̈nsche (IPAG).

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch 16 Länder: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist einer der Hauptpartner bei zwei Projekten auf Chajnantor, APEX und ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Links

• Fachartikel in Astronomy & Astrophysics
• Fotos vom 3,6-Meter-Teleskop der ESO
• Weitere Informationen über HARPS

Kontaktinformationen

Xavier Bonfils
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble – Université Grenoble-Alpes/CNRS
Grenoble, France
E-Mail: xavier.bonfils@univ-grenoble-alpes.fr

Nicola Astudillo-Defru
Geneva Observatory – University of Geneva
Geneva, Switzerland
E-Mail: nicola.astudillo@unige.ch

Richard Hook
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Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso1736.