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Exoplaneten

Habitable Supererde bei GJ 667C entdeckt?

Möglicherweise gibt es im Dreifach-Sternsystem GJ 667 einen Exoplaneten mit lebensfreundlichen Bedingungen, da er die Komponente GJ 667C in der habitablen Zone umrundet. Bei einer minimalen Masse von 4,5 Erdmassen dürfte es sich um eine so genannte Supererde handeln, einem felsigen Planeten, der in seinem inneren Aufbau der Erde ähnelt. Besitzt er eine Atmosphäre, so könnten sich an seiner Oberfläche Ozeane aus flüssigem Wasser befinden.
Das Sternsystem GJ 667

Mittels erdgebundener Teleskope stießen Forscher um Guillem Anglada-Escudé von der Universität Göttingen und von der Carnegie Institution in Washington, DC, im Sternbild Skorpion auf einen Exoplaneten, auf dem möglicherweise lebensfreundliche Bedingungen herrschen könnten. Der Planet mit einer minimalen Masse von 4,5 Erdmassen umkreist den Stern GJ 667C, einen Roten Zwerg, der Mitglied des Dreifach-Sternsystems GJ 667 ist. Die Forscher um Anglada-Escudé sind übrigens nicht die ersten, die auf die Planeten um GJ 667C aufmerksam wurden. Eine Forschergruppe um Xavier Bonfils vom Institut für Planetologie und Astrophysik in Grenoble veröffentlichte Messdaten zu diesem System in einem am 24. November 2011 beim Fachjournal "Astronomy & Astrophysics" eingereichten Übersichtsartikel (siehe Quellen am Ende des Beitrags). Sie geben eine Mindestmasse von 3,9 Erdmassen für den Planeten an.

Das Sternsystem GJ 667
Das Sternsystem GJ 667 | Rund 22 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet sich im Sternbild Skorpion das Dreifach-Sternsystem GJ 667 mit zwei gelblichen Zwergsternen der Spektralklasse K (links) und einem roten Zwergstern der Spektralklasse M (Mitte). Rechts am Bildrand ist in dieser künstlerischen Darstellung die mögliche Supererde GJ667Cc zu sehen, die den roten Zwergstern umkreist.
Der Planet mit der Bezeichnung GJ 667Cc benötigt für einen Umlauf 28,2 Tage und ist im Mittel 0,12 Astronomische Einheiten (18,5 Millionen Kilometer) von seinem Zentralgestirn entfernt. Damit ist er GJ 667C deutlich näher als Merkur unserer Sonne. Da sein Stern aber nur etwa 30 Prozent der Masse unseres Zentralgestirns aufweist, leuchtet er mit nur 1,3 Prozent der solaren Leuchtkraft. So herrschen auf GJ 667Cc Temperaturen in einem für Leben angenehmen Bereich. Dies setzt allerdings voraus, dass der Exoplanet von einer ausreichend dicken Atmosphäre umgeben ist, welche die Anwesenheit flüssigen Wassers auf seiner Oberfläche ermöglicht. Über ihr Vorhandensein ist aber derzeit noch nichts bekannt. Zudem ist die Masse von GJ 667Cc nur sehr ungenau bestimmt, wobei die Angabe von 4,5 Erdmassen die minimale Masse bezeichnet. Sollte sie doch deutlich höher liegen, so könnte der Planet statt einer Supererde auch ein Mini-Neptun sein. Dieser würde überwiegend aus einem mächtigen Mantel aus Gasen und Eis um einen Gesteinsplaneten als Kern bestehen. Eine solche Welt wäre für Leben, wie wir es kennen, ungeeignet.

Die Planeten um GJ 667C
Die Planeten um GJ 667C | Den roten Zwerg GJ 667 umrunden mit hoher Wahrscheinlichkeit drei Planeten. Im blau-türkisen Bereich, der die habitable Zone um den Stern angibt, kreist die Supererde c. Ihr Abstand zum Stern bietet gute Voraussetzungen für die Existenz von flüssigem Wasser, falls eine Atmosphäre vorhanden ist. Der innere Planet b liegt zu nah am Zwergstern und ist zu heiß. Möglicherweise existiert eine weitere Supererde, d. Sie ist soweit von ihrem leuchtschwachen Zentralgestirn entfernt, dass sie für flüssiges Wasser an seiner Oberfläche zu kalt ist. Besäße Planet d jedoch eine dichte, überwiegend aus Kohlendioxid bestehende Atmosphäre, dann könnten auch auf seiner Oberfläche angenehme Bedingungen herrschen.
Im Sonnensystem von GJ 667C gibt es noch einen weiteren Planeten, der innerhalb der Bahn von GJ 667Cc seine Runden zieht. GJ 667Cb ist im Mittel 0,05 Astronomische Einheiten (7,5 Millionen Kilometer) von seinem Zentralgestirn entfernt und hat eine Masse von rund sechs Erdmassen. Für einen Umlauf benötigt er nur 7,2 Tage. Durch die große Nähe zu seiner Sonne ist er an seiner Oberfläche mehrere hundert Grad Celsius heiß und für Leben ungeeignet. Zudem hat das Forscherteam um Anglada-Escudé Hinweise auf zwei weitere Planeten in diesem System. Einer von ihnen könnte eine weitere Supererde sein, die rund 75 Tage für einen Umlauf benötigt. Der zweite Kandidat ist ein Gasriese ähnlich Jupiter, der noch weiter außen umläuft. Um diese Welten zu bestätigen, benötigen die Forscher noch mehr Mess- und Analysezeit.

Das Dreifach-Sternsystem GJ 667 ist rund 22 Lichtjahre von uns entfernt und liegt somit in unserer näheren kosmischen Umgebung. Es ist ein so genanntes hierarchisches System, in dem die Komponenten GJ 667A und GJ 667B in einem geringen Abstand von im Mittel 12,6 Astronomischen Einheiten ihren gemeinsamen Schwerpunkt auf elliptischen Bahnen umrunden. Wesentlich weiter draußen umkreist die Komponente GJ 667C die beiden Sterne in einem mittleren Abstand von 136 Astronomischen Einheiten. GJ 667A und GJ 667B sind Sterne des Spektraltyps K und weisen Massen von 75 beziehungsweise 65 Prozent der Sonnenmasse auf. Ihre Helligkeiten erreichen zwölf beziehungsweise fünf Prozent der solaren Leuchtkraft. Die beiden Sterne leuchten mit scheinbaren Helligkeiten von rund 7 mag und lassen sich daher auch mit Amateurteleskopen sichten. Sie erscheinen visuell allerdings als ein leuchtschwacher Sternpunkt, da sie maximal 1,8 Bogensekunden voneinander getrennt am Himmel stehen.

Durch den großen Abstand von den beiden Hauptsternen des Systems werden die Umlaufbahnen der Planeten um GJ 667C praktisch nicht gestört. Für einen hypothetischen Bewohner von GJ 667Cc können aber bis zu drei helle Sternscheiben gleichzeitig am Himmel stehen, und die Sonnenauf- und Untergänge auf dieser Welt müssen spektakulär sein. Erstaunlich ist es, dass im System GJ 667 überhaupt Planeten vorkommen, denn die Sterne enthalten nur etwa ein Viertel des Gehalts an schwereren Elementen wie Kohlenstoff, Silizium und Eisen im Vergleich zu unserer Sonne. Bisherige Untersuchungen an Exoplaneten zeigen, dass ihre Anwesenheit umso wahrscheinlicher ist, je mehr schwere Elemente in den Spektren der Muttersterne auftreten.

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