GLIESE 581 - stargate.cosy.sbg.ac.at

GLIESE 581
Ein Planet tatsächlich lebensfreundlich?
von Stefan Deiters
astronews.com
13. Dezember 2007
Das Planetensystem um den roten Zwerg Gliese 581 geriet im Frühjahr in die
Schlagzeilen: War hier tatsächlich eine zweite Erde entdeckt worden? Als sich der
Presserummel gelegt hatte, wurde schnell klar, dass zumindest Gliese 581c alles andere
als eine lebensfreundliche Welt ist. Besser könnte es da bei Gliese 581d aussehen, wie
jetzt zwei unabhängige Studien bestätigen.
Im April schaffte es ein extrasolarer Planet mal wieder in die
Schlagzeilen: Um den 20 Lichtjahre entfernten roten Zwerg
Gliese 581 kreiste ein Planet, der mit etwa der fünffachen Masse
der Erde schnell zur möglichen Oase für Leben im All erklärt
wurde. Als sich die von den PR-Strategen der Institute sicherlich
nicht unbewusst geschürte Aufregung etwas gelegt hatte, sahen
sich einige Forscher noch einmal die Faktenlage etwas genauer
an und mussten feststellen, dass der als "zweite Erde"
gehandelte Planet, eher eine Gluthölle als eine potentielle neue
Heimat im All war.
So stellte man sich bei der ESO im
April das Planetensystems um
Gliese 581 mit den Planeten c (im
Vordergrund), b (neptunähnlich
blau) und Gliese 581 d vor. Bild:
ESO
Doch im Schatten der Entdeckung der "Super-Erde" Gliese 581c
geriet die fast zur gleichen Zeit erfolgte Entdeckung eines
weiteren, etwa acht Erdmassen großen Planeten um Gliese 581,
etwas in Vergessenheit. Dabei könnte dieser Planet mit Namen
Gliese 581d viel eher lebensfreundliche Bedingungen
bereitstellen als sein Nachbar. Das zeigten jetzt auch zwei
unabhängige Studien über die habitable Zone um Gliese 581,
die die Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
Die beiden Arbeiten nehmen sich mit unterschiedlichen Ansätzen der Frage an, ob die beiden
"Super-Erden" in der sogenannten habitablen Zone von Gliese 581 liegen. Als "Super-Erde"
bezeichnen die Astronomen zunächst einmal publikumswirksam Planeten, bei denen es sich nicht
um Gasplaneten handelt, die aber deutlich massereicher als unsere Erde sind. Ob es sich dabei
wirklich um erdähnliche Welten handelt, ist aber alles andere als sicher. Eine habitable Zone
kennzeichnet den Bereich in einem Planetensystem, in dem die Planeten gerade so weit von ihrer
Sonne entfernt sind, dass flüssiges Wasser existieren kann.
Franck Selsis vom Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux und seine Kollegen haben mit Hilfe von
Computermodellen die Eigenschaften von Planetenatmosphären im Gliese 581-System in
unterschiedlicher Entfernung vom Zentralstern berechnet. So wollten sie feststellen, in welchem
Bereich es weder zu heiß war, damit Wasser nicht verdampft und auch nicht zu kalt, damit durch
das Kohlendioxid noch einen hinreichend großer Treibhauseffekt ermöglicht wird, der das Wasser
über dem Gefrierpunkt hält.
Werner von Bloh, vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, sah sich mit seinem Team einen
noch engeren Bereich innerhalb der habitablen Zone an, in dem Photosynthese wie auf der Erde
möglich ist. Dazu modellierten die Wissenschaftler verschiedene Kohlendioxid-Quellen und
mögliche Wege, das Gas wieder aus der Atmosphäre zu entfernen und suchten nach einem stabilen
Gleichgewicht.
Die Ergebnisse der beiden Forschergruppen stimmen überein und bestätigen, den schon im Juni
geäußerten Verdacht, dass sich Gliese 581c zu dicht an seiner Sonne befindet, um in der
habitablen Zone zu liegen. Der Planet Gliese 581d hingegen könnte sich in einer habitablen Zone
befinden.
Eine zweite Erde ist aber auch Gleise 581d nicht: Die Bedingungen auf diesem Planeten, so die
Wissenschaftler, sind vermutlich so ungünstig, dass sich komplexeres Leben hier wohl kaum bilden
dürfte. Gliese 581d dreht sich - genau wie unser Mond um unsere Erde - während eines Orbits
exakt einmal um die eigene Achse. Astronomen sprechen hierbei von einer gebundenen Rotation.
Das bedeutet, dass auf einer Seite des Planeten immer Tag, auf der anderen Seite immer Nacht ist,
was zu extremen Temperaturunterschieden zwischen den beiden Hälften führt.
Gliese 581d liegt zudem relativ weit am Rand der habitablen Zone von Gliese 581. Da sein Orbit
vermutlich recht stark von einer Kreisbahn abweicht, könnte der Planet auf seinem 83,6 Tage
dauernden Umlauf um den Zentralstern die habitable Zone sogar zeitweise verlassen.
Rote Zwerge, also Sterne mit weniger Masse als unsere Sonne, sind deswegen so interessant, weil
etwa 75 Prozent aller Sterne der Milchstraße zu diesem Typ gehören. Sie sind äußerst langlebig
und stabil. Lange Zeit hielt man sie allerdings für relativ ungeeignet, um lebensfreundliche Planeten
zu beherbergen - etwa wegen der gebundenen Rotation der Planeten oder starker magnetischer
Aktivität dieser Sterne. Eine Ansicht, die sich allerdings in letzter Zeit etwas gewandelt hat. Vor
diesem Hintergrund ist der Fund eines möglicherweise zumindest nicht ganz lebensfeindlichen
Planeten um einen roten Zwerg ein wichtiger Schritt.
In einer dritten Studie wurde auch die Stabilität des Planetensystems um Gliese 581 untersucht.
Das System sollte demnach ähnlich stabil sein, wie unser Sonnensystem, was auch für relativ
stabile Klimabedingungen auf den Planeten sprechen würde. Zukünftige Missionen werden die
beiden Planeten im Gliese 581-System sicherlich gründlicher unter die Lupe nehmen, um mehr
über die Atmosphären der fernen Welten zu erfahren.
ASTROnews | 21.04.2009
EXOPLANETEN
Bislang masseärmster Exoplanet
entdeckt
Eine Forschergruppe um den bekannten Astronomen Michel Mayor am Genfer Observatorium, einen
der Entdecker des ersten Exoplaneten 51 Pegasi, stieß auf den bislang masseärmsten Exoplaneten:
Gliese 581e umkreist seinen rund 20 Lichtjahre von uns entfernten Stern Gliese 581 im Sternbild
Waage einmal innerhalb von nur 3,2 Tagen. Aus den Daten folgt eine minimale Masse von 1,9
Erdmassen.
Bevor jetzt aber die interstellaren Immobilienhändler über überlichtschnelle Raumschiffe
nachdenken, muss hinzugefügt werden, dass Gliese 581e für eine menschliche Besiedlung denkbar
ungeeignet ist. Der Exoplanet umkreist seinen Mutterstern in einem Abstand von nur 4,5 Millionen
Kilometern (0,03 Astronomischen Einheiten). Eine Astronomische Einheit (AE) ist der mittlere
Abstand der Erde zur Sonne und beträgt 149,6 Millionen Kilometer.
Der Exoplanet Gliese 581e im Umlauf um seinen Zentralstern
Wegen dieser großen Nähe zum Zentralstern liegen die Oberflächentemperaturen bei mehreren
Hundert Grad Celsius. Wahrscheinlich besitzt Gliese 581e wegen der hohen Temperaturen keine
Atmosphäre.
Auch wenn Gliese 581 ein Roter Zwerg ist und nur 1,3 Prozent der Sonnenleuchtkraft erreicht, ist
dieser Planet für Leben wie wir es kennen, ungeeignet. Aber Gliese 581e ist nur der innerste von
insgesamt vier Planeten, die den Roten Zwerg umrunden und ihre Bezeichnungen nach der
zeitlichen Reihenfolge ihrer Entdeckung erhielten.
Nur 1,5 Millionen Kilometer weiter außen, bei 0,04 AE, zieht Gliese 581b seine Bahn. Er war der
erste Begleiter, der bei diesem Stern im Jahre 2005 entdeckt wurde. Er besitzt eine Masse von
rund 16 Erdmassen und liegt damit zwischen den Massen von Uranus (14,5 Erdmassen) und
Neptun (17,1 Erdmassen). Wie bei Uranus und Neptun dürfte es sich bei Gliese 581b um einen
Gasplaneten handeln, allerdings ist er viel heißer als diese beiden eisigen Welten am Rande
unseres Sonnensystems.
10,5 Millionen Kilometer oder 0,07 AE ist der nächste Begleiter Gliese 581c von seinem Mutterstern
entfernt. Er besitzt eine Mindestmasse von 5,4 Erdmassen und könnte damit zur Kategorie der
"Super-Erden" gehören. Er dürfte einen Kern aus metallischem Eisen und Nickel enthalten, der von
einem Mantel aus Silikatgesteinen umgeben ist. Darüber könnte sich eine mächtige Atmosphäre
mit einem hohen Anteil an Wasserdampf befinden, allerdings ist auch dieser Planet für erdähnliches
Leben noch zu heiß.
Interessant für Exobiologen könnte dagegen das äußerste bislang bekannte Mitglied der
Planetenfamilie von Gliese 581 sein: der Begleiter Gliese 581d umkreist sein Zentralgestirn in
einem Abstand von 33 Millionen Kilometern (0,22 AE) und befindet sich damit in der habitablen
Zone des Roten Zwergs. Dies bedeutet, dass es auf der Oberfläche von Gliese 581d flüssiges
Wasser geben könnte, da dies die Temperaturen in diesem Abstand zum Stern zuließen.
Der Aufbau des Planetensystems von Gliese 581
Allerdings weist Gliese 581d eine Masse von mindestens 7,1 Erdmassen auf und wäre damit wohl
ebenfalls eine "Super-Erde". Besitzt der Trabant eine Atmosphäre, so könnte er aus einem mehrere
Hundert Kilometer mächtigen Mantel aus flüssigem Wasser und Hochdruckvarianten von Eis
bestehen, an den sich dann nach innen ein Kern aus Silikatmineralen und metallischem Eisen
anschließt.
Tilmann Althaus
Der Planet liegt im Sternbild Waage, etwa 20,4 Lichtjahre (etwa 193 Billionen Kilometer)
entfernt von der Erde.
„Zweite Erde entdeckt“
... lautete die Meldung in allen
sonst nicht gerade astronomiefreundlichen
Tageszeitungen.
Und tatsächlich haben Genfer
Astronomen mit dem 228. Exoplaneten
ein Exemplar mit
vermutlich fester Oberfläche und
Temperaturen von null bis 40°C
entdeckt, also mit Bedingungen,
bei denen Wasser flüssig ist und
somit Leben möglich scheint.
Gliese 581c kreist in knapp 2
Wochen um seinen Zentralstern,
einen M-Zwerg mit nur 0,31
Sonnenmassen, und hat selbst
wenigstens 5 Erdmassen. Die
„zweite Erde“ ist Teil eines Systems
aus mindestens zwei weiteren
Planeten in einer Entfernung
von 20 LJ, zu finden im Sternbild Waage. Wer den nur 10.5mag hellen Zentralstern Gliese
581 selbst mal suchen
möchte, hier die Koordinaten: Rz: 15h 19m 27.55s, Dec: –7° 43' 19.3". Anbei eine
Aufsuchkarte. Zur Orientierung:
Die Spitze der Waage, -libris, ist unten zu sehen.