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© NASA, ESA and D. Player (STScI)

Forschende vermuten, dass es auf Exoplaneten um rote Zwerge lebensfreundliche Bedingungen geben könnte. Eine Studie macht diese Hoffnung nun zunichte.

Lawrence – Etwa drei Viertel aller Sterne im Weltall gehören zur Klasse der M-Zwergsterne, auch „rote Zwerge“ genannt. Die Sterne sind klein und kühl, keiner von ihnen kann mit bloßem Auge von der Erde aus gesehen werden. Trotzdem sind sie für die Forschung sehr spannend: In den vergangenen Jahren wurden um zahlreiche rote Zwerge Exoplaneten entdeckt und es gibt die Hoffnung, dass auf manchen von ihnen Leben möglich sein könnte.

Doch nun zeigt eine neue Studie, dass diese Hoffnung möglicherweise enttäuscht werden könnte: Ein Team um Ian Crossfield (University of Kansas in Lawrence) hat sich den Exoplaneten GJ 1252b, der um einen roten Zwerg kreist, genauer angeschaut und hat eine schlechte Nachricht: „Der Druck, den die Strahlung des Sterns ausübt, ist immens und reicht aus, um die Atmosphäre eines Planeten wegzublasen“, erklärt die Astrophysikerin Michelle Hill, eine Mitautorin der Studie, die im Fachjournal Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurde.

Weltraum-Bilder der Woche: „James Webb“ besucht die legendären „Säulen der Schöpfung“

Das „James Webb“-Weltraumteleskop von Nasa, Esa und CSA blickt tief ins Sonnensystem hinein: Der Planet Neptun, ein Gasriese, ist 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt und erscheint im Fernglas wegen seiner Methan-Atmosphäre eigentlich blau. Doch im Infrarot-Blick des Teleskops erscheint er hell, seine Ringe sind außerdem gut zu erkennen. Der helle, bläuliche „Stern“ über Neptun ist dessen Mond Triton.

Weltraumbild der Woche vom 14. September 2022: Die Dark Energy Camera (DECam) des NOIRLab hat dieses Bild des Hummernbels (NGC 6357) aufgenommen. Es handelt sich dabei um ein Sternentstehungsgebiet, etwa 8000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Auf dem Bild gut zu erkennen: helle, junge Sterne, die von Staub- und Gaswolken umgeben sind. Der Hummernebel befindet sich nahe dem Zentrum der Milchstraße und enthält eine Vielzahl heißer und junger Sterne, sowie Gas und Staubwolken. Letztere werden unter dem Einfluss von UV-Strahlung und Sternenwinden zum Leuchten angeregt.

Weltraumbild der Woche vom 14. September 2022: Das Weltraumteleskop „Hubble“, das von den Weltraumorganisationen Nasa und Esa kontrolliert wird, hat zwei Spiralgalaxien aufgenommen, die sich überlappen. Die beiden Galaxien mit den komplizierten Namen SDSS J115331 und LEDA 2073461 befinden sich mehr als eine Milliarde Lichtjahre von der Erde entfernt. Und auch wenn es den Anschein hat, als würden sie miteinander kollidieren, ist das tatsächlich nicht der Fall. Die beiden Galaxien interagieren nicht miteinander heißt es bei der europäischen Weltraumorganisation Esa.

Weltraumbild der Woche vom 14. September 2022: Atemberaubend ist dieses Bild, das das „James Webb“-Weltraumteleskop von Nasa, Esa und CSA vom berühmten Orionnebel gemacht hat. Zu sehen ist eine Sternenentstehungsregion, ähnlich wie die, in der unser Sonnensystem vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren entstand. Diese Region im Orionnebel zu beobachten, soll Forschenden dabei helfen, besser zu verstehen, was in den ersten Millionen Jahren der Planetenentstehung in der Milchstraße passiert ist. „Diese neuen Beobachtungen erlauben es uns, besser zu verstehen, wie massereiche Sterne die Gas- und Staubwolken verändern, in denen sie geboren sind“, erklärt die Astrophysikerin Els Peeters.

Weltraumbild der Woche vom 07. September 2022: Ganz neu ist dieses Bild, das das „James Webb“-Weltraumteleskop der Raumfahrtorganisationen Nasa, Esa und CSA gemacht hat. Zu sehen ist die Sternengeburtsstätte 30 Doradus, die aufgrund ihres Aussehens den Spitznamen „Tarantelnebel“ (NGC 2070) erhalten hat. Es handelt sich um einen sehr hellen Emissionsnebel in der Großen Magellanschen Wolke. Astronominnen und Astronomen beobachten ihn, um die Sternentstehung zu erforschen. „Webb“ liefert einen ganz neuen Blick auf den Tarantelnebel: Zu sehen sind in dieser Aufnahme auch junge Sterne sowie weit entfernte Galaxien im Hintergrund. Auch die Struktur und Zusammensetzung von Gas und Staub im Tarantelnebel ist detailliert zu erkennen. Der Tarantelnebel ist 161.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und die Heimat einiger der heißesten und massereichsten Sterne, die bekannt sind.

Weltraumbild der Woche vom 07. September 2022: Sie wartet immer noch auf ihren Einsatz: Die Nasa-Mond-Rakete Space Launch System (SLS) soll die Crew-Kapsel „Orion“ einmal um den Mond herum befördern – doch ihr Start wurde bereits zwei Mal kurzfristig abgesagt. Nun müssen erst einmal die Probleme behoben werden.

Weltraumbild der Woche vom 07. September 2022: Während die „Artemis I“-Mission der Nasa nicht im August starten konnte, hob eine „Falcon 9“-Rakete von SpaceX mit 46 „Starlink“-Satelliten von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien ab. Dabei entstand diese Langzeitbelichtung, die die Flugbahn der Rakete zeigt.

„Cosmic Cliffs“ („Kosmische Klippen“), so haben die Forschenden diese Aufnahme des Carinanebels benannt. Zu sehen sind kosmische „Berge“, „Täler“ und bisher nie gesehene Sterne und Sternentstehungsgebiete. Das scharfe Auge des „James Webbs“ kann durch kosmischen Staub hindurchblicken und Dinge sichtbar machen, die für das Weltraumteleskop „Hubble“, das diese Region ebenfalls aufgenommen hat, unsichtbar sind. Das Großprojekt der Raumfahrtorganisationen Nasa, Esa und CSA revolutioniert die Astronomie mit seinem scharfen Infrarotblick in die Tiefen des Universums. Die „Kosmischen Klippen“ werden den Forschenden Aufschluss über den Prozess der Sternenentstehung geben – alle anderen können einen atemberaubenden Blick ins Universum genießen und mit scharfem Auge auch zahlreiche uralte Galaxien erkennen.

Der Nasa-Rover „Curiosity“ ist seit zehn Jahren (Landung am 6.8.2012) auf dem Mars aktiv und erfreut seine Fans auf der Erde immer wieder mit Selfies wie diesem. Dazwischen liefert er seinen Forschungsteams auf der Erde zahlreiche Daten vom roten Planeten.

Roter Zwerg entreißt einem Exoplaneten die Atmosphäre

Der Planet GJ 1252b umkreist seinen Stern zweimal innerhalb von 24 Stunden. Er ist etwas größer als die Erde und deutlich näher an seinem Stern als die Erde an der Sonne. Daraus folgt, dass es auf dem Planeten nicht nur unfassbar heiß (bis zu 1228 Grad Celsius) ist, sondern der Stern dem Planeten auch seine Atmosphäre entrissen hat. Er gilt deshalb als unbewohnbar.

Auch die Erde verliert im Laufe der Zeit einen Teil ihrer Atmosphäre durch die Sonne, doch unter anderem durch vulkanische Emissionen wird das ersetzt, was verloren gegangen ist – der Verlust fällt nicht weiter auf. Befindet sich ein Planet jedoch näher an seinem Stern, schafft er es irgendwann nicht mehr, die Verluste auszugleichen. Im Sonnensystem hat dieses Schicksal den Planeten Merkur getroffen: Er hat zwar eine Atmosphäre, die ist jedoch so dünn, dass ihre Bestandteile sich ins Weltall verflüchtigen.

M-Zwergsterne sind sehr aktiv – Gefahr für Planeten in ihrer Umlaufbahn

Doch zurück zum Exoplaneten GJ 1252b: „Er könnte 700 Mal mehr Kohlenstoff als die Erde haben und hätte trotzdem keine Atmosphäre“, erklärt der Astrophysiker Stephen Kane, ein Co-Autor der Studie. Die Atmosphäre würde sich zu Beginn zwar aufbauen, doch dann erodieren. Hauptursache dafür ist der Stern, den der Planet umkreist: M-Zwergsterne sind dafür bekannt, dass sie eine stärkere Aktivität haben als unsere Sonne – die Wahrscheinlichkeit, dass ein Planet in großer Nähe zum Stern seine Atmosphäre halten kann, ist daher sehr gering.

„Es ist möglich, dass der Zustand dieses Planeten ein schlechtes Zeichen für Planeten sein könnte, die noch weiter von dieser Art von Stern entfernt sind“, sagt Co-Autorin Hill. „Das ist etwas, was wir vom ‚James Webb‘-Weltraumteleskop lernen werden, das Planeten wie diesen beobachten wird.“ Tatsächlich soll „James Webb“ in der nächsten Zeit das Planetensystem „Trappist-1“ ins Visier nehmen, einen roten Zwergstern, der von gleich sieben erdähnlichen Planeten umkreist wird – nur 40 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Universum: Nicht alle Exoplaneten müssen das Schicksal erleiden

Hill bleibt optimistisch: „Wenn ein Planet weit genug von einem M-Zwerg entfernt ist, könnte er seine Atmosphäre möglicherweise behalten. Wir können nicht darauf schließen, dass alle Gesteinsplaneten um diese Sterne das Schicksal von Merkur erleiden.“

In der solaren Nachbarschaft der Erde gibt es etwa 5000 Sterne, die meisten von ihnen sind M-Zwergsterne. Um einen etwa 580 Lichtjahre entfernten roten Zwergstern haben Forschende gerade erst einen ganz erstaunlichen Exoplaneten entdeckt: Der Marshmallow-ähnliche Gasriese befindet sich sehr nah an seinem Stern und schafft es trotz aller Widrigkeiten, seine Atmosphäre zu behalten. (tab)