Sieben Exoplaneten um Zwergstern aufgespürt

Mindestens sieben Planeten umkreisen den 39 Lichtjahre entfernten Zwergstern TRAPPIST-1. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Astronomenteams unter anderem mit dem Weltraumteleskop Spitzer. Die Planeten ähneln bezüglich Größe und Masse unserer Erde. Zudem sei auf allen sieben Planeten die Existenz von flüssigem Wasser möglich, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Bei der Suche nach Leben ist dieses System zurzeit wahrscheinlich unsere beste Chance“, erklärt Brice-Olivier Demory von der Universität Bern, einer der beteiligten Forscher. Mit dem James Webb Space Telescope, dessen Start die NASA für Oktober 2018 vorsieht, ließen sich die Atmosphären der Planeten untersuchen. „Es könnte die Signatur von Ozon nachweisen, falls dieses Molekül dort vorkommt“, so Demory, „und das könnte ein Anzeichen biologischer Aktivität sein.“

TRAPPIST-1 erregte bereits im vergangenen Jahr die Aufmerksamkeit der Himmelsforscher. Damals berichteten Michaël Gillon von der Universität Lüttich in Belgien und seine Kollegen über die Entdeckung von drei erdähnlichen Planeten, die den Stern umkreisen. Verraten haben sich die Himmelskörper durch kleine periodische Helligkeitsänderungen des Zwergsterns: Von der Erde aus gesehen ziehen sie regelmäßig vor dem Stern vorüber und schwächen dadurch seine Strahlung ab. Nach solchen Schwankungen suchen Astronomen seit 2010 mit dem „Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope“, kurz TRAPPIST, auf dem La Silla in Chile.

Größenvergleich von TRAPPIST-1, Jupiter und Sonne

Um die Umlaufbahnen der drei Planeten genauer zu bestimmen, beobachtete man den Stern mit zahlreichen weiteren Teleskopen auf der Erde und im Weltall. Insbesondere eine Beobachtungskampagne mit dem Weltraumteleskop Spitzer über zwanzig Tage hinweg im September 2016 zeigte den Forschern, dass mindestens sieben Planeten um TRAPPIST-1 kreisen. Fünf der Planeten sind nahezu exakt so groß wie die Erde, zwei etwas kleiner, und ihre Massen liegen zwischen dem 0,4- und 1,4-fachen der Erdmasse.

Zwergsterne sind bei der Suche nach Planeten aus mehreren Gründen für die Astronomen von besonderem Interesse. Da die Sterne klein sind – TRAPPIST-1 ist etwa ein Zehntel so groß wie die Sonne – bedecken Planeten bei einem Transit einen größeren Anteil des Sterns. Erdgroße Planeten sind daher leichter zu entdecken. Zudem liegt die lebensfreundliche Zone, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche möglich ist, näher am Stern. Planeten in diesem Bereich besitzen also kürzere Umlaufzeiten und ziehen damit entsprechend häufiger vor dem Stern vorüber. Und schließlich sind die meisten Sterne im Kosmos kleiner als unsere Sonne.

Die Entdeckung von gleich sieben Planeten bei TRAPPIST-1 deutet jetzt darauf hin, dass erdähnliche Planeten bei Zwergsternen häufig sind. Da nur bei wenigen Sternen die Umlaufbahnen gerade so liegen, dass es von der Erde aus gesehen zu Transits kommt, könnte die Gesamtzahl erdähnlicher Planeten bei Zwergsternen sogar zwanzig- bis hundertmal höher liegen als bislang angenommen, schätzen die Forscher. Möglicherweise umkreisen also die meisten erdähnlichen Planeten nicht sonnenähnliche Sterne, sondern Zwergsterne. Und da Zwergsterne eine tausendmal längere Lebensdauer als sonnenähnliche Sterne besitzen, könnten ihre Planetensysteme die besten Umgebungen für die Entstehung und Entwicklung von Leben im Kosmos darstellen.