Erdzwillinge im Doppelpack: Astronomen haben einen zweiten potenziell bewohnbaren Planeten um den Roten Zwergstern TOI-700 entdeckt. Der etwa 100 Lichtjahre entfernte Exoplanet ist fast so groß wie die Erde und umkreist am Rand der bewohnbaren Zone seines Sterns. Dies ist einer der wenigen Sterne mit mehreren bewohnbaren Welten. Seine beiden terrestrischen Zwillinge bieten zudem beste Möglichkeiten für genauere Beobachtungen, beispielsweise mit dem James-Webb-Weltraumteleskop.
Astronomen haben jetzt Tausende von Exoplaneten entdeckt, darunter viele erdähnliche Gesteinsplaneten um nahe Sterne wie Proxima Centauri und TRAPPIST-1. Im Jahr 2020 entdeckte das Weltraumteleskop TESS der NASA einen nahezu perfekten Erdzwilling in unserer Nähe: Der erdgroße Planet TOI-700d umkreist einen etwa 100 Lichtjahre entfernten Roten Zwerg mitten im Lebensraum. Daher kann er im Gegensatz zu den beiden anderen Planeten in diesem System ein mildes Klima und flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche haben.
Illustration des Planeten TOI-700e und der von TESS während seines Transits aufgezeichneten Lichtkurve. © NASA/JPL-Caltech, NASA/GSFC, Robert Hurt
Transitsignal eines vierten Planeten
Nun stellt sich heraus, dass der Erdzwilling von TOI-700d nicht die einzige potenziell lebensfreundliche Welt um seinen Stern ist. Um das Planetensystem genauer zu charakterisieren, werteten Emily Gilbert vom Jet Propulsion Laboratory der NASA und Kollegen neuere Daten des TESS-Teleskops für TOI-700 aus. Dabei entdeckten sie in der Lichtkurve des Roten Zwergs neben den drei periodischen Schatten der bekannten Planeten ein weiteres deutlich schwächeres Signal.
Weitere Analysen ergaben: Es ist das Straßenschild eines anderen Planeten, der zuvor übersehen wurde. Dieser Planet namens TOI-700e umkreist den Erdzwilling TOI-700d und seinen größeren inneren Nachbarn TOI-700c. „Wenn der Stern etwas näher oder der Planet etwas größer gewesen wäre, hätten wir TOI-700e wahrscheinlich im ersten Jahr von TESS gefunden“, sagt Gilbert. “Aber das Signal war so schwach, dass wir ein weiteres Jahr Transitbeobachtungen brauchten.”
Umlaufbahnen der vier Planeten um TOI-700 relativ zur bewohnbaren Zone. © NASA/GSFC
Terrestrisch und potenziell bewohnbar
Das Aufregendste an dem neuen Fund: Der neu entdeckte Exoplanet ist zu 95 Prozent so groß wie die Erde und ist daher wahrscheinlich ein erdähnlicher Gesteinsplanet. Außerdem umkreist er seinen Stern einmal in knapp 28 Tagen und befindet sich damit noch in der habitablen Zone dieses roten Zwergsterns. Nach Schätzungen von Astronomen erhält der Planet von seinem Stern das 1,27-fache der Sonnenstrahlung der Erde und ist damit etwas wärmer als die Erde.
Ein gemäßigtes Klima mit flüssigem Wasser wäre bei TOI-700e aber immer noch möglich: „Die Strahlung bei TOI-700e liegt zwischen Erde und Venus“, berichten Gilbert und sein Team. Das macht diesen Planeten besonders spannend. Denn bisher war umstritten, ob die Venus ein bewohnbares Klima hatte oder ob sie von Anfang an eine „Dampfhölle“ war. „Das TOI-700-System bietet nun eine Möglichkeit, die Frage der Venus gegenüber vergleichbaren Exoplaneten zu klären“, so die Astronomen.
Spannender Kandidat für weitere Forschung
Auf jeden Fall umfasst das TOI-700-System jetzt zwei Planeten, die potenziell bewohnbare Bedingungen bieten und der Erde ähnlich sind. „Dies ist eines der wenigen Systeme mit mehreren kleinen Planeten in der habitablen Zone“, sagt Gilbert. Auch zusätzliche Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop ergaben keine Hinweise auf starke Strahlungsausbrüche des Roten Zwergs. Da diese Sternausbrüche harte Röntgenstrahlen freisetzen, gelten sie als schlechte Voraussetzung für bewohnbare Bedingungen.
„All dies macht das TOI-700-System zu einem spannenden Kandidaten für weitere Beobachtungen“, sagt Gilbert. Das TESS-Teleskop wird sich dieses Jahr den Stern und seine vier Planeten genauer ansehen. Darüber hinaus sind bereits weitere Beobachtungen mit erdgebundenen Teleskopen geplant. (241. Tagung der American Astronomical Society, 2023; Astrophysical Journal Letters, angenommen; arXiv:2301.03617)
Diese: NASA
11. Januar 2023
– Nadja Podbregar