Künstlerische Darstellung einer Supererde, die einen Roten Zwerg umkreist. (Gabriel Pérez Díaz, SMM/IAC) Die winzige Bewegung eines kleinen Sterns hat die Anwesenheit eines Supererde-Exoplaneten offenbart, der in einer Entfernung umkreist, die nahezu bewohnbar ist.
Um einen schwachen Roten Zwerg namens Ross 508, der sich nur 36,5 Lichtjahre entfernt befindet (aber zu schwach, um mit bloßem Auge gesehen zu werden), haben Astronomen die Existenz einer Welt bestätigt, die nur viermal so groß ist wie die Masse der Erde. Angesichts dessen, was wir über die Massengrenzen von Planeten wissen, bedeutet dies, dass die Welt wahrscheinlich eher terrestrisch oder felsig als gasförmig ist.
Der Exoplanet, benannt Ross 508 b Es ist unwahrscheinlich, dass es für das Leben, wie wir es kennen, bewohnbar ist. Die Entdeckung, eine Premiere für eine neue Durchmusterung mit dem Subaru-Teleskop des National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) auf Hawaii, zeigt jedoch die Wirksamkeit der Techniken, die zur Lokalisierung kleiner Planeten um dunkle Sterne eingesetzt werden.
Die Suche nach bewohnbaren Exoplaneten wird durch die Natur dessen, wie wir diese Exoplaneten vermuten, etwas behindert. Die einzige Vorlage, die wir haben, ist die Erde: ein relativ kleiner Planet, der in einer Entfernung von seinem Stern umkreist, wo die Temperaturen flüssiges Wasser auf der Oberfläche begünstigen. Dies ist die sogenannte „habitable Zone“.
Das sind natürlich nicht die einzigen Faktoren, die eine Rolle spielen – Mars Stürze innerhalb der bewohnbaren Zone der Sonne , zum Beispiel – aber es ist am einfachsten, nach ihnen zu suchen.
Allerdings funktionieren die Techniken, die wir zur Suche nach Exoplaneten verwenden, am besten auf großen Welten wie Gasriesen, die sich in sehr geringer Entfernung umkreisen und zu heiß für flüssiges Wasser sind. Das bedeutet nicht, dass wir keine anderen Arten von Welten finden können, aber es ist schwieriger.
Die wichtigste Methode zum Auffinden von Exoplaneten ist die Transitmethode. Dies nutzt das Exoplaneten-Jagdteleskop TESS der NASA und davor Kepler. Ein Instrument starrt auf Sterne und sucht nach regelmäßigen Einbrüchen in ihrem Licht, die durch ein Objekt verursacht werden, das regelmäßig zwischen uns und dem Stern kreist.
Die Tiefe dieses Transits kann zur Berechnung der Masse des Objekts verwendet werden; Je größer die Lichtkurve – verursacht durch größere Planeten – desto leichter ist sie zu erkennen.
Zum Zeitpunkt des Schreibens 3.858 Exoplaneten Die mit dieser Methode gefundenen Ergebnisse wurden bestätigt.
Die zweiterfolgreichste Technik ist die Radialgeschwindigkeitsmethode, auch bekannt als Wobble- oder Doppler-Methode. Wenn sich zwei Körper in einer Umlaufbahn befinden, umkreist einer den anderen nicht; vielmehr umkreisen sie einen gemeinsamen Schwerpunkt. Das bedeutet, dass der Gravitationseinfluss umkreisender Planeten dazu führt, dass ein Stern leicht auf der Stelle wackelt – ja, sogar die Sonne .
Daher ist der Sternenlichtstern, der die Erde erreicht, sehr schwach dopplerverschoben. Wenn es sich auf uns zubewegt, wird das Licht leicht in blauere Wellenlängen komprimiert, und wenn es sich wegbewegt, wird es in rötlichere Wellenlängen gestreckt. Mit dieser Technik lassen sich kleinere Exoplaneten mit breiteren Umlaufbahnen besser erkennen.
Im Jahr 2019 startete ein internationales Astronomenteam unter der Leitung des NAOJ eine Untersuchung mit dem Subaru-Teleskop, um dunkle Rote Zwergsterne nach Exoplaneten zu durchsuchen, indem es Doppler-Verschiebungen im Infrarot- und Nahinfrarot-Wellenlängenbereich identifizierte. Dies ermöglicht die Suche nach schwächeren und daher älteren und etablierteren Roten Zwergsternen.
Ross 508 b, beschrieben in einem Artikel unter der Leitung des Astronomen Hiroki Harakawa vom Subaru-Teleskop, ist der erste Exoplanet der Kampagne, und er ist vielversprechend. Die Erde hat etwa die vierfache Masse der Sonne und umkreist den Stern alle 10,75 Tage.
Das ist viel näher als die Erdumlaufbahn, wie Sie vielleicht bemerkt haben; aber Ross 508 ist viel kleiner und schwächer als die Sonne. In dieser Entfernung ist die Sternstrahlung, die Ross 508 b trifft, nur 1,4-mal so groß wie die Sonnenstrahlung, die auf die Erde trifft. Dadurch befindet sich der Exoplanet sehr nahe am äußeren inneren Rand der bewohnbaren Zone seines Sterns.
Die Entdeckung ist ein gutes Zeichen für die Zukunft. Zum einen durchquert Ross 508 b seinen Stern. Das bedeutet, dass TESS, das im April und Mai dieses Jahres auf den Himmelsbereich des Sterns gerichtet war, möglicherweise genügend Transitdaten erhalten hat, damit Astronomen erkennen können, ob der Exoplanet eine Atmosphäre hat. Solche Beobachtungen können Wissenschaftlern dabei helfen, die Atmosphären von Welten zu charakterisieren, die möglicherweise bewohnbarer sind.
Darüber hinaus ist Ross 508 mit 18 Prozent der Sonnenmasse einer der kleinsten und schwächsten Sterne mit einer umlaufenden Welt, die mithilfe der Radialgeschwindigkeit entdeckt wurde. Dies deutet darauf hin, dass künftige Radialgeschwindigkeitsuntersuchungen im Infrarotwellenlängenbereich das Potenzial haben, eine riesige Sammlung von Exoplaneten aufzudecken, die dunkle Sterne umkreisen, und die Vielfalt ihrer Planetensysteme aufzudecken.
Die Forschung des Teams wurde in das aufgenommen Veröffentlichungen der Astronomical Society of Japan , und ist verfügbar unter arXiv .