Planetenforschung Dicht, heiß und nah: Exoplanet GJ 367b – nur ein Katzensprung von der Erde entfernt

Wenn das Jahr nicht einmal acht Stunden dauert: Forscher entdecken einen superschnellen Planeten, der seine Sonne in weniger als acht Stunden umrundet. Weil er mit 31 Lichtjahren quasi nur einen Katzensprung von der Erde entfernt ist, konnten die Forschenden seine Eigenschaften bestimmen. Ihre erste Bilanz: Der neue Exoplanet GJ 367b ist so groß wie der Merkur und beschaffen wie der Mars und etwa halb so schwer wie die Erde.

The exoplanet GJ 367b
Der Exoplant GJ 367 b ist mit nur 31 Lichtjahren zwar - im Verhältnis - nicht weit von der Erde entfernt, aber mit 1.500 Grad, könnte es dort für Menschen zu heiß werden. Bildrechte: SPP 1992 (Patricia Klein)

Der neue extrasolare Planet "GJ 367 b" zählt deswegen trotz seiner höheren Dichte zu den masseärmsten unter den fast 5.000 bekannten Exoplaneten. Mit einem Durchmesser von knapp über 9.000 Kilometern ist er etwas größer als der Mars und gilt mit einer Umlaufzeit von nur einem Drittel eines Erdtages also von nur 7,7 Stunden als Schnelldreher.

Als Gesteinsplanet eingestuft

"Aufgrund der genauen Bestimmung seines Radius und seiner Masse wird GJ 367b als Gesteinsplanet eingestuft", berichtet Kristine Lam vom Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Er scheint Ähnlichkeiten mit Merkur zu haben. Damit gehört er zu den erdgroßen terrestrischen Planeten und bringt die Forschung auf der Suche nach einer 'zweiten Erde' einen Schritt voran.

Kristine Lam Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Schlüssel im Verständnis von terrestrischen Planeten

Die Entdeckung zeige, dass es möglich sei, die Eigenschaften selbst der kleinsten und massearmen Exoplaneten genau zu bestimmen. Solche Untersuchungen seien ein Schlüssel zum Verständnis der Entstehung und Entwicklung von terrestrischen Planeten, erklärte Lam. Mit Szilárd Csizmadia vom DLR leitet sie eine internationale Gruppe von 78 Forschern, die ihre Ergebnisse jetzt in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht haben.

72 Prozent des Erdradius

GJ 367 b gehört zur Gruppe der "ultrakurzperiodischen" (USP) Exoplaneten, die ihren Stern in weniger als 24 Stunden umkreisen. Er wurde mit Hilfe des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA entdeckt.

"Wir kennen bereits einige von ihnen, aber ihre Herkunft ist noch unbekannt", "Indem wir die genauen grundlegenden Eigenschaften des USP-Planeten messen, können wir einen Einblick in die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte des Systems gewinnen", sagt Kristine Lam. Nach der Entdeckung des Planeten mit TESS und der Transitmethode sei das Spektrum seines Sterns vom Boden aus mit der Radialgeschwindigkeitsmethode untersucht.

Die Masse des Planeten bestimmten die Forschenden den Angaben zufolge mit dem High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), einem Instrument, das am Teleskop der Europäischen Südsternwarte in Chile installiert ist. Das Ergebnis ist erstaunlich genau: Sein Radius beträgt 72 Prozent des Erdradius und seine Masse 55 Prozent der Erdmasse.

Darstellung eines Sonnensystems und der Umlaufbahn eines Planeten. 1 min
Bildrechte: ESO/L.Calçada/spaceengine.org
1 min

Die Animation zeigt, in welche Richtung ein Raumschiff von der Erde zum Planeten WASP-76b fliegen müsste.

Mi 11.03.2020 14:06Uhr 00:31 min

https://www.mdr.de/wissen/videos/aktuell/Flug-Erde-Exoplanet-WASP-100.html

Rechte: MDR Wissen

Video

Der neue Planet wird von Eisenkern dominiert

Mit den genauen Angaben zu Radius und Masse konnten die Forschenden Rückschlüsse auf den inneren Aufbau des Exoplaneten ziehen. Es handelt sich um einen massearmen Gesteinsplaneten, der jedoch eine höhere Dichte als die Erde aufweist, nahe an der Dichte von reinem Eisen. "Die hohe Dichte deutet darauf hin, dass der Planet von einem Eisenkern dominiert wird", erklärt Szilárd Csizmadia vom DLR. "Diese Eigenschaften ähneln denen des Merkurs mit seinem überproportional großen Eisen- und Nickelkern, der ihn von anderen irdischen Körpern im Sonnensystem unterscheidet."

Illustration eines Exoplaneten: Braun-grauer Planet mit kleinen Wolkenfeldern und Eiskappen vor schwarz-grauem, dunklen Hintergrund, dem Weltall.
Irgendwie erdenähnlich, irgendwie ganz exotisch: Illustration des Exoplaneten Kepler-62f, der 2013 entdeckt wurde. Auch hier wird Wasser vermutet. Bildrechte: NASA/Ames/JPL-Caltech

Temperatur könnte bis 1.500 Grad erreichen

Den Wissenschaftlern zufolge kreist der neu entdeckte Exoplanet allerdings so nah um seine Sonne, dass er "einer extrem hohen Strahlung ausgesetzt ist". Diese sei 500 Mal stärker als die auf der Erde. "Die Oberflächentemperatur könnte bis zu 1.500 Grad Celsius erreichen - eine Temperatur, bei der alle Gesteine und Metalle schmelzen würden", hieß es.

GJ 367 b kann daher nicht als eine "zweite Erde" betrachtet werden.

Mutterstern ist ein "Roter Zwerg

Aber es besteht die Möglichkeit, dass der Planet bewohnbare Partner hat. Sein Stern ist ein Roter Zwerg oder M-Zwerg, ein Sternentyp, der normalerweise mehrere Planeten beherbergt. Die Entdeckung von GJ 367 b um einen solchen Stern deutet auf die Möglichkeit weiterer Planeten in diesem System hin, was den Wissenschaftlern helfen könnte, die Entstehung von GJ 376 b und anderen ultrakurzperiodischen Planeten zu verstehen.

Rote Sterne Rote Zwerge sind nicht nur kleiner, sondern auch kühler als die Sonne. Das macht es einfacher, die zugehörigen Planeten zu finden und zu charakterisieren. Sie gehören zu den häufigsten stellaren Objekten in unserer kosmischen Nachbarschaft und sind daher geeignete Ziele für die Exoplanetenforschung. Die Forscher schätzen, dass diese Roten Zwerge, die auch als Sterne der Klasse M bezeichnet werden, von durchschnittlich zwei bis drei Planeten umkreist werden.

(kt)

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