Wie häufig sind Erden um kleine Sterne?

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Künstlerische Darstellung eines kühlen M-Zwergsterns mit einem transitierenden Planeten. Eine neue Analyse der Keplerdaten bei 64 kleinen Sternen mit 95 möglichen Exoplaneten kommt zu der Einschätzung, daß der nächstgelegene erdgroße Exoplanet voraussichtlich einen M-Zwerg umkreist, der weniger als 15 Lichtjahre entfernt ist. MEarth Project, D. Charbonneau

Die Keplermission hat die Auswertung der Statistiken über Exoplaneten durch ein Anwachsen der Zahl bekannter Exoplaneten und möglicher Planeten um einen Faktor fünf sowie durch die Entdeckung von Systemen mit längeren Umlaufzeiten und kleineren Planetenradien, was keiner der früheren Exoplaneten-Durchmusterungen gelang, revolutioniert. Es gibt natürlicherweise beträchtliches Interesse am Auffinden erdgroßer Planeten, die in den lebensfreundlichen Zonen ihrer Sterne beheimatet sind; dies bedeutet, daß sie Umlaufbahnen aufweisen, die Oberflächentemperaturen ermöglichen, die es erlauben, daß Wasser flüssig ist – eine Voraussetzung für die Entwicklung von Leben.

Es hat sich gezeigt, daß kleine Sterne, sogenannte M-Zwerge, mit ungefähr halber Sonnenmasse und Oberflächentemperaturen von weniger als 4.000 Kelvin, viel zahlreicher als Sterne vom Typ der Sonne sind – etwa zwölf Mal so verbreitet. In Anbetracht dessen ist die Jagd nach erdgroßen Planeten um M-Zwerge von besonderem Interesse. Obwohl die Idee, lebensfreundliche Planeten um M-Zwerge zu finden, bereits vor fünfzig Jahren erörtert worden ist, wurden die Chancen für lebensfreundliche Planeten gering erachtet, da diese kleinen Sterne betreffend zwei Bedenken vorgebracht wurden. Das erste Problem ist, daß für eine geeignete Oberflächentemperatur der Planet näher an seinem Stern liegen muß, denn der Stern ist kälter und weniger leuchtkräftig als die Sonne, doch dann wird die Schwerkraft den Planeten in eine gebundene Rotation um seinen Stern zwingen (so wie der Mond der Erde immer die gleiche Seite zuwendet). Eine Seite immer auf den Stern (die andere vom Stern weg) ausgerichtet, könnte die Oberfläche des Planeten zu heiß oder zu kalt sein. Das zweite Problem lag darin, daß kleine Sterne zu Ausbrüchen neigen, die möglicherweise die Atmosphäre des Planeten beeinflussen.

Doch lassen neuere Forschungsergebnisse den Schluß zu, daß sich in einem dieser Fälle geeignete lebensfreundliche Regionen auf einem Planeten entwickeln könnten. Da es so viele weitere kleine Sterne gibt und da es so viel einfacher ist, ihre vorüberziehenden Planeten zu untersuchen, denn sie liegen dichter an ihren Heimatsternen und besitzen deshalb kürzere Umlaufperioden, begann ein Kepler-Forscherteam eine auf Exoplaneten um kleine Sterne ausgerichtete Datenanalyse. Die Folgerungen der CfA-Astronomen Courtney Dressing und David Charbonneau sind in diesem Monat in der Ausgabe 767 des Astrophysical Journal veröffentlicht worden. Unter Verwendung von Keplerdaten identifizierten sie 64 Zwergsterne mit 95 möglichen Planeten. Diese Stichprobe ist groß genug, um einige eindrucksvolle, statistische Schlußfolgerungen zu erhalten: im Durchschnitt sollte jeder sechste kleine Stern einen erdgroßen Planeten in seiner lebensfreundlichen Zone beheimaten; und mit 95% Sicherheit, da kleine Sterne so verbreitet sind, findet sich der in einer lebensfreundlichen Zone beheimatete, nächstgelegene Planet vermutlich innerhalb einer Entfernung von fünfzehn Lichtjahren um die Erde.

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