Dies könnten die bisher aufregendsten Nachrichten von Exoplaneten sein. Ein internationales Wissenschaftlerteam, das Daten der Kepler-Mission der NASA analysiert, hat ein Planetensystem mit zwei kleinen, potenziell felsigen Planeten gefunden, die innerhalb der bewohnbaren Zone ihres Sterns liegen. Der Stern Kepler-62 ist etwas kleiner und kühler als unsere Sonne und beherbergt ein Fünf-Planeten-System. Zwei der Welten, Kepler-62e und Kepler-62f, sind die kleinsten Exoplaneten, die bisher in einer bewohnbaren Zone gefunden wurden, und sie können beide von Wasser oder Eis bedeckt sein, je nachdem, welche Art von Atmosphäre sie haben.
„Stellen Sie sich vor, Sie schauen durch ein Teleskop, um eine andere Welt mit Leben zu sehen, die nur wenige Millionen Kilometer von Ihrer eigenen entfernt ist. Oder die Möglichkeit haben, regelmäßig zwischen ihnen zu reisen. Ich kann mir keine stärkere Motivation vorstellen, eine Raumfahrtgesellschaft zu werden“, sagte der Harvard-Astronom Dimitar Sasselov, der Co-Autor eines neuen Papiers ist, das die Entdeckung beschreibt.
Massen und Größen für ausgewählte Planeten. Die Kurven zeigen die Masse-Radius-Beziehung (mittlere Dichte) für verschiedene Planetentypen: Die blaue Linie zeigt die Ortskurven von Planeten, die überwiegend (75%) aus Wasser bestehen, die schwarze Linie die von Planeten wie unserer Erde, die fast ausschließlich aus Gestein (hier repräsentiert durch das Mineral Enstatit, MgSiO3, ein Mitglied der Pyroxit-Silikat-Mineralreihe, die den größten Teil des Erdmantels ausmacht) und so weiter. Die gemessenen Radien von Kepler-62e und Kepler-62f sowie eine Abschätzung ihrer Masse bringen sie in einen Bereich (blaue Flächen), wo es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um erdähnliche Planeten handelt, also Planeten mit einem Festkörper (wenn möglich mit Wasser bedeckt) Oberfläche. Kepler-11f hingegen ist ein Mini-Neptun, was deutlich zeigt, dass eine vergleichsweise geringe Masse nicht unbedingt einen festen Planeten ausmacht. Bild: L. Kaltenegger (MPIA)
Kepler-62 im Sternbild Lyra und ist etwa 1200 Lichtjahre von der Erde entfernt.
62e ist das 1,61-fache der Erdgröße und umkreist den Stern in 122,4 (Erd-)Tagen. 62f ist 1,4-mal so groß wie die Erde und umkreist ihren Stern in 267,3 Tagen. Zuvor war der kleinste Planet mit bekanntem Radius innerhalb einer bewohnbaren Zone Kepler-22b mit einem Radius von 2,4 mal dem der Erde.
Bei einer Pressekonferenz wurde heute auch ein dritter Planet in einem anderen Sternensystem angekündigt. Kepler-69c ist 70 Prozent größer als die Erde und kreist in der bewohnbaren Zone eines sonnenähnlichen Sterns. Die Forscher sind sich über die Zusammensetzung von Kepler-69c unsicher, aber der Astronom Thomas Barclay vom BAER-Institut sagte, seine nähere Umlaufbahn von 242 Tagen um einen sonnenähnlichen Stern bedeutet, dass er wahrscheinlich eher einer Super-Venus als einer Super-Erde ähnelt.
Die bewohnbare Zone (in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten existieren kann) für verschiedene Arten von Sternen. Die inneren Planeten unseres Sonnensystems sind oben abgebildet, mit Erde und Mars in der bewohnbaren Zone. Kepler-62 ist ein deutlich kühlerer Stern, und Kepler-62e und -62f befinden sich in seiner bewohnbaren Zone. Für Kepler-69c, einen weiteren Planeten, der heute von der NASA angekündigt wurde, sind die Fehlerbalken für die Strahlung des Sterns so, dass er möglicherweise auch in der bewohnbaren Zone liegen könnte. Kepler-22b, der kleinste Planet, der vor den jüngsten Entdeckungen in einer bewohnbaren Zone gefunden wurde, ist sehr wahrscheinlich ein Mini-Neptun und kein fester Planet. In der sogenannten empirischen habitablen Zone kann flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten existieren, wenn dieser Planet eine ausreichende Wolkendecke hat. In der engen bewohnbaren Zone kann auch ohne Wolkendecke flüssiges Wasser an der Oberfläche vorhanden sein. Bild: L. Kaltenegger (MPIA)
Das Team sagt, dass die Größen von Kepler 62e und 62f zwar bekannt sind, ihre Masse und Dichte jedoch nicht. Jeder Planet, der bisher in seinem Größenbereich gefunden wurde, war jedoch felsig, wie die Erde.
Kepler-62-System. Fünf Planeten, von denen sich zwei in der Habitable Zone befinden. Bildnachweis: NASA
„Diese Planeten sind anders als alles andere in unserem Sonnensystem. Sie haben endlose Ozeane“, sagt Erstautorin Lisa Kaltenegger vom Max-Planck-Institut für Astronomie und dem Harvard Smithsonian Center for Astrophysics. „Es mag dort Leben geben, aber könnte es technologiebasiert sein wie unseres? Das Leben auf diesen Welten wäre unter Wasser und hätte keinen einfachen Zugang zu Metallen, Elektrizität oder Feuer für die Metallurgie. Nichtsdestotrotz werden diese Welten immer noch wunderschöne blaue Planeten sein, die einen orangefarbenen Stern umkreisen – und vielleicht wird uns der Erfindungsreichtum des Lebens überraschen, eine Technologiestufe zu erreichen.“
Als wärmere der beiden Welten hätte Kepler-62e nach Computermodellen etwas mehr Wolken als die Erde. Das weiter entfernte Kepler-62f würde den Treibhauseffekt von viel Kohlendioxid brauchen, um es genug zu erwärmen, um einen Ozean zu beherbergen. Andernfalls kann es zu einem eisbedeckten Schneeball werden.
„Kepler-62e hat wahrscheinlich einen sehr bewölkten Himmel und ist bis in die Polarregionen warm und feucht. Kepler-62f wäre cooler, aber immer noch potenziell lebensfreundlich“, sagte der Harvard-Astronom und Co-Autor Dimitar Sasselov. „Die gute Nachricht ist – die beiden würden deutlich unterschiedliche Farben aufweisen und unsere Suche nach Lebenssignaturen auf solchen Planeten in naher Zukunft erleichtern. “
Die Raumsonde Kepler ist in der Lage, Planeten zu erkennen, die das Gesicht ihres Wirtssterns passieren oder durchqueren. Die Messung eines Transits verrät Astronomen die Größe des Planeten im Verhältnis zu seinem Stern.
„Alle anderen interessanten Planeten in der habitablen Zone wurden bisher mit der sogenannten Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt“, sagt Kaltenegger. „Diese Methode gibt Ihnen eine untere Grenze für die Masse des Planeten, aber keine Informationen über seinen Radius. Dies macht es schwierig zu beurteilen, ob ein Planet wie die Erde felsig ist oder nicht. Ein kleiner Radius (weniger als 2 Erdradien) hingegen ist ein starker Indikator dafür, dass ein Planet tatsächlich felsig ist – es sei denn, wir sprechen von einem Planeten um einen sehr jungen Stern.“
„Was Kepler-62e und Kepler-62f so spannend macht, ist die Kombination zweier Faktoren“, ergänzt Kaltenegger. „Wir kennen ihren Radius, was darauf hinweist, dass es sich tatsächlich um Gesteinsplaneten handelt, und sie umkreisen ihren Stern in der bewohnbaren Zone. Das macht sie zu unseren bisher besten Kandidaten für bewohnbare Planeten.
Weitere Details zu diesen Exoplaneten liefert Kaltenegger in diesem Video:
Quellen: Max-Planck-Institut für Astronomie , CfA
