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© Imago/ZUMA Press/ESA

Auf dem Exoplaneten LP 890-9c könnte es flüssiges Wasser geben – er könnte aber auch eine unbewohnbare Venus sein. Ein Forschungsteam will ihn genauer untersuchen.

Ithaca – Nicht alle Gesteinsplaneten sind gleich, wie man bereits in unserem Sonnensystem sehen kann: Venus und Erde haben sich – obwohl sie sich eigentlich sehr ähnlich sind – sehr unterschiedlich entwickelt. Die Venus ist eine Gluthölle mit einer geschlossenen Wolkendecke, die zu einem großen Teil aus Schwefelsäure besteht und einem Oberflächendruck, der 90 Mal höher ist als auf der Erde. Ein starker Treibhauseffekt macht den Planeten unbewohnbar. Die Oberfläche der Erde ist dagegen zu fast drei Vierteln mit Wasser bedeckt, die Temperaturen sind größtenteils angenehm – der Planet ist bewohnbar und voller Leben.

Wie konnten sich die beiden Gesteinsplaneten in so unterschiedliche Richtungen entwickeln? Diese Frage stellt sich ein Forschungsteam um die österreichische Astronomin Lisa Kaltenegger, die an der Cornell University in Ithaca (USA) forscht. Das Team hat einen idealen Himmelskörper zur Erforschung der Frage gefunden: Der Exoplanet LP 890-9c wurde im Jahr 2022 von einem Team entdeckt, dem auch Kaltenegger angehörte. Er ist etwa 40 Prozent größer als die Erde (was ihn zu einer sogenannten „Super-Erde“ macht), etwa 105 Lichtjahre entfernt und umkreist seinen Stern einmal innerhalb von 8,5 Tagen.

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Wieso haben sich Venus und Erde unterschiedlich entwickelt? Exoplanet LP 890-9c ist ein „Schlüssel“

Bereits bei der Entdeckung des Exoplaneten kam die Vermutung auf, dass es an seiner Oberfläche Wasser geben könnte. Zwar umkreist der Stern seinen Planeten sehr nah – er erhält jedoch trotzdem nur wenig stellare Strahlung, was flüssiges Wasser an der Oberfläche möglich machen könnte, falls er eine Atmosphäre hat. Diese Tatsache macht den Exoplaneten zu einem „Schlüssel in der Frage, wie Venus und Erde sich so völlig unterschiedlich entwickelt haben“, schreibt das Forschungsteam um Kaltenegger in der Studie, die im Fachjournal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters publiziert wurde.

„Am inneren Teil der habitablen Zone erwarten wir heiße, bewohnbare Planeten. Aber wann wird es zu heiß? Wir haben Modelle, die vorhersagen, wie weit ein Planet an seinen Stern herankommen darf, um noch nicht zu heiß zu werden. Aber beobachtet haben wir solche Planeten noch nie“, erklärt Kaltenegger auf Anfrage von FR.de von IPPEN.MEDIA. Deshalb sei der Exoplanet LP 890-9c so spannend: Er sitzt genau am Limit der habitablen Zone – dem Bereich um einen Stern, in dem flüssiges Wasser an der Oberfläche eines Planeten möglich ist.

Wie lange bleibt ein Gesteinsplanet am inneren Rand der habitablen Zone bewohnbar?

Für die Studie erstellte das Forschungsteam sieben verschiedene Modelle der Planeten-Atmosphäre von LP 890-9c. „Der Blick auf diesen Planeten wird uns zeigen, was am inneren Rand der habitablen Zone passiert – wie lange ein Gesteinsplanet bewohnbar bleiben kann, wenn er anfängt, heiß zu werden“, erklärt Kaltenegger den Ansatz der Studie in einer Mitteilung ihrer Universität. „Er wird uns etwas Grundlegendes darüber lehren, wie sich Gesteinsplaneten mit zunehmendem Sternenlicht entwickeln, und darüber, was eines Tages mit uns und der Erde geschehen wird.“

Die österreichische Astronomin meint damit die Tatsache, dass die Sonne mit zunehmendem Alter immer lichtstärker wird – bis es in etwa 500 bis 800 Millionen Jahren auf der Erde so heiß wird, dass die Ozeane verdampfen. „Genau da werden Beobachtungen von LP 890-9c spannend“, sagt Kaltenegger. Sollte der Exoplanet schon eine „unbewohnbare Venus“ sein, gehe es möglicherweise schneller, als gedacht und es bleiben nur 500 Millionen Jahre. Ist der Exoplanet dagegen noch eine heiße, lebendige Erde, bleibt auf unserer Erde mehr Zeit. „Weil dieser Planet – relativ gesehen – mehr Licht von seinem Stern abbekommt, als wir von der Sonne, erlaubt er uns einen Einblick in die mögliche Zukunft.“

„James Webb“-Weltraumteleskop könnte Atmosphäre des Exoplaneten erkennen

In einer zweiten Studie, die ebenfalls im Fachjournal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters veröffentlicht wurde, untersucht Kaltenegger gemeinsam mit Jonathan Gomez Barrientos (California Institute of Technology), ob und wie das „James Webb“-Weltraumteleskop (JWST) den Exoplaneten LP 890-9c untersuchen könnte. „Professor Kaltenegger und ich dachten, dass dieser Exoplanet ein exzellentes Ziel für JWST sein könnte“, erzählt Barrientos. Die Studie zeigt, dass das neue Weltraumteleskop in der Lage ist, die Anwesenheit einer möglichen Atmosphäre zu bestätigen.

„Mit dem ‚James Webb Space Telescope‘ haben wir zum ersten Mal ein Teleskop, das groß genug ist, um Felsplaneten zu untersuchen und herauszubekommen, ob LP 890-9c noch eine heiße, lebendige Erde ist oder ein Planet, wo alles Wasser schon verdampft und in der Atmosphäre gefangen ist – oder der Planet sein Wasser schon ganz verloren hat und eine Venus geworden ist. Am Limit unseres Verständnisses lernen wir oft am meisten Neues“, betont Kaltenegger. Deshalb möchte die Astronomin auch versuchen, JWST-Beobachtungszeit für den Exoplaneten zu bekommen.

Exoplanet LP 890-9c könnte auch der Venus ähneln

Beobachtet JWST den Exoplaneten dreimal dabei, wie er vor seinem Stern vorbeizieht (ein sogenannter Transit), könnte das Teleskop bereits zeigen, ob die Atmosphäre zu einem großen Teil aus Wasserdampf besteht. Nach acht Transits könnte JWST eine Venus-ähnliche Atmosphäre entdecken, nach 20 Transits könnte das Teleskop auch Hinweise auf ein mögliches Szenario einer heißen, aber bewohnbaren Erde finden, stellt das Forschungsteam fest.

Mit dem ‚James Webb Space Telescope‘ haben wir zum ersten Mal ein Teleskop, das groß genug ist, um Felsplaneten zu untersuchen und herauszubekommen, ob LP 890-9c noch eine heiße, lebendige Erde ist oder ein Planet, wo alles Wasser schon verdampft und in der Atmosphäre gefangen ist – oder der Planet sein Wasser schon ganz verloren hat und eine Venus geworden ist. Am Limit unseres Verständnisses lernen wir oft am meisten Neues.

Es ist jedoch trotz allem auch möglich, dass der Exoplanet LP 890-9c keinerlei Atmosphäre hat und kein Leben auf ihm existiert. Er könnte auch der Venus ähneln, mit dicken Wolken, die einen Treibhauseffekt verursachen und nur wenige Informationen nach außen dringen lassen. „Wir wissen nicht, wie dieser Planet am Rande der Bewohnbarkeit beschaffen sein könnte, also müssen wir nachsehen“, betont Kaltenegger. „Das ist es, worum es bei der echten Forschung geht“. (tab)