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Extrasolare Planeten: Ein eisiger Planet bei Barnards Pfeilstern

Unser zweitnächster Nachbar im All, Barnards Pfeilstern, wird von einem Planeten mit mindestens der dreifachen Masse unserer Erde umkreist. Er ist so weit vom leuchtschwachen Roten Zwerg entfernt, dass er sehr kalt und damit für Leben, wie wir es kennen, nicht geeignet ist.
Planet unter Beschuss

Rund sechs Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Schlangenträger befindet sich Barnards Pfeilstern, ein Roter Zwerg mit nur etwa vier Promille der solaren Leuchtkraft. Er ist nach den drei Sonnen des Systems Alpha Centauri der uns nächste Stern. Nun konnte ein internationales Forscherteam um Ignasi Ribas vom spanischen Institut de Ciències de l'Espai einen Planeten im Umlauf um den Zwergstern nachweisen. Dafür wertete die Astronomengruppe, zu der auch Wissenschaftler aus Deutschland gehören, Messdaten aus einem Zeitraum von 20 Jahren aus. Demnach benötigt »Barnards Stern b« 233 Tage für eine Umrundung des Roten Zwergs und hat eine Mindestmasse vom 3,2-Fachen des irdischen Werts.

Eine Supererde im Umlauf um Barnards Pfeilstern (Illustration)
Eine Supererde im Umlauf um Barnards Pfeilstern | So wie in dieser Illustration könnte der Planet um Barnards Pfeilstern aussehen. Hier wird von einer felsigen Welt – einer Supererde – ausgegangen, die eine Mindestmasse vom 3,2-fachen der irdischen aufweist.

Die Forscher fanden den Planeten mit dem Radialgeschwindigkeitsverfahren, indem sie nach winzigen periodischen Veränderungen in der Bewegung des Sterns über den Himmel suchten. Dafür setzten sie unter anderem den Präzisionsspektrografen CARMENES ein, der am 3,5-Meter-Teleskop auf dem Calar Alto in Spanien angebracht ist. Zudem nutzten sie Messdaten aus der Vergangenheit, die mit anderen Instrumenten gewonnen worden waren. Die Astronomen fahndeten nach winzigen, wiederkehrenden Verschiebungen ausgesuchter Linien im Spektrum des Roten Zwergs. Bei der Analyse unter Einsatz unterschiedlicher statistischer Verfahren fanden die Forscher schließlich eine Periode von 233 Tagen, die sich am besten mit einem Planeten im Umlauf um Barnards Pfeilstern erklären lässt.

Der Planet umrundet den Roten Zwerg in rund 40 Prozent des Abstands Erde-Sonne, so dass er nur etwa zwei Prozent des Strahlungsflusses erhält, der die Erde von unserer Sonne erreicht. Daher errechnen die Forscher eine Oberflächentemperatur von –170 Grad Celsius für Barnards Stern b. Somit ist diese Welt sehr eisig und für Leben, wie wir es kennen, sicherlich ungeeignet. Seine Mindestmasse vom 3,2-fachen der irdischen weist darauf hin, dass dieser Planet eine so genannte Supererde und somit wahrscheinlich ein Felsplanet ist. Da er von uns aus gesehen nicht vor seinem Zentralgestirn durchzieht, ist seine Größe unbekannt.

Barnards Pfeilstern erhielt seinen Namen, weil er derjenige Stern ist, der am schnellsten über den Himmel zieht. Innerhalb weniger Jahre verschiebt sich seine Position gegenüber den Hintergrundsternen deutlich, die Driftrate beträgt rund zehn Bogensekunden pro Jahr. Daher fiel er bereits im Jahr 1916 dem US-amerikanischen Astronomen Edward Emerson Barnard (1857–1923) auf, als dieser Fotografien des Sternbilds Schlangenträger, die im Abstand einiger Jahre entstanden, miteinander verglich. Die relativ kurze Distanz von sechs Lichtjahren ist der Grund für die schnelle Bewegung des Sterns am Himmel.

Aber nicht nur seine hohe Geschwindigkeit machte Barnards Pfeilstern bekannt, schon vor mehr als 50 Jahren behaupteten Astronomen, dass sie Hinweise auf das Vorhandensein eines oder mehrerer Planeten von der Masse des Jupiter gefunden hätten. Zwar war diese Behauptung von Anfang an umstritten, aber erst in den 1980er Jahren wurde klar, dass es sich um Messfehler gehandelt haben musste. Der jetzt gefundene Planet weist nur etwa ein Hundertstel der Masse von Jupiter auf, ist also im Vergleich eher ein Winzling.

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