Astronom*innen haben mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) einen Exoplaneten entdeckt, der Barnards Stern umkreist – den unserer Sonne am nächsten gelegenen Einzelstern. Auf diesem neu entdeckten Exoplaneten, der mindestens die Hälfte der Masse der Venus hat, dauert ein Jahr etwas mehr als drei Erdentage. Die Beobachtungen des Teams deuten auch auf die Existenz von drei weiteren Exoplaneten-Kandidaten hin, die sich auf verschiedenen Bahnen um den Stern bewegen.
Der nur sechs Lichtjahre entfernte Barnards Stern ist nach dem Dreifachsternsystem Alpha Centauri das zweitnächste Sternensystem und der uns am nächsten gelegene Einzelstern. Aufgrund seiner Nähe ist er ein Hauptziel bei der Suche nach erdähnlichen Exoplaneten. Trotz eines vielversprechenden Befunds im Jahr 2018 wurde bisher kein Planet um Barnards Stern bestätigt.
Die Entdeckung dieses neuen Exoplaneten, die in einem heute in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlichten Artikel bekannt gegeben wurde, ist das Ergebnis von Beobachtungen, die in den vergangenen fünf Jahren mit dem VLT der ESO am Paranal-Observatorium in Chile durchgeführt wurden. „Auch wenn es lange gedauert hat, waren wir immer zuversichtlich, dass wir etwas finden würden“, sagt Jonay González Hernández, Forscher am Instituto de Astrofísica de Canarias in Spanien und Erstautor des Artikels. Das Team suchte nach Signalen von möglichen Exoplaneten innerhalb der habitablen oder gemäßigten Zone von Barnards Stern – dem Bereich, in dem flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten existieren kann. Rote Zwerge wie Barnards Stern sind oft das Ziel von Astronom*innen, da massearme Gesteinsplaneten dort leichter zu entdecken sind als um größere sonnenähnliche Sterne. [1]
Barnard b [2], wie der neu entdeckte Exoplanet genannt wird, ist zwanzigmal näher an Barnards Stern als Merkur an der Sonne. Er umkreist seinen Stern in 3,15 Erdentagen und hat eine Oberflächentemperatur von etwa 125 °C. „Barnard b ist einer der masseärmsten bekannten Exoplaneten und einer der wenigen, deren Masse geringer ist als die der Erde. Aber der Planet ist zu nah am Stern, näher als die habitable Zone“, erklärt González Hernández. „Selbst wenn der Stern etwa 2500 Grad kühler ist als unsere Sonne, ist es dort zu heiß, um flüssiges Wasser auf der Oberfläche zu ermöglichen.“
Künstlerische Darstellung eines Planeten mit weniger als einer Erdmasse, der Barnards Stern umkreist. Illustration: ESO/M. Kornmesser
Für ihre Beobachtungen nutzte das Team ESPRESSO, ein hochpräzises Instrument, das entwickelt wurde, um die durch die Anziehungskraft eines oder mehrerer umkreisender Planeten verursachte Taumelbewegung eines Sterns zu messen. Die Ergebnisse dieser Beobachtungen wurden durch Daten anderer Instrumente bestätigt, die ebenfalls auf die Suche nach Exoplaneten spezialisiert sind: HARPS am La-Silla-Observatorium der ESO, HARPS-N und CARMENES. Die neuen Daten stützen jedoch nicht die Existenz des 2018 gemeldeten Exoplaneten.
Zusätzlich zu dem bestätigten Planeten fand das internationale Team auch Hinweise auf drei weitere Exoplaneten-Kandidaten, die denselben Stern umkreisen. Diese Kandidaten müssen jedoch durch zusätzliche Beobachtungen mit ESPRESSO bestätigt werden. „Wir müssen diesen Stern nun weiter beobachten, um die Signale der anderen Kandidaten zu überprüfen“, erklärt Alejandro Suárez Mascareño, Forscher am Instituto de Astrofísica de Canarias und Mitautor der Studie. „Aber die Entdeckung dieses Planeten, zusammen mit anderen früheren Entdeckungen wie Proxima b und d, zeigt, dass unser kosmischer Hinterhof voller massearmer Planeten ist.“
Das derzeit im Bau befindliche Extremely Large Telescope (ELT) der ESO wird die Exoplanetenforschung revolutionieren. Mit dem ANDES-Instrument des ELT werden Forscher in der Lage sein, mehr dieser kleinen Gesteinsplaneten in der gemäßigten Zone um nahegelegene Sterne zu entdecken, die außerhalb der Reichweite aktueller Teleskope liegen, und die Zusammensetzung ihrer Atmosphären zu untersuchen.
Endnoten
[1] Astronom*innen nehmen kühle Sterne wie Rote Zwerge ins Visier, weil ihre gemäßigte Zone viel näher am Stern liegt als bei heißeren Sternen wie der Sonne. Das bedeutet, dass die Planeten, die in ihrer gemäßigten Zone umlaufen, kürzere Umlaufzeiten haben, sodass Astronomen sie über mehrere Tage oder Wochen statt über Jahre hinweg beobachten können. Außerdem sind Rote Zwerge viel weniger massereich als die Sonne, sodass sie durch die Anziehungskraft der Planeten leichter gestört werden und daher stärker taumeln.
[2] In der Wissenschaft ist es üblich, Exoplaneten nach dem Namen ihres Muttersterns zu benennen und einen Kleinbuchstaben hinzuzufügen, wobei „b“ für den ersten bekannten Planeten steht, „c“ für den nächsten und so weiter. Der Name Barnard b wurde daher auch einem zuvor vermuteten Planetenkandidaten um Barnards Stern gegeben, den Wissenschaftler*innen jedoch nicht bestätigen konnten.
