Astronomie Erde 2 im Nachbarsonnensystem: Forscher modellieren Planet "α-Cen-Erde"

Unser Nachbarsonnensystem – das Binärsystem Alpha Centauri A/B – hat uns in den letzten Jahren viele Geheimnisse verraten. Jetzt haben Forschende modelliert, wie ein Planet in diesem System aussehen könnte, der der Erde ähnlich ist. Sie nennen ihn Alpha-Cen-Erde.

Doppelsternsystem Alpha Centauri AB
Wie Scheinwerfer im Weltall: Hubbles schärfstes Bild der beiden Sterne Alpha Centauri A (links) und Alpha Centauri B (rechts) Bildrechte: ESA/Hubble & NASA

Alpha-Centauri ist das der Erde am nächsten gelegene Sternensystem. Die Gruppe aus drei Sternen befindet sich im Sternbild Centaurus (der Zentaur). Sie besteht aus einem Binärsystem, das von den Sternen Alpha Centauri A und Alpha Centauri B gebildet wird. Zur Gruppe wird auch der schwache rote Zwerg Alpha Centauri C gezählt, besser bekannt als Proxima Centauri.

Das Dreifachsternsystem ist von der Südhalbkugel der Erde aus in rund 4,3 Lichtjahren gut zu sehen. Und Astronomen haben bereits herausgefunden, dass um den kleinsten der drei Sterne, Proxima Centauri, drei Planeten kreisen, einer davon sogar in der habitablen Zone, wo zumindest das Potential für Leben existiert. Noch spannender für die Astronominnen und Astronomen wäre allerdings die Entdeckung von Planeten um Alpha Centauri A oder B, denn beide sind ähnlich groß wie unsere Sonne. Alpha Centauri A ist sogar vom gleichen Sterntyp G2 (ein sogenannter Gelber Zwerg), nur etwas größer. Alpha Centauri B ist ein Stern vom Typ K1 (er strahlt mehr orange) und etwas kleiner als unsere Sonne.

Die Himmelsregion um Alpha Centauri und Proxima Centauri
Dieses Bild zeigt die Himmelsregion um den hellen Stern Alpha Centauri A/B sowie um den viel schwächeren roten Zwergstern Proxima Centauri, den zu unserem Sonnensystem nächstgelegenen Stern. Das Bild wurde aus Bildern des Digitized Sky Survey 2 zusammengestellt. Der blaue Halo um Alpha Centauri A/B ist ein Artefakt des fotografischen Prozesses, der Stern ist in Wirklichkeit schwach gelb wie unsere Sonne. Bildrechte: ESO

Wie kommt man die Informationen über mögliche Planeten?

Ein internationales Team unter der Leitung von Wissenschaftlern der ETH Zürich hat nun ein Modell entwickelt, das die Zusammensetzung eines hypothetischen Gesteinsplaneten in der habitablen Zone von Alpha Centauri A/B abschätzen soll. Ausgangspunkt der Modellierung waren die spektroskopisch gemessenen chemischen Zusammensetzungen von Alpha Centauri A und Alpha Centauri B. Dabei geht es sowohl um gesteinsbildende Elemente (wie Eisen, Magnesium und Silizium) aber auch flüchtige Elemente (einschließlich Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff). Aus diesen Daten konnten sie mögliche Zusammensetzungen eines hypothetischen Planetenkörpers projizieren, der einen der Sterne umkreist.

Wie könnte so eine Erde aussehen?

Wie sieht die α-Cen-Erde aus (wenn sie existiert)? Sie könnte unserer Erde geochemisch ähnlich sein, so die Forscher, mit einem Mantel, der von Silikaten dominiert wird, aber auch viel Graphit und Diamant enthält. Damit sollte der Planet in der Lage sein, wie unsere Erde genügend Wasser zu speichern. Der Eisenkern könnte jedoch größer sein und es gäbe noch eine Besonderheit. Denn auf Alpha-Cen-Erde wären Erdbeben extrem selten, da es kaum geologische Aktivität gibt und keine Plattentektonik. Die größte Überraschung war jedoch, schreiben die Forscher in ihre Mitteilung, dass die frühe Atmosphäre des hypothetischen Planeten von Kohlendioxid, Methan und Wasser dominiert worden sein könnte – ähnlich wie auf der Erde im Archaikum vor 4 bis 2,5 Milliarden Jahren, als das erste Leben auf unserem Planeten entstand.

Blick zum südlichen Sternenhimmel über dem ESO 3,6 Meter Teleskop am La-Silla-Observatorium in Chile
Das Alpha-Centauri-System ist am südlichen Sternenhimmel gut zu erkennen. Hier über dem ESO 3,6 Meter Teleskop am La-Silla-Observatorium in Chile. Bildrechte: Y. Beletsky (LCO)/ESO/ESA/NASA/M. Zamani

Können wir die Planeten entdecken?

Die Chancen, demnächst einen Planeten um einen der beiden Sterne zu entdecken, sind gerade sehr günstig. Das liegt zum einen an der Tatsache, dass Alpha Centauri A und Alpha Centauri B aus Sicht der Erde noch bis 2035 ausreichend voneinander getrennt sein werden, so dass das Licht der Sterne die Suche weniger behindert. Und die Forscher, nicht nur an der ETH, setzen große Hoffnungen auf die kommenden Stars der Astronomie. Bereits ab Mitte 2022 wird das James Webb Weltraumteleskop einsatzfähig sein, von dem die Forscher neue Erkenntnisse über Exoplaneten erwarten. Und spätestens am Ende des Jahrzehnts wird das gerade im Bau befindliche Extremely Large Telescope (ELT) an der Europäischen Südsternwarte in Chile seinen Blick ins All richten. Und das soll in der Lage sein, felsige Exoplaneten um nahegelegene sonnenähnliche Sterne direkt abbilden. Wenn das klappt, sehen wir vielleicht in wenigen Jahren das erste echte Foto von Erde 2.

Links/Studien

A Model Earth-sized Planet in the Habitable Zone of α Centauri A/B ist am 10.03.2022 in "The Astrophysical Journal" erschienen.

gp

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Das James Webb Weltraumteleskop 5 min
Bildrechte: ESA

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