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Die Jagd nach Planeten, die Leben beherbergen könnten kann sich nur dramatisch verengt haben.
Wissenschaftler hatten lange gehofft und theoretisiert, dass der häufigste Sterntyp in unserem Universum – M-Zwerg genannt – nahe gelegene Planeten mit Atmosphären beherbergen könnte, die möglicherweise reich an Kohlenstoff und perfekt für die Erschaffung von Leben sind. Aber in einer neuen Studie über eine Welt, die einen M-Zwerg 66 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist, fanden Forscher keinen Hinweis darauf, dass ein solcher Planet überhaupt eine Atmosphäre halten könnte.
Ohne eine kohlenstoffreiche Atmosphäre ist es unwahrscheinlich, dass ein Planet für Lebewesen gastfreundlich wäre. Schließlich gelten Kohlenstoffmoleküle als Bausteine des Lebens. Und die Ergebnisse verheißen nichts Gutes für andere Arten von Planeten, die M-Zwerge umkreisen, sagte die Mitautorin der Studie, Michelle Hill, Planetenwissenschaftlerin und Doktorandin an der University of California, Riverside.
„Der Strahlungsdruck des Sterns ist immens und reicht aus, um die Atmosphäre eines Planeten wegzublasen“, sagte Hill in einem Beitrag auf der Website der Universität.
M-Zwergsterne sind dafür bekannt, dass sie flüchtig sind, Sonneneruptionen ausstoßen und Strahlung auf nahegelegene Himmelskörper regnen lassen.
Aber seit Jahren hatte man gehofft, dass ziemlich große Planeten, die in der Nähe von M-Zwergen kreisen, in einer Goldilocks-Umgebung sein könnten, nahe genug an ihrem kleinen Stern, um warm zu bleiben, und groß genug, um sich an seine Atmosphäre zu klammern.
Laut der neuen Studie, die in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurde, könnte der nahe M-Zwerg jedoch zu intensiv sein, um die Atmosphäre intakt zu halten.
Ein ähnliches Phänomen passiert in unserem Sonnensystem: Auch die Erdatmosphäre verschlechtert sich aufgrund von Ausbrüchen ihres nahen Sterns, der Sonne. Der Unterschied besteht darin, dass die Erde genügend vulkanische Aktivität und andere gasemittierende Aktivitäten aufweist, um den atmosphärischen Verlust zu ersetzen und ihn laut der Forschung kaum nachweisbar zu machen.
Der in der Studie untersuchte M-Zwergplanet GJ 1252b „könnte 700-mal mehr Kohlenstoff enthalten als die Erde, und er hätte immer noch keine Atmosphäre. Es würde sich zunächst aufbauen, dann aber nachlassen und erodieren“, sagte Stephen Kane, Co-Autor der Studie und Astrophysiker von der UC Riverside, in einer Pressemitteilung.
GJ 1252b umkreist weniger als eine Million Meilen von seinem Heimatstern namens GJ_1252. Der Planet erreicht heiße Tagestemperaturen von bis zu 2.242 Grad Fahrenheit (1.228 Grad Celsius), so die Studie.
Die Existenz des Planeten wurde zuerst von der Mission Transiting Exoplanet Survey Satellite oder TESS der NASA vorgeschlagen. Dann befahlen Astronomen dem fast 17 Jahre alten Spitzer-Weltraumteleskop, das Gebiet im Januar 2020 ins Visier zu nehmen – weniger als 10 Tage, bevor Spitzer für immer deaktiviert wurde.
Die Untersuchung, ob GJ 1252b eine Atmosphäre hatte, wurde von dem Astronomen Ian Crossfield von der University of Kansas geleitet und umfasste eine Gruppe von Forschern der UC Riverside, des Jet Propulsion Laboratory der NASA, Caltech, der University of Maryland, der Carnegie Institution for Science, der Max Planck Institute for Astronomy, der McGill University, der University of New Mexico und der University of Montreal.
Sie brüteten über den von Spitzer produzierten Daten und suchten nach Emissionssignaturen oder Anzeichen dafür, dass eine Gasblase den Planeten umhüllen könnte. Das Teleskop fing den Planeten ein, als er hinter seinem Heimatstern vorbeizog, und ermöglichte es den Forschern, „das Sternenlicht zu betrachten, während es durch die Atmosphäre des Planeten strömt“, und gab eine „spektrale Signatur der Atmosphäre“ – oder deren Fehlen, sagte Hill.
Hill fügte hinzu, dass sie nicht schockiert sei, keine Anzeichen einer Atmosphäre zu finden, aber sie sei enttäuscht. Sie sucht nach Monden und Planeten in „bewohnbaren Zonen“, und die Ergebnisse machten es etwas weniger interessant, Welten zu betrachten, die die allgegenwärtigen M-Zwergsterne umkreisen.
Noch mehr Klarheit über diese Art von Planeten erhoffen sich Forscher mit Hilfe des James-Webb-Weltraumteleskops, dem bisher leistungsstärksten Weltraumteleskop.
Webb wird bald das TRAPPIST-1-System ins Visier nehmen, „das auch ein M-Zwergstern mit einem Haufen felsiger Planeten um ihn herum ist“, bemerkte Hill.
„Es besteht große Hoffnung, dass es uns sagen kann, ob diese Planeten von einer Atmosphäre umgeben sind oder nicht“, fügte sie hinzu. „Ich denke, die M-Zwerg-Enthusiasten halten wahrscheinlich gerade den Atem an, um zu sehen, ob wir sagen können, ob es um diese Planeten eine Atmosphäre gibt.“
Es gibt jedoch noch viele interessante Orte, an denen man nach bewohnbaren Welten suchen kann. Abgesehen von der Suche nach weiter von M-Zwergen entfernten Planeten, die mit größerer Wahrscheinlichkeit eine Atmosphäre behalten könnten, gibt es immer noch ungefähr 1.000 sonnenähnliche Sterne relativ nahe der Erde, die ihre eigenen Planeten haben könnten, die in bewohnbaren Zonen kreisen, so der UC Riverside-Beitrag über die Studie .