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Astronomie+Physik

Zwei Erdzwillinge verschwinden

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Exoplaneten um Gliese 581 im Jahr 2010 und heute (Penn State University)
Sie gelten als die vielversprechendsten Kandidaten für außerirdisches Leben: erdähnliche Gesteinsplaneten, die in der lebensfreundlichen Zone ihres Sterns kreisen. Immerhin einige dieser Erdzwillinge haben die Astronomen in den letzten Jahren ausfindig gemacht. Doch zwei davon entpuppen sich nun als Täuschung. Das im Lichtspektrum ihres Sterns, des Roten Zwergs Gliese 581, entdeckte Signal stammt nicht von der Schwerkraft der Planeten, sondern von Turbulenzen auf dem Stern selbst, wie ein internationales Forscherteam jetzt herausfand. In Zukunft muss dieser Störeffekt daher immer mit berücksichtigt werden, wenn Astronomen auf Planetenjagd gehen.

Der Stern Gliese 581 hat in den letzten Jahren schon mehrfach für Schlagzeilen gesorgt. Der rund 20 Lichtjahre von der Erde entfernte Rote Zwerg selbst ist zwar wenig spektakulär: Er leuchtet 500 Mal schwächer als die Sonne und ist nur ein Drittel so groß. Dafür aber versammelt der Zwergstern gleich mehrere Planeten um sich. Bereits 2005 entdeckten Astronomen sehr nah am Stern einen etwa neptungroßen Gasriesen. 2007 dann meldeten Forscher eine echte Sensation: Gleich zwei neue Super-Erden hatten sie um Gliese 581 aufgespürt. Und Gliese 581d, einer dieser beiden Gesteinsplaneten, sollte genau in der lebensfreundlichen Zone des Sterns kreisen – er wäre daher ein Kandidat für außerirdisches Leben. 2009 folgte dann die Entdeckung eines weiteren, allerdings sehr heißen Gesteinsplaneten um den Stern, 2010 verkündeten Astronomen zwei weitere Planeten um den Roten Zwerg. Einer von beiden, Gliese 581g, sollte auch in diesem Fall wieder eine Super-Erde in der habitablen Zone sein. Der Stern Gliese 581 beherbergt also gleich sechs Planeten, nahm man bisher an.

Verschiebungen im Spektrum

Entdeckt wurden die Planeten alle mit Hilfe winziger Schwankungen im Lichtspektrum des Sterns. Typischerweise geben die Wellenlängen des von einem Stern ausgesendeten Lichts auch Auskunft über seine Rotation, denn das von der sich gerader wegdrehenden Seite ausgehende Licht wird leicht gedehnt, das von der auf uns drehenden Seite leicht gestaucht. Weil Planeten durch ihre Schwerkraft leichte, periodische Schwankungen in der Rotation ihrer Sterne erzeugen, lässt sich ihre Präsenz über das stellare Lichtspektrum indirekt nachweisen. Das Problem dabei: Solche kleinen Verschiebungen des Lichtspektrums können auch durch Prozesse auf dem Stern selbst verursacht werden. Ein Beispiel sind magnetische Ausbrüche oder große Sonnenflecken. Paul Robertson von der Pennsylvania State University in University Park und seine Kollegen haben daher die spektralen Daten von Gliese 581 noch einmal genauer analysiert und Verschiebungen durch stellare Aktivitäten aus dem Signal herausgerechnet.

Das Ergebnis: „Die Signale für die beiden erdähnlichen Planeten verschwanden und ließen sich nicht mehr vom Hintergrundrauschen unterscheiden“, berichtet Koautor Suvrath Mahadevan von der Penn State. „Das zeigt, dass diese Signale durch die Aktivität des Sterns selbst und nicht durch die Präsenz dieser beiden vermeintlichen Planeten erzeugt wurden.“  Statt der Schwerkraft der Planeten waren Turbulenzen des stellaren Magnetfelds schuld an den winzigen spektralen Verschiebungen. Für die Super-Erde Gliese 581d kommt dieses Aus überraschend, nicht aber für Gliese 581g: Bei diesem Exoplanet hatten Astronomen schon zuvor den Verdacht, dass sein Signal auf einer falschen Interpretation der Messdaten beruhte. Denn sein Orbit und seine mutmaßliche Größe passten nicht zu gängigen Planetenmodellen und das spektrale Signal war zudem extrem schwach.

„Unser Ergebnis erklärt nun die teilweise widersprüchlichen Beobachtungen bei dem Zwergstern 581“, sagt Robertson. Im Endeffekt hat der Rote Zwerg Gliese 581 nunmehr statt sechs höchstwahrscheinlich nur noch drei Planeten. Denn einer der letzten Funde, Gliese 581f, galt schon vorher als zu unsicher und nicht eindeutig belegt. Der „Verlust“ gleich zweier hoffnungsvoller Erdzwillinge sei natürlich enttäuschend, so Robertson. Dafür aber hilft das Wissen um den „Störfunk“ vom Stern künftig dabei, solche erdähnlichen Planeten in habitablen Zonen sicherer identifizieren zu können. Die Astronomen sind bereits dabei, einen genaueren Detektor zu entwickeln, der die stellaren Signale mit einkalkuliert.

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Quelle:

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar
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