Um den 18 Lichtjahre von der Erde entfernten roten Zwergstern Gliese 251 kreist ein erdähnlicher Planet in der lebensfreundlichen Zone. Erste Hinweise auf den Exoplaneten – so nennen Astronominnen und Astronomen Planeten bei anderen Sternen – fand ein internationales Forschungsteam in über einen Zeitraum von 20 Jahren gesammelten Archivdaten.
Weitere, sehr präzise Beobachtungen bestätigten den Verdacht: Neben dem bereits seit 2020 bekannten, auf einer engen Bahn kreisenden Planeten Gliese 251b umrundet ein zweiter Planet, Gliese 251c, alle 54 Tage den Stern. Schon in wenigen Jahren könnten neue Großteleskope die Atmosphäre von Gliese 251c auf etwaige Lebensspuren hin untersuchen, schreiben die US-Wissenschaftler im Fachblatt "Astronomical Journal". "Der Exoplanet befindet sich in der lebensfreundlichen Zone des Sterns", erklärt Co-Autor Suvrath Mahadevan von der Pennsylvania State University. "Die Entfernung vom Stern ist also gerade richtig, damit flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren kann – wenn er die richtige Atmosphäre besitzt."
Gliese 251c wurde indirekt nachgewiesen
Zusammen mit der Nähe zur Erde – 18 Lichtjahre sind astronomisch gesehen ein Katzensprung – ist Gliese 251c nach Ansicht des Teams deshalb eines der am besten geeigneten Objekte für die Suche nach Biosignaturen, nach Molekülen also, die auf die Existenz von Leben hinweisen
Schon in wenigen Jahren könnte eine solche Suche mit neuen Großteleskopen starten, etwa mit dem derzeit in Chile gebauten Extremely Large Telescope (ELT) der Europäischen Südsternwarte ESO, das noch in diesem Jahrzehnt in Betrieb gehen soll. Mit seinem knapp 40 Meter durchmessenden Hauptspiegel könnte das ELT den Planeten nicht nur direkt abbilden, sondern sogar seine Atmosphäre untersuchen. Mahadevan und seine Kollegen haben bereits Klimasimulationen für Gliese 251c durchgeführt, um herauszufinden, welche Art von Strahlung aus der Atmosphäre zu erwarten ist.
Bislang haben die Astronomen den Planeten allerdings nicht zu Gesicht bekommen. Sie konnten ihn nur indirekt nachweisen. Denn streng genommen umkreist ein Planet nicht seinen Stern, sondern Stern und Planet umrunden ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Ist der Planet sehr groß oder der Stern eher klein – wie in diesem Fall, dann lässt sich die Bewegung des Sterns aus der Ferne über den Doppler-Effekt nachweisen.
Dieser Effekt spielt bereits im Alltag eine Rolle: Bewegt sich ein Fahrzeug auf uns zu, so erscheint sein Motorgeräusch höher, als wenn es sich von uns fortbewegt. Ähnlich wie bei Schall tritt dieses Phänomen auch bei Licht auf. Wenn der Stern sich auf die Erde zu bewegt, erscheint sein Licht kurzwelliger, bewegt er sich von der Erde weg, langwelliger. Treten solche Verschiebungen periodisch auf, also in einem festen Rhythmus, so sind sie ein deutlicher Hinweis auf die Existenz eines Planeten.
Auf diese Weise hatten Astronomen bereits 2020 einen Planeten bei Gliese 251 aufgespürt, der knapp die vierfache Masse der Erde enthält und den Stern alle 14 Tage umkreist. "Super-Erden" nennen Astronomen solche Gesteinsplaneten, auf denen trotz ihrer größeren Masse erdähnliche Bedingungen herrschen könnten.
Suche nach Biosignaturen in der Atmosphäre des Planeten
Mahadevan und seine Kollegen haben nun alle vorliegenden, über 20 Jahre gesammelten Beobachtungen des Sterns einer genauen Analyse unterzogen. Dabei stießen nicht nur auf die bekannte Doppler-Periode von 14 Tagen, sondern auf fünf weitere regelmäßige Schwankungen. Vier davon konnten die Forscher der magnetischen Aktivität des Sterns zuordnen. Ähnlich wie unsere Sonne zeigt Gliese 251 periodische Veränderungen seines Magnetfelds. Bei unserem Zentralgestirn führen sie beispielsweise zu den dunklen Sonnenflecken. Bei Sternen können sie eine Bewegung vortäuschen, die dem Einfluss eines Planeten ähnelt.
Eine der neu entdeckten Schwankungen im Sternenlicht ließ sich so jedoch nicht erklären. Die einzige Lösung: Eine weitere Super-Erde, ebenfalls etwa mit der vierfachen Masse der Erde, umkreist Gliese alle 54 Tage. Für die Astronomen könnte sich diese Super-Erde schon in wenigen Jahren als Super-Planet erweisen – wenn die Suche nach Biosignaturen in der Atmosphäre des Planeten beginnt.
