Ein nur 73 Lichtjahre entfernt entdeckter Exoplanet bietet einen Einblick, wie das Baby Erde ausgesehen haben könnte – wenn es in einer extrem engen Umlaufbahn mit seinem Stern gefangen wäre.
Die Welt trägt den Namen HD 63433 d, ein neugeborener Exoplanet, der nur eine Spur größer als die Erde ist und einen Stern umkreist, der genau wie die Sonne ist. Es ist der kleinste Planet, den wir bisher gefunden haben, der weniger als 500 Millionen Jahre alt ist, ein seltener Einblick in die Entstehung von Planeten, die unserer eigenen Welt ähnlich, aber nicht ganz ähnlich sind.
Die Erde ist die einzige Welt, von der wir mit Sicherheit wissen, dass sie Leben beherbergt. Das Erlernen der verschiedenen Arten, wie erdähnliche Planeten entstehen und sich entwickeln können, insbesondere um sonnenähnliche Sterne, hilft Wissenschaftlern dabei, die Zutaten herauszufinden, die die Entstehung von Leben anderswo im Universum ermöglichen.
HD 63433 d ist der Erde sowohl sehr ähnlich als auch sehr unähnlich, was bedeutet, dass er eine großartige Gelegenheit darstellt. Und es unterscheidet sich auf einige aufregend extreme Arten von der Erde.
„Es ist ein nützlicher Planet, weil er möglicherweise wie eine frühe Erde ist“, sagt die Astrophysikerin Melinda Soares-Furtado von der University of Wisconsin-Madison, die die Forschung gemeinsam mit dem Astronomen Benjamin Capistrant von der University of Florida leitete.
„Auch wenn es sich um eine sehr enge Umlaufbahn handelt, können wir Folgedaten verwenden, um nach Beweisen für Ausgasungen und atmosphärischen Verlust zu suchen, die wichtige Einschränkungen für die Entwicklung terrestrischer Welten darstellen könnten. Aber hier enden die Ähnlichkeiten – und zwar dramatisch.“
Die erdgroße Welt wurde während einer Untersuchung mit dem Exoplaneten-Jagdteleskop TESS entdeckt, das Sterne beobachtet und nach schwachen, regelmäßigen Einbrüchen im Sternenlicht sucht, die auf die Anwesenheit eines umlaufenden Exoplaneten hinweisen. Durch die Messung verschiedener Auswirkungen des Exoplaneten auf das Licht des Sterns können Astronomen dann dessen Größe und Masse ermitteln.
HD 63433 ist ein gelber Zwergstern, der ungefähr die Größe und Masse der Sonne hat und ein ähnliches Temperaturprofil aufweist. Aber es ist viel, viel jünger, etwas mehr als 400 Millionen Jahre alt, verglichen mit den 4,5 Milliarden Jahren der Sonne. HD 63433 ist im Großen und Ganzen nur ein Baby; und das gilt auch für die Exoplaneten, die ihn umkreisen. Bisher wurden drei Exoplaneten gefunden – zwei Mini-Neptune, gesichtet im Jahr 2020, und HD 63433 d.
Transitdaten – diese Einbrüche im Sternenlicht während der Umlaufbahn – zeigen, dass HD 63433 d das 1,1-fache des Erdradius hat. Wir kennen seine Masse noch nicht, aber diese physikalische Größe deutet stark auf eine terrestrische Zusammensetzung hin, eine felsige Welt wie die Erde, den Mars oder die Venus.
Der Exoplanet umkreist seinen Stern einmal alle 4,2 Tage auf einer extrem engen Umlaufbahn. Das bedeutet, dass er und sein Stern extrem nahe beieinander liegen, so nah, dass HD 63433 d wahrscheinlich durch Gezeiten blockiert ist und eine Seite immer dem Stern zugewandt ist. Da diese Hemisphäre immer die volle Hitze des Sterns erhält, ist ihre Oberfläche wahrscheinlich ein permanentes Meer aus geschmolzenem Gestein, sagen Wissenschaftler, mit einer Tagestemperatur von 1.570 Kelvin (1.297 Grad Celsius oder 2.366 Fahrenheit).
Es ist im Grunde ein riesiger Lavaozean.
Natürlich war die Erde noch nie so nah an der Sonne, aber sie hätte nach der Kollision, bei der ein Teil des Planeten abbrach und der Mond entstand, Temperaturen von bis zu 2.300 Kelvin erreichen können.
Es gibt noch vieles, was wir über HD 63433 d nicht wissen; Das Team hofft, dass Folgestudien uns etwas mehr über ihn, einschließlich seiner Masse, verraten werden. Dies wiederum wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, seine Dichte zu berechnen, was uns Aufschluss darüber geben kann, woraus der Exoplanet besteht. Möglicherweise können wir sogar feststellen, ob es eine Atmosphäre hat und was diese Atmosphäre in sich hat.
„Das ist unser Solar-Hinterhof, und das ist irgendwie aufregend“, sagt Soares-Furtado. „Welche Art von Informationen kann ein so naher Stern mit einem so überfüllten System um ihn herum preisgeben? Wie wird es uns helfen, wenn wir weiter nach Planeten unter den vielleicht 100 anderen, ähnlichen Sternen in dieser jungen Gruppe suchen, zu der er gehört?“ ?”
HD 63433 d ist der der Erde am nächsten liegende bekannte Exoplanet mit einem erdähnlichen Radius, der einen jungen Stern umkreist. Es gibt eine Menge, die uns diese Welt noch lehren muss; Wir hoffen, in den kommenden Monaten mehr darüber zu erfahren.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Das Astronomische Journal.