Massearme Sterne beherbergen öfter erdähnliche Planeten

Astronomen wissen jetzt, wo sie nach einem „Zwilling“ der Erde suchen müssen

Erdähnliche Planeten kreisen besonders oft um massearme Sterne. Das fanden Forscher jetzt in einer neuen Studie heraus.

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Heidelberg hat vier neue erdähnliche Planeten entdeckt. Diese haben neben ihrer groben Ähnlichkeit zur Erde auch eine weitere, überraschende Gemeinsamkeit: Sie alle umkreisen Sterne mit besonders geringer Masse. Forscher sind ihrem Ziel, einen waschechten „Zwilling“ der Erde zu finden, nun einen Schritt näher gekommen.

Elf Planeten bei nur 15 untersuchten Sternen

Grundlage der Analyse sind Daten des CARMENES-Projekts, das seit 2016 am Calar-Alto-Observatorium in Südspanien betrieben wird. Die Studie konzentrierte sich auf 15 sogenannte M-Zwerge: Sterne mit weniger als einem Sechstel der Sonnenmasse. Diese zählen zu den masseärmsten bekannten Sternen und offenbar auch zu den planetenreichsten.

In sieben dieser Systeme fanden die Forscher insgesamt elf Planeten
Einige waren ihnen bereits bekannt, andere konnten hingegen neu nachgewiesen werden

Die neu entdeckten Planeten ähneln der Erde in ihrer Masse, Größe und Umlaufbahn: Einer bringt es etwa auf 1,03 Erdmassen, ein anderer auf 1,52. Ihre Umlaufzeiten liegen zwischen 1,4 und 5,5 Tagen – ein Jahr würde auf diesen Planeten also nur rund einen Tag oder eine knappe Woche lang dauern.

Feinste Sternbewegungen verraten fremde Welten

Möglich wurden die Entdeckungen durch hochpräzise Messungen mit dem CARMENES-Spektrographen. Dieser erkennt selbst winzige Bewegungen von Sternen, die durch umlaufende Planeten verursacht werden. Gravitationskräfte wirken nämlich nicht nur von den Sternen aus auf ihre Planeten, sondern auch umgekehrt: Während Sterne Planeten auf ihrer Umlaufbahn halten, „ziehen“ Planeten gleichzeitig an ihrem Stern – eine Art kosmisches Tauziehen.

Das CARMENES-System kann selbst kleinste Geschwindigkeitsänderungen von nur einem Meter pro Sekunde messen. Entwickelt wurde das Instrument am Königstuhl-Observatorium der Universität Heidelberg. Projektleiter ist Prof. Dr. Andreas Quirrenbach, ein Experte für die Suche nach Exoplaneten.

Kleine Planeten kommen besonders oft vor

M-Zwerge sind kleine, dafür aber besonders langlebige Sterne. Sie machen den Großteil aller Sterne in der Milchstraße aus und gelten als stabile Energielieferanten über Milliarden von Jahren hinweg. Aus diesem Grund, so Quirrenbach, seien kleine, felsige Planeten in der habitablen Zone solcher Sterne „potenzielle Kandidaten für bewohnbare Welten.“

Das Leben würde auf solchen Planeten nicht nur relativ stabile Bedingungen vorfinden, es hätte auch genug Zeit, sich zu entwickeln. Als habitable Zone wird übrigens der Abstandsbereich von einem Zentralstern bezeichnet, der flüssiges Wasser und erdähnliches Leben auf einem Planeten ermöglicht.

Die untersuchten M-Zwerge haben im Durchschnitt zwei kleine Planeten – jeder mit weniger als dem Dreifachen der Erdmasse. Für Studienleiter Dr. Adrian Kaminski von der Universität Heidelberg ist das ein erstaunliches Ergebnis:

Es ist bemerkenswert, wie häufig kleine Planeten um sehr massearme Sterne vorkommen.

Planeten mit höherer Masse seien dagegen eher die Ausnahme. Das spreche dafür, dass kleinere Sterne vor allem kompakte Planeten bilden, die sich auf engen Bahnen bewegen. Statistische Simulationen untermauern diesen Befund. Eine frühere CARMENES-Analyse mit 238 Sternen kam zu ähnlichen Werten.

Neue Funde erfüllen gleich mehrere Erdkriterien

Einer der entdeckten Planeten, G 192−15 b, hat fast genau die Masse der Erde und benötigt nur 2,27 Tage für eine Umrundung seines Sterns. G 192−15 c bringt hingegen das 14-Fache der Erdmassen auf die Waage. Damit ist er etwa so schwer wie der Planet Uranus und der massereichste Neufund der Stichprobe. Für eine Umrundung seines Zentralsterns braucht er rund 3,3 Jahre.

Kurz zusammengefasst:

Um massearme Sterne kreisen besonders häufig kleine, erdähnliche Planeten mit kurzen Umlaufzeiten.
Mit dem CARMENES-Spektrographen entdeckten Forscher vier neue Exoplaneten und bestätigten weitere.
Statistische Auswertungen zeigen: Sterne mit weniger als 16 Prozent der Sonnenmasse tragen im Schnitt fast zwei Planeten unter drei Erdmassen.

Übrigens: Forscher fanden Mikroorganismen in der Mojave-Wüste, die selbst die stärkste Form von UV-Strahlung aushalten – ein Hinweis darauf, dass mehr Planeten Leben beherbergen könnten, als gedacht. Mehr dazu in unserem Artikel.