Weltraumteleskop TESS findet lebensfreundlichen Exoplaneten

Faszinierender Erdzwilling: So könnte der Exoplanet TOI-700 d aussehen.Bild: NASA/GSFC

Weltraumteleskop TESS findet lebensfreundlichen Erdzwilling

Er ist «nur» rund 100 Lichtjahre von der Erde entfernt – in kosmischen Massstäben ist das gleich um die Ecke. Und TOI-700 d, wie der neuentdeckte Erdzwilling heisst, umkreist seine Sonne in der habitablen Zone. Das bedeutet, dass auf diesem Exoplaneten ein mildes, lebensfreundliches Klima herrschen könnte.

Gefunden hat den gut erdgrossen Planeten das TESS-Weltraumteleskop (Transiting Exoplanet Survey Satellite) der NASA. Es sucht seit April 2018 nach lebensfreundlichen Exoplaneten, die sonnenähnliche Sterne und Rote Zwerge umkreisen. Wie schon das Weltraumteleskop Kepler verwendet auch TESS die Transitmethode, das heisst, es verfolgt die leichten Abschattungen, die dann entstehen, wenn ein Planet vor seinem Stern vorüberzieht.

Der neuste Fund von TESS – es handelt sich um den erst zehnten bekannten erdgrossen Exoplaneten in der habitablen Zone – befindet sich im System TOI 700 im Sternbild Dorado (Schwertfisch), das am südlichen Nachthimmel zu sehen ist. Zentralgestirn des Systems ist der Rote Zwergstern TOI-700, der rund 40 Prozent der Masse unserer Sonne aufweist und nur etwa halb so heiss ist wie sie.

Schon kurz nach Beginn seiner Beobachtungszeit hatte TESS dort drei Planeten entdeckt. Sie galten aber bisher als zu heiss und gross, um Leben wie auf der Erde zu ermöglichen. Der Grund dafür lag darin, dass TOI-700 zunächst als sonnenähnlich eingestuft wurde. Erst als die Grösse des Zentralgestirns nach unten korrigiert wurde, passten die Astronomen auch die Grösse der Planeten entsprechend an.

Der innerste Planet, TOI-700 b, dürfte etwa erdgross sein und seine Sonne alle zehn Tage umrunden. Der mittlere Planet ist vermutlich ein Gasplanet von geringerer Grösse als der Neptun und benötigt 16 Tage für einen Umlauf. Am interessantesten ist jedoch der äusserste der drei Planeten, TOI-700 d. Er ist laut den Daten rund 20 Prozent grösser als die Erde und umkreist seine Sonne in ca. 37 Tagen. Er empfängt rund 86 Prozent der Strahlungsenergie, die die Erde von der Sonne erhält.

Im System des Roten Zwergs TOI-700 umkreisen drei Planeten das Zentralgestirn, der äusserste davon in der habitablen Zone (grün).Bild: NASA/JPL

Ob auf TOI-700 d tatsächlich ein lebensfreundliches Klima herrscht, kann derzeit noch nicht genau festgestellt werden – die Auflösung der Teleskope reicht dazu nicht aus. Zusätzliche Daten des Spitzer-Weltraumteleskops lassen allerdings darauf schliessen, dass der Exoplanet in gebundener Rotation um seine Sonne kreist – das heisst, er wendet ihr stets dieselbe Seite zu. Dies dürfte ausschliessen, dass TOI-700 d wirklich erdähnlich ist. Auch ist nicht sicher, ob er eine Atmosphäre besitzt. Doch Modellrechnungen über die Bedingungen auf der Oberfläche legen nahe, dass Druck und Temperatur lebensfreundlich sein könnten.

Die Astronomen gingen von zwei möglichen Modellen aus, um das Klima auf TOI-700 d zu simulieren: Zum einen postulierten sie einen Ozeanplaneten, zum andern einen Wüstenplaneten. Für den Ozeanplaneten ergab sich ein Klima, wie es vermutlich auf dem frühen, noch lebensfreundlichen Mars geherrscht hat. Die Atmosphäre wäre dann dicht und reich an CO₂. Auf der der Sonne zugewandten Seite gäbe es eine dichte Wolkendecke.

«TESS Mission's First Earth-size World in Star's Habitable-zone.»Video: YouTube/NASA Goddard

Die Temperaturen wären in diesem Fall hoch genug, damit Wasser langfristig in flüssiger Form vorliegen würde. Für das Szenario Wüstenplanet ergab die Simulation, dass die Temperaturen vermutlich näher am Gefrierpunkt lägen. Die Frage, welches Modell eher zutrifft, hoffen die Astronomen später beantworten zu können. Neue Daten des 2021 startenden hochauflösenden James-Webb-Weltraumteleskops der NASA, ESA und CSA sollen die nötige Klarheit bringen.

(dhr)