Exoplanet um Barnards Stern nachgewiesen

Astro­nom­in­nen und Astro­no­men haben mit dem Very Lar­ge Telescope (VLT) der Euro­päi­schen Süd­stern­war­te (ESO) einen Exo­pla­ne­ten ent­deckt, der Bar­nards Stern umkreist – den unse­rer Son­ne am nächs­ten gele­ge­nen Ein­zel­stern. Auf die­sem neu ent­deck­ten Exo­pla­ne­ten, der min­des­tens die Hälf­te der Mas­se der Venus hat, dau­ert ein Jahr etwas mehr als drei Erden­ta­ge. Die Beob­ach­tun­gen des Teams deu­ten auch auf die Exis­tenz von drei wei­te­ren Exo­pla­ne­ten-Kan­di­da­ten hin, die sich auf ver­schie­de­nen Bah­nen um den Stern bewegen.

Der nur sechs Licht­jah­re ent­fern­te Bar­nards Stern ist nach dem Drei­fach­stern­sys­tem Alpha Cen­tau­ri das zweit­nächs­te Ster­nen­sys­tem und der uns am nächs­ten gele­ge­ne Ein­zel­stern. Auf­grund sei­ner Nähe ist er ein Haupt­ziel bei der Suche nach erd­ähn­li­chen Exo­pla­ne­ten. Trotz eines viel­ver­spre­chen­den Befunds im Jahr 2018 wur­de bis­her kein Pla­net um Bar­nards Stern bestätigt.

Die Ent­de­ckung die­ses neu­en Exo­pla­ne­ten, die in einem heu­te in der Zeit­schrift Astro­no­my & Astro­phy­sics ver­öf­fent­lich­ten Arti­kel bekannt gege­ben wur­de, ist das Ergeb­nis von Beob­ach­tun­gen, die in den ver­gan­ge­nen fünf Jah­ren mit dem VLT der ESO am Par­anal-Obser­va­to­ri­um in Chi­le durch­ge­führt wur­den. „Auch wenn es lan­ge gedau­ert hat, waren wir immer zuver­sicht­lich, dass wir etwas fin­den wür­den“, sagt Jonay Gon­zá­lez Hernán­dez, For­scher am Insti­tu­to de Astrofí­si­ca de Cana­ri­as in Spa­ni­en und Haupt­au­tor des Arti­kels. Das Team such­te nach Signa­len von mög­li­chen Exo­pla­ne­ten inner­halb der habi­ta­blen oder gemä­ßig­ten Zone von Bar­nards Stern – dem Bereich, in dem flüs­si­ges Was­ser auf der Ober­flä­che des Pla­ne­ten exis­tie­ren kann. Rote Zwer­ge wie Bar­nards Stern sind oft das Ziel von Astro­nom­in­nen und Astro­no­men, da mas­se­ar­me Gesteins­pla­ne­ten dort leich­ter zu ent­de­cken sind als um grö­ße­re son­nen­ähn­li­che Ster­ne. [1]

Bar­nard b [2], wie der neu ent­deck­te Exo­pla­net genannt wird, ist zwan­zig­mal näher an Bar­nards Stern als Mer­kur an der Son­ne. Er umkreist sei­nen Stern in 3,15 Erden­ta­gen und hat eine Ober­flä­chen­tem­pe­ra­tur von etwa 125 °C. „Bar­nard b ist einer der mas­se­ärms­ten bekann­ten Exo­pla­ne­ten und einer der weni­gen, deren Mas­se gerin­ger ist als die der Erde. Aber der Pla­net ist zu nah am Stern, näher als die habi­ta­ble Zone“, erklärt Gon­zá­lez Hernán­dez. „Selbst wenn der Stern etwa 2500 Grad küh­ler ist als unse­re Son­ne, ist es dort zu heiß, um flüs­si­ges Was­ser auf der Ober­flä­che zu ermög­li­chen.“

Für ihre Beob­ach­tun­gen ver­wen­de­te das Team ESPRESSO, ein hoch­prä­zi­ses Instru­ment, das ent­wi­ckelt wur­de, um die durch die Anzie­hungs­kraft eines oder meh­re­rer umkrei­sen­der Pla­ne­ten ver­ur­sach­te Tau­mel­be­we­gung eines Sterns zu mes­sen. Die Ergeb­nis­se die­ser Beob­ach­tun­gen wur­den durch Daten ande­rer Instru­men­te bestä­tigt, die eben­falls auf die Suche nach Exo­pla­ne­ten spe­zia­li­siert sind: HARPS am La-Sil­la-Obser­va­to­ri­um der ESO, HARPS‑N und CARMENES. Die neu­en Daten stüt­zen jedoch nicht die Exis­tenz des 2018 gemel­de­ten Exoplaneten.

Zusätz­lich zu dem bestä­tig­ten Pla­ne­ten fand das inter­na­tio­na­le Team auch Hin­wei­se auf drei wei­te­re Exo­pla­ne­ten-Kan­di­da­ten, die den­sel­ben Stern umkrei­sen. Die­se Kan­di­da­ten müs­sen jedoch durch zusätz­li­che Beob­ach­tun­gen mit ESPRESSO bestä­tigt wer­den. „Wir müs­sen die­sen Stern nun wei­ter beob­ach­ten, um die Signa­le der ande­ren Kan­di­da­ten zu über­prü­fen“, sagt Ale­jan­dro Suá­rez Mas­ca­re­ño, For­scher am Insti­tu­to de Astrofí­si­ca de Cana­ri­as und Mit­au­tor der Stu­die. „Aber die Ent­de­ckung die­ses Pla­ne­ten, zusam­men mit ande­ren frü­he­ren Ent­de­ckun­gen wie Pro­xi­ma b und d, zeigt, dass unser kos­mi­scher Hin­ter­hof vol­ler mas­se­ar­mer Pla­ne­ten ist.“

Das der­zeit im Bau befind­li­che Extre­me­ly Lar­ge Telescope (ELT) der ESO wird die Exo­pla­ne­ten­for­schung revo­lu­tio­nie­ren. Mit dem ANDES-Instru­ment des ELT wer­den For­scher in der Lage sein, mehr die­ser klei­nen Gesteins­pla­ne­ten in der gemä­ßig­ten Zone um nahe­ge­le­ge­ne Ster­ne zu ent­de­cken, die außer­halb der Reich­wei­te aktu­el­ler Tele­sko­pe lie­gen, und die Zusam­men­set­zung ihrer Atmo­sphä­ren zu untersuchen.

MN

Anmerkungen

[1] Astro­no­men neh­men küh­le Ster­ne wie Rote Zwer­ge ins Visier, weil ihre gemä­ßig­te Zone viel näher am Stern liegt als bei hei­ße­ren Ster­nen wie der Son­ne. Das bedeu­tet, dass die Pla­ne­ten, die in ihrer gemä­ßig­ten Zone umlau­fen, kür­ze­re Umlauf­zei­ten haben, sodass Astro­no­men sie über meh­re­re Tage oder Wochen statt über Jah­re hin­weg beob­ach­ten kön­nen. Außer­dem sind Rote Zwer­ge viel weni­ger mas­se­reich als die Son­ne, sodass sie durch die Anzie­hungs­kraft der Pla­ne­ten leich­ter gestört wer­den und daher stär­ker taumeln.

[2] In der Wis­sen­schaft ist es üblich, Exo­pla­ne­ten nach dem Namen ihres Wirts­sterns zu benen­nen und einen Klein­buch­sta­ben hin­zu­zu­fü­gen, wobei „b“ für den ers­ten bekann­ten Pla­ne­ten steht, „c“ für den nächs­ten und so wei­ter. Der Name Bar­nard b wur­de daher auch einem zuvor ver­mu­te­ten Pla­ne­ten­kan­di­da­ten um Bar­nards Stern gege­ben, den Wis­sen­schaft­ler jedoch nicht bestä­ti­gen konnten.

Hintergrundinformationen

Die­se For­schungs­ar­beit wur­de in dem Arti­kel „A sub-Earth-mass pla­net orbi­ting Barnard’s star“ ver­öf­fent­licht, der in Astro­no­my & Astro­phy­sics (https://www.aanda.org/10.1051/0004–6361/202451311) erscheint.

Die Euro­päi­sche Süd­stern­war­te (ESO) befä­higt Wissenschaftler*innen welt­weit, die Geheim­nis­se des Uni­ver­sums zum Nut­zen aller zu ent­de­cken. Wir ent­wer­fen, bau­en und betrei­ben Obser­va­to­ri­en von Welt­rang, die Astro­nom­in­nen und Astro­no­men nut­zen, um span­nen­de Fra­gen zu beant­wor­ten und die Fas­zi­na­ti­on der Astro­no­mie zu wecken, und wir för­dern die inter­na­tio­na­le Zusam­men­ar­beit in der Astro­no­mie. Die ESO wur­de 1962 als zwi­schen­staat­li­che Orga­ni­sa­ti­on gegrün­det und wird heu­te von 16 Mit­glied­staa­ten (Bel­gi­en, Däne­mark, Deutsch­land, Frank­reich, Finn­land, Irland, Ita­li­en, den Nie­der­lan­den, Öster­reich, Polen, Por­tu­gal, Schwe­den, der Schweiz, Spa­ni­en, der Tsche­chi­schen Repu­blik und dem Ver­ei­nig­ten König­reich) sowie dem Gast­land Chi­le und Aus­tra­li­en als stra­te­gi­schem Part­ner unter­stützt. Der Haupt­sitz der ESO und ihr Besu­cher­zen­trum und Pla­ne­ta­ri­um, die ESO Super­no­va, befin­den sich in der Nähe von Mün­chen in Deutsch­land, wäh­rend die chi­le­ni­sche Ata­ca­ma-Wüs­te, ein wun­der­ba­rer Ort mit ein­zig­ar­ti­gen Bedin­gun­gen für die Him­mels­be­ob­ach­tung, unse­re Tele­sko­pe beher­bergt. Die ESO betreibt drei Beob­ach­tungs­stand­or­te: La Sil­la, Par­anal und Cha­jnan­tor. Am Stand­ort Par­anal betreibt die ESO das Very Lar­ge Telescope und das dazu­ge­hö­ri­ge Very Lar­ge Telescope Inter­fe­ro­me­ter sowie Durch­mus­te­rungs­te­le­sko­pe wie z. B. VISTA. Eben­falls am Par­anal wird die ESO das Che­ren­kov Telescope Array South betrei­ben, das größ­te und emp­find­lichs­te Gam­ma­strah­len-Obser­va­to­ri­um der Welt. Zusam­men mit inter­na­tio­na­len Part­nern betreibt die ESO auf Cha­jnan­tor APEX und ALMA, zwei Ein­rich­tun­gen zur Beob­ach­tung des Him­mels im Mil­li­me­ter- und Sub­mil­li­me­ter­be­reich. Auf dem Cer­ro Arma­zo­nes in der Nähe von Par­anal bau­en wir „das größ­te Auge der Welt am Him­mel“ – das Extre­me­ly Lar­ge Telescope der ESO. Von unse­ren Büros in Sant­ia­go, Chi­le, aus unter­stüt­zen wir unse­re Akti­vi­tä­ten im Land und arbei­ten mit chi­le­ni­schen Part­nern und der Gesell­schaft zusammen.

Links

• For­schungs­ar­ti­kel
• Fotos vom VLT

Link zur ESO-Pres­se­mit­tei­lung