Die Harvard Gazette
Die meisten terrestrischen Planeten in der Galaxie umkreisen Sterne, die kleiner als die Sonne sind. Aufgrund ihrer schieren Anzahl scheinen sie vielversprechende Kandidaten auf der Suche nach Leben anderswo zu sein. Aber Astronomen vermuten, dass diese Körper – vor allem solche in einer engen Umlaufbahn – anfällig für den Verlust ihrer Atmosphären sind, die für die Existenz von Leben notwendig sind. Die Entdeckung eines solchen Planeten jenseits des Sonnensystems, der überhaupt keine Atmosphäre hat, trübt die Aussichten für seine Artgenossen.
Diese Erkenntnisse wurden in einer Studie unter der Leitung von Laura Kreidberg, einer Clay Fellow am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), detailliert beschrieben. Darin zeigen die Forscher, dass der Planet LHS 3844b, ein terrestrischer Exoplanet, der eine kleine Sonne in 48,6 Lichtjahren Entfernung umkreist, keine nachweisbaren Gasschichten besitzt, die ihn vor der gefährlichen Strahlung seiner Sonne schützen und ihre Wärme abfangen. Die Atmosphäre eines Planeten macht es möglich, dass er Leben beherbergt und liefert verräterische Anzeichen dafür, ob er dies tatsächlich tut. Sie ist auch der Schlüssel zum Verständnis des Ursprungs, der Beschaffenheit und des aktuellen Zustands eines Planeten.
„Wir haben in den letzten zehn Jahren gelernt, dass es in der Nähe anderer Sterne Planeten von ähnlicher Größe wie die Erde gibt – das ist wahnsinnig aufregend für die Aussicht, möglicherweise Leben auf einem zu entdecken“, sagte Kreidberg. „Aber nur weil wir wissen, dass es diese Planeten gibt, wissen wir nichts darüber, ob sie typischerweise Atmosphären haben oder nicht.“
Die Ergebnisse, die am 19. August in der Fachzeitschrift Nature beschrieben wurden, zeigen, dass es möglich ist, dass Planeten, die M-Zwergsterne umkreisen, die viel kleiner und kühler als die Sonne sind, ohne Atmosphären sind – dies war tatsächlich die erste tatsächliche Entdeckung einer solchen Situation. Diese Sterne sind dafür bekannt, intensives ultraviolettes Licht auszustrahlen, was zu weniger gastfreundlichen Sonnensystemen führen kann.
„Eine Sache bei kleinen M-Zwergsternen ist, dass sie in den ersten Milliarden Jahren ihres Lebens sehr hell im Ultravioletten sind, daher gibt es eine Menge offener Fragen darüber, ob erdgroße Planeten um diese Sterne ihre Atmosphären behalten können“, sagte Kreidberg. „Es gibt mehrere Theorien, die den Verlust der Atmosphäre vorhersagen, aber das wurde bisher noch nie beobachtet.“
Die Forscher verwendeten eine neuartige Technik, um festzustellen, dass der Planet LHS 3844b keine Atmosphäre hat. Sie maßen eine Seite seines Klimas und verglichen sie mit der anderen, um nach einem maximalen Temperaturunterschied zu suchen. Der Planet, der sich auf einer 11-stündigen Umlaufbahn befindet, ist gezeitengebunden, was bedeutet, dass eine Seite immer dem Stern zugewandt und die andere Seite immer im Dunkeln ist. Ein Planet mit einer Atmosphäre würde einen Teil der Wärme, die er absorbiert, von der heißen Seite auf die kalte Seite verlagern. Anhand von Daten des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA stellten die Forscher fest, dass dies bei LHS 3844b nicht der Fall war. Sie fanden heraus, dass die dem Stern zugewandte Seite mit mehr als 1.400 Grad Celsius aufgeheizt war, während die dunkle Seite dem absoluten Nullpunkt entsprach.
„Wir sind ziemlich überzeugt, dass dieses Ding ein nackter Fels ist“, sagte Kreidberg.
Die Messung wird als „thermische Phasenkurve“ des Planeten bezeichnet. Es ist das erste Mal, dass diese Technik für einen terrestrischen Planeten verwendet wurde.
LHS 3844b ist 30 Prozent größer als die Erde. Flüssiges Wasser kann es auf seiner Oberfläche nicht geben und Kreidbergs Team glaubt, dass die Oberfläche des Planeten aus Basalt besteht, einem sehr dunklen Gestein, das sich aus erkalteter Lava bilden kann, ähnlich wie die Marias auf dem Mond.
Mit Kreidberg arbeiteten Forscher aus Harvard, dem California Institute of Technology, dem Massachusetts Institute of Technology, der Stanford University, der University of Maryland, der University of Texas at Austin, der Vanderbilt University und der NASA-Sonde Transiting Exoplanet Satellite Survey (TESS) zusammen, die den Planeten 2018 entdeckte.
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