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Autor: Timo Lange / 01. Oktober 2010, 13:33 Uhr

Gliese 581: Erdähnlicher Planet in habitabler Zone?

Astronomen haben um den Roten Zwergstern Gliese 581 zwei weitere Planeten entdeckt. Damit steigt die Zahl der bekannten Planeten in diesem System auf sechs. Einer der neu entdeckten Planeten, GJ 581g, liegt mitten in der sogenannten habitablen Zone, d.h. in einem Temperaturbereich, der für flüssiges Wasser und damit für die Entstehung von Leben günstig ist. Mit etwa drei bis vier Erdmassen verfügt der Planet höchstwahrscheinlich über eine feste Oberfläche, ähnlich der Erde.

Quelle: NASA, Vogt et al. 2010
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Gliese 581, ein Zwergstern der Spektralklasse M3, scheint eine wahre Goldgrube für Planetenjäger zu sein. Bereits vor 5 Jahren wurde der erste Planet um diesen im Vergleich zur Sonne enorm leuchtschwachen Roten Zwergstern entdeckt. GJ 581b ist ein den Stern in nur knapp sechs Tagen umlaufender Planet, der aufgrund seiner Masse von mindestens 15 Erdmassen der Klasse der sogenannten "Hot Neptunes" zugerechnet wird. Die beiden im Jahr 2007 entdeckten Planeten, GJ 581c und -d sorgten ihrerseits bereits für Schlagzeilen, liegen sie doch jeweils am inneren, respektive am äußeren Rand der habitablen Zone des Systems um GJ 581.

Zunächst wurde der innere Planet, GJ 581c als bis dato aussichtsreichster Kandidat für mögliches außerirdisches Leben angesehen. Neuere Modellrechnungen sagten dem mit mindestens fünf Erdmassen der Klasse der "Super-Erden" zugeordneten Planeten jedoch einen massiven Treibhauseffekt voraus, der zu lebensunfreundlichen Temperaturen ähnlich denen auf der Venus führen würde. Daraufhin geriet GJ 581d ins Zentrum der Aufmerksamkeit. Sollte dieser ebenfalls über einen Treibhauseffekt verfügen, könnten hier die Temperaturen gemäßigte Werte erreichen. Mit über 7 Erdmassen bleibt allerdings bis heute unklar, ob der Planet tatsächlich über eine feste Oberfläche verfügt und nicht ein riesiger Eisklumpen ist.

National Science Foundation

Vergleich des Systems um Gliese 581 mit unserem inneren Sonnensystem.
(Bild: National Science Foundation)
Der kleinere der nun neu entdeckten Planeten mit dem Kürzel GJ 581g liegt nun genau zwischen diesen beiden Planeten und damit mitten in der habitablen Zone. Er ist mindestens drei Erdmassen schwer. Die Obergrenze für seine Masse liegt mit großer Wahrscheinlichkeit nicht höher als 4,3 Erdmassen. Wäre der Planet massereicher, müsste die Inklination höher sein und das komplexe dynamische Gleichgewicht des fremden Sonnensystems würde ins Wanken geraten. In diesem Massebereich stehen die Chancen sehr gut, dass GJ 581g über eine feste Oberfläche ähnlich der Erde verfügt. Die Nähe zum Roten Zwergstern von nur 0,146 AU (Astronomical Units = Astronomische Einheiten) - Merkur, der innerste Planet unseres Sonnensystems, umläuft die Sonne bei 0,387 AU - sorgt für gemäßigte Temperaturen auf GJ 581g, insbesondere wenn man ebenfalls von einem Treibhauseffekt ausgeht. Die Temperaturen sind trotz der großen Nähe zum Stern so niedrig, weil GJ 581 nur etwa zwei Promille der Energie abstrahlt, die unsere Sonne aussendet.

Die enge Umlaufbahn sorgt dafür, dass ein Jahr auf GJ 581g nur etwa 37 Erdtage dauert und sie sorgt, und das ist der entscheidende Punkt, für eine gebundene Rotation. Ähnlich wie unser Erdmond der Erde immer nur eine Seite zuwendet, zeigt auch eine Seite des Planeten immer zum Stern hin. Das heißt wiederum, dass eine Seite des Planeten permanent abgewandt und damit sehr kalt ist, während die zum Stern hingewandte Hemisphäre sehr heiß sein sollte. Insbesondere die Übergangszone zwischen den beiden Hemisphären - ein Bereich in dem es permanent dämmert - bietet aber wahrscheinlich tatsächlich gemäßigte Temperaturen und damit lebensfreundliche Bedingungen. Weitere Untersuchungen werden nun zeigen müssen, ob GJ 581g tatsächlich über eine Atmosphäre verfügt und wie diese zusammengesetzt ist. Erst dann werden sich genauere Aussagen über die Lebensfreundlichkeit der Bedinungen auf GJ 581g treffen lassen.

Dass es gelang, einen solchen Planeten in unserer direkten Nachbarschaft aufzuspüren, Gliese 581 liegt nur etwa 20 Lichtjahre entfernt, vergrößert die Wahrscheinlichkeit, dass erdähnliche Planeten in unserer Galaxis - und damit im gesamten Universum - häufig vorkommen. Wir müssen sie nur noch entdecken. Die Entdeckung von GJ 581g gelang mit Hilfe des HIRES Spektrometers am Keck-Teleskop auf Hawaii. Radialgeschwindigkeitsmessungen aus elf Jahren wurden mit Messungen des HARPS-Spektrographen der ESO kombiniert, wodurch die beiden neuen Planeten um GJ 581 in den Daten erkennbar wurden.

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