Langlebige Planeten

Ein Methusalem der Milchstraße

Von Jan Hattenbach
22.01.2021
, 13:33
So könnte das Planetensystem TOI-561 aussehen.
Astronomen entdecken ein überraschendes Planetensystem: Der alte, „metallarme“ Stern TOI-561 wird von drei Planeten mit Gesteinskern umkreist. Der innerste ist sogar eine Supererde.
ANZEIGE

Viereinhalb Milliarden Jahre brauchte das Leben, um sich auf der Erde bis zu seinem derzeitigen Höhenflug zu entwickeln. War das nun schnell oder eher langsam? Solange kein zweiter belebter Planet bekannt ist, bleibt die Antwort darauf offen. Für Planetologen erscheint es aber nur logisch, davon auszugehen: Je mehr Zeit für die Entstehung und Evolution von Lebendigem bleibt, desto besser ist es. Da hätte ein Planetensystem wie das des 280 Lichtjahre entfernten Sterns „TOI-561“ einen klaren Vorteil: Mit rund zehn Milliarden Jahren ist es nämlich mehr als doppelt so alt wie unser Sonnensystem. Das berichtete Lauren Weiss von der Universität von Hawaii in der vergangenen Woche auf einer virtuellen Tagung der American Astronomical Society.

ANZEIGE

Die drei Exoplaneten des Systems besitzen jeweils einen festen Gesteinskern. Einer von ihnen, TOI-561b, ist offenbar ein vollständig felsiger Himmelskörper. Mit der dreifachen Masse sowie dem anderthalbfachen Radius unseres Heimatplaneten zählen ihn Weiss und ihre Kollegen damit zu den sogenannten „Super-Erden“. Entdeckt wurden die Planeten mit dem „Transiting Exoplanet Survey Satellite“ (Tess) der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa, der im April 2018 als Nachfolgemission des Weltraumteleskops Kepler gestartet wurde. Wie Kepler identifiziert Tess Planeten, die regelmäßig aus Sicht der Erde vor ihrem Stern vorbeiziehen und dabei dessen Licht kurzzeitig minimal abdunkeln. Mit dem Keck-Observatorium auf Hawaii konnten Weiss und ihr Team anschließend zwei der drei Planeten von TOI-561 auch anhand der von ihnen ausgelösten Taumelbewegung ihres Sterns bestätigen und deren Massen, Größen und somit auch ihre Dichten genau berechnen. Für TOI-561b, dem inneren der Planeten, ergab sich eine Dichte, die in etwa jener der Erde entspricht: Damit müsse der Himmelskörper wie die Erde aus Fels aufgebaut sein, schließen die Forscher. Die beiden Planeten TOI-561c und d besitzen zwar ebenfalls felsige Kerne. Die sind aber in ausgedehnte Atmosphären aus Gas eingehüllt, ähnlich wie die Planeten Uranus und Neptun im Sonnensystem.

Unwirtliche Welt für Aliens

Die Erkenntnisse der Forscher um Weiss waren für die Konferenzteilnehmer durchaus eine Überraschung: Denn der Stern TOI-561 enthält, wie sich bei den Analysen herausstellte, nur halb so viele schwere Elemente wie die Sonne. Diese von Astrophysikern „Metalle“ genannten Substanzen umfassen alle chemischen Elemente jenseits von Wasserstoff und Helium (also auch Nichtmetalle wie Sauerstoff oder Kohlenstoff). Sie waren im sehr frühen Universum noch nicht vorhanden und mussten erst im Laufe der Jahrmilliarden im Innern der ersten Sterne erbrütet werden. TOI-561 entstand offenbar in einer eher metallarmen Region der Milchstraße – und das schon vor langer Zeit. Anhand seiner Metallarmut ermittelten die Forscher um Weiss das hohe Alter des Sterns und seiner Planeten.

Illustration des Weltraumteleskops „Tess“ der amerikanischen Weltraumbehörde Nasa.
Illustration des Weltraumteleskops „Tess“ der amerikanischen Weltraumbehörde Nasa. Bild: dpa

Alte Sterne sind von Astronomen schon in großer Zahl aufgespürt worden. Die eigentliche Überraschung war, dass ein Stern wie TOI-561 trotz des Mangels an Metallen von großen, felsigen und damit metallreichen Planeten umkreist wird. Dass dies durchaus möglich sein sollte, ist von Wissenschaftlern erst vor kurzem festgestellt worden: So sagen moderne Theorien der Planetenentstehung voraus, dass ein Stern, sobald er nur zehn bis 30 Prozent der „Metallizität“ der Sonne aufweist, feste Planeten haben könnte. Das berichtet Jessie Christiansen vom California Institute of Technology und Mitglied von Weiss’ Team. Der Fund bei TOI-561 bestätigt diese Prognose. Man darf also davon ausgehen, dass felsige Planeten auch schon vor vielen Milliarden Jahren gang und gäbe waren, als die Galaxien noch wenige Metalle enthielten.

ANZEIGE

Damit gab es womöglich auch lebensfreundliche Planeten – mit festen Oberflächen und dichten Atmosphären – bereits lange, bevor unsere Sonne mit ihren Planeten entstand. TOI-561 zählt zu den ältesten Sternen der Milchstraße: Er bildete sich, als das Universum weniger als ein Drittel seines heutigen Alters hatte. Weiss schlug in ihrem Vortrag vor, die Suche nach potentiell habitablen Welten gezielt auf metallarme Sterne auszudehnen und nicht nur auf sonnenähnliche Sterne zu konzentrieren. Ist Zeit ein Faktor, dann sollte die Chance auf höher entwickeltes Leben steigen, je länger ein Planet lebensfreundliche Bedingungen bietet.

Ausgerechnet bei TOI-561b dürfte die Suche nach fortgeschrittenen Aliens aber aussichtslos sein. Selbst einfachste Mikroben haben auf ihm wohl keine Chance: Der Planet kreist in einem Abstand um seinen Stern, der gerade einmal ein Prozent des Abstands Erde–Sonne entspricht. Auf seiner Oberfläche herrschen daher Temperaturen um 2500 Grad. Er dürfte entsprechend von einem Magma-Ozean bedeckt werden.

ANZEIGE
Quelle: F.A.Z.
  Zur Startseite
Verlagsangebot
Verlagsangebot
ANZEIGE