14.03.2023

Nachwuchs bei erdnahen Exoplaneten

Neue Beobachtung verdoppeln die Zahl der bekannten erdnahen Exoplaneten um rote Zwergsterne.

Ein Konsortium aus spanischen und deutschen Forschungs­einrichtungen, darunter auch die Hamburger Sternwarte der Universität Hamburg, veröffentlicht 20.000 Beobachtungen. Sie wurden mit dem Instrument Carmenes am Calar-Alto Observatorium gewonnen und haben bisher zur Entdeckung von neuen Exoplaneten geführt. Darunter befinden sich auch einige potenziell lebensfreundliche Planeten.

 

Abb.: Künstlerische Darstellung eines erd­ähnlichen Planeten, der in der...
Abb.: Künstlerische Darstellung eines erd­ähnlichen Planeten, der in der habitablen Zone um einen roten Zwerg­stern kreist. (Bild: J. A. Caballero, CAB, CSIC-INTA / J. Bollaín, Render Area)

Insgesamt 59 Exoplaneten, also Gesteinsplaneten mit gemäßigten Temperaturen, haben die Forscher entdeckt. Dabei handelt es sich um sechs Jupiter-ähnliche Planeten (mit einer Masse von mehr als dem 50-fachen der Erde), zehn Neptune (zehn bis 50 Erdmassen) und 43 Erden sowie Super-Erden (bis zu zehn Erdmassen). Ein Dutzend von ihnen ist potenziell lebensfreundlich. Sie befinden sich in der habitablen Zone ihres Sterns und könnten flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche beherbergen.

„Seit seiner Inbetriebnahme hat Carmenes 17 bekannte Planeten neu analysiert und 59 neue Planeten in der Nähe unseres Sonnensystems entdeckt und bestätigt, womit es einen wichtigen Beitrag zur Erfassung der nahen Exoplaneten leistet“, erklärt Ignasi Ribas, Forscher am Institute of Space Sciences (ICE-CSIC) und Direktor des Instituts für Weltraumstudien von Katalonien (IEEC, Institut d'Estudis Espacials de Catalunya). In der Tat hat sich durch die Entdeckungen des Konsortiums die Zahl der uns bekannten Exoplaneten um nahe gelegene kühle Sterne verdoppelt.

Mit der Veröffentlichung des ersten großen Datensatzes aus dem Projekt erhofft man sich, dass auch andere Forscher die Daten auswerten und für ihre Zwecke nutzen können, um den wissenschaftlichen Nutzen weiter zu steigern. Das Potenzial ist groß, denn die jetzt veröffentlichten Daten decken fast alle von der Nord­halbkugel aus beobachtbaren roten Zwergsterne ab. Neben den Planeten­entdeckungen liefern die gewonnenen Spektren auch äußerst wertvolle Informationen über die Atmosphären der Sterne und mancher ihrer Planeten.

„Um Planeten in der Umgebung eines Sterns zu entdecken, müssen wir ihn mindestens fünfzig Mal beobachten. Obwohl die erste Runde von Daten bereits veröffentlicht wurde, damit die wissenschaftliche Gemeinschaft darauf zugreifen kann, sind die Beobachtungen noch nicht abgeschlossen“, erklärt Juan Carlos Morales, IEEC-Wissenschaftler am ICE-CSIC. Die Beobachtungen werden mindestens bis Ende 2023 andauern. „Aber schon jetzt bietet der veröffentlichte, qualitativ exzellente Datensatz ungeahnte Möglichkeiten für die wissenschaftliche Gemeinschaft, die sich für die unterschiedlichsten Aspekte der roten Zwergsterne interessiert, und dazu unsere Daten nutzen möchte“, ergänzt Andreas Schweitzer, Mitarbeiter der Hamburger Sternwarte der Universität Hamburg.

Die Daten wurden zwischen 2016 und 2020 für eine Stichprobe von 362 erdnahen roten Zwergsterne, gemacht. Dabei ist Carmenes nicht nur der Name des wissenschaftlichen Projekts, es ist auch der Name des Instruments, mit dem die Beobachtungen durchgeführt wurden, und der Name des Konsortiums, das für die Entwicklung und den Bau des Instruments verantwortlich ist. Das Instrument Carmenes ist ein optischer und nahinfraroter Spektrograph. Es wurde 2015 am Calar-Alto-Observatorium installiert, um erdähnliche Exoplaneten zu finden, die uns nahe gelegene Rote Zwergsterne umkreisen.

Deren Spektren können Hinweise auf die Existenz von Exoplaneten geben, denn aus der Rot- und Blauverschiebung der Linien im Sternspektrum lässt sich die Bewegung des Sterns messen, die durch die Anziehungskraft der ihn umkreisenden Planeten verursacht wird. Allerdings stellt dies eine technologische Herausforderung dar, weshalb viele der heute bekannten Exoplaneten erst in den letzten Jahren entdeckt wurden. Die hochauflösenden Spektren von Carmenes ermöglichen eine beeindruckende Genauigkeit von einem Meter pro Sekunde, die es erlaubt, auch sehr kleine Planeten um massearme Sterne zu finden.

U. Hamburg / DE

 

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