Ein Exoplanet bei Barnards Stern
Entdeckung ergänzt wachsende Liste massearmer Planeten um rote Zwerge.
Astronomen haben einen Exoplaneten entdeckt, der eine geringere Masse als die Erde besitzt und Barnards Stern umkreist. Es handelt sich um das der Sonne zweitnächste Sternsystem nach dem Alpha Centauri. Diese Entdeckung ist nicht nur wegen der geringen Entfernung von sechs Lichtjahren interessant, sondern auch, weil Barnards Stern ein roter Zwerg ist, der häufigste Sterntyp in der Galaxis. Damit hilft die Entdeckung den Wissenschaftlern, die Vielfalt der Planetensysteme in unserer kosmischen Nachbarschaft besser zu verstehen, und bietet zugleich eine einzigartige Gelegenheit, die Mechanismen zu erforschen, die bei der Entstehung und Entwicklung von Planeten in der Nähe eines Sterns eine Rolle spielen.
Die Entdeckung des Exoplaneten Barnard b, der mindestens die halbe Masse der Venus besitzt, ergänzt die wachsende Liste massearmer Planeten um rote Zwerge und unterstreicht die Häufigkeit solcher Systeme. Die Entdeckung gelang dem Team nach vierjährigen Beobachtungen mit ESPRESSO, dem hochauflösenden Spektrografen am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO.
Barnards Stern ist aufgrund seiner Nähe und seines Status als roter Zwerg – einem häufigen Sterntyp, bei dem Planeten mit geringer Masse weit verbreitet sind – ein wichtiges Ziel für die Suche nach Exoplaneten. Trotz eines vielversprechenden Signals, das 2018 entdeckt wurde, konnte die Existenz eines Planeten um den Stern bislang nicht eindeutig bestätigt werden. Dank der Präzision des ESPRESSO-Spektrografen konnte Barnard b nun jedoch nachgewiesen werden. Dabei handelt es sich um einen Planeten mit einer kleineren Masse als die der Erde, der den Stern in 3,15 Tagen umkreist. Das Team identifizierte zudem Signale, die auf die mögliche Existenz von drei weiteren Exoplaneten hindeuten, deren Bestätigung jedoch noch aussteht.
Die Studie basierte auf der Radialgeschwindigkeitsmethode. Die Anziehungskraft eines umkreisenden Planeten versetzt seinen Mutterstern in Schwingung, was sich auf Eigenschaften des von ihm ausgesandten Lichts auswirkt. Durch die Messung winziger Veränderungen im Licht von Barnards Stern konnten die Forscher die Existenz von Barnard b bestätigen, der seinem Stern zwanzigmal näher ist als Merkur der Sonne.
Die Studie basiert auf vier Jahren Beobachtungen mit ESPRESSO und Daten von Instrumenten wie HARPS, HARPS-N und CARMENES. Dank der gemeinsamen Anstrengungen und der großen Datenmenge konnten die Forscher eine periodische Schwankung von nur zwei Kilometern pro Stunde in der gemessenen Geschwindigkeit des Sterns nachweisen, die auf die Anwesenheit des Planeten zurückzuführen ist.
Die Entdeckung von Barnard b trägt zum Verständnis von Planetensystemen um rote Zwerge bei und bestätigt die Hypothese, dass Planeten mit geringer Masse um diese Art von Sternen herum reichlich vorhanden sind. Obwohl Barnard b zu nah an seinem Stern ist, um flüssiges Wasser zu beherbergen, und seine Oberflächentemperatur bei etwa 125 Grad Celsius liegt, eröffnet seine Entdeckung neue Perspektiven für die Erforschung dieser Art von Planeten.
„Wir wissen nun, dass Planeten mit geringer Masse um rote Zwerge herum weit verbreitet sind, und Barnards Stern da keine Ausnahme ist“, sagt João Faria von der Uni Genf. „Diese Entdeckung bietet ein neues Spielfeld, um unser Verständnis von der Entstehung dieser Planeten und ihrer Entwicklung im Laufe der Zeit zu testen.»
Als nächsten Schritt will das Forscherteam Barnards Stern noch genauer beobachten. Die Möglichkeit, dass drei weitere Planeten den Stern umkreisen, fügt der Faszination eine weitere Ebene hinzu, da die Bestätigung dieser Planeten noch mehr Informationen über die Dynamik und die Zusammensetzung des Systems liefern würde. Das im Bau befindliche Extremely Large Telescope der ESO wird in einigen Jahren noch detailliertere Daten liefern.
U. Bern / RK
