Nur 39 Lichtjahre entfernt scheinen sieben erdgroße Planeten einen Stern zu umkreisen, der kleiner und schwächer ist als unser eigener. Wissenschaftler gaben heute bekannt, dass drei dieser Welten in der bewohnbaren Zone des Sterns liegen - einer Region, die die besten Lebensbedingungen bieten soll.
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"Es ist das erste Mal, dass so viele Planeten dieser Art um einen Stern gefunden wurden", sagte Michaël Gillon, Astronom an der belgischen Universität Lüttich und Hauptautor der Studie, die die Entdeckung ankündigte, die heute in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde .
Der Stern TRAPPIST-1 wurde von Forschern auf der Suche nach potenziell bewohnbaren Welten lange ignoriert, so Emmanuël Jehin, Astrophysiker an der Université de Liège und ein weiterer Autor der Studie. Nur acht Prozent der Sonnenmasse, es wird angenommen, dass es viel kühler und dunkler ist als unser Stern. Gillon sah dies jedoch als Vorteil, da es 80-mal einfacher ist, potenzielle umlaufende Körper zu erkennen und zu messen.
Um diese anderen Welten zu entdecken, verwendeten Gillon und sein Team die sogenannte "Transit" -Methode, eine von mehreren Techniken zur Jagd auf Planeten. Andere Techniken umfassen das Messen des Wackelns eines Sterns, das durch die Schwerkraft eines Planeten verursacht wird, das Beobachten, wie sich Licht von einem entfernten Stern um einen Planeten biegt, oder das Erfassen eines direkten Bildes des Planeten.
Die Kraft der Transitmethode beruht auf ihrer Einfachheit: Astronomen messen das Lichtniveau eines Sterns und suchen nach Helligkeitsverlusten, die das Ergebnis eines Planeten sein könnten, der sich zwischen dem Stern und der Erde bewegt. Indem die Astronomen sehen, wie viel und wie oft sich das Lichtniveau bei jedem "Durchgang" des Planeten vor dem Stern verringert, können sie seine Größe und Umlaufbahn abschätzen.
Für große Sterne kann es schwierig sein, diese Lichtverringerungen von relativ kleinen Planeten, die sich bewegen, genau zu messen. Aber weil TRAPPIST-1 im Vergleich zu anderen Sternen so klein und dunkel ist, konnten Astronomen jeden Durchgang sehr genau zeichnen. "Relativ wäre es, als würde Jupiter einen Schatten auf unsere Sonne werfen", sagt Gillon.
Astronomen sind normalerweise nur in der Lage, die Größe und Umlaufbahn von Exoplaneten zu messen. Die Planeten von TRAPPIST-1 haben jedoch eine relativ einzigartige Umlaufbahnkonfiguration, die es ermöglichte, die Massen der Planeten tatsächlich abzuschätzen. Die Planeten sind sehr nahe beieinander, sagt der Mitautor Amaury Triaud, ein Astronom an der Universität von Cambridge, was bedeutet, dass sich ihre Gravitäten gegenseitig beeinflussen und die zeitlichen Abläufe ihrer Transite in jeder Umlaufbahn verändern.
Durch Messen dieser Änderungen im Timing konnten die Astronomen ihre Masse messen, um aufzudecken, dass alle sieben Planeten erdgroß waren.
Eine Vorstellung davon, wie die Oberfläche eines der bewohnbaren Zonenplaneten des TRAPPIST-1-Systems aussehen könnte. (NASA / JPL-Caltech) Weil die Planeten so nahe an ihrem Stern liegen, haben sie laut Gillon - ungefähr 5 Prozent der Entfernung von der Sonne zur Erde - sehr kurze Umlaufbahnen, die von weniger als 2 Tagen bis ungefähr 20 Tagen reichen. Sie sind wahrscheinlich auch tidal an ihren Stern gebunden, was bedeutet, dass nur die Seite jedes Planeten permanent auf TRAPPIST-1 zeigt.
Die Größe und Dunkelheit von TRAPPIST-1 erleichtert auch die spektroskopische Messung der verschiedenen Moleküle in der Atmosphäre der Planeten - die Messung der Wellenlängen des durch die Atmosphäre der Planeten tretenden Lichts. Auf diese Weise erhalten Astronomen einen besseren Einblick in das Klima jedes Exoplaneten und können feststellen, ob Moleküle vorhanden sind, die stark mit dem Leben korrelieren.
"Wir können davon ausgehen, dass wir in einigen Jahren viel mehr über diese Planeten wissen werden", sagt Triaud. "Und hoffentlich in einem Jahrzehnt, wenn es Leben gibt."
Zur Vermessung dieser Planeten verwendete Gillons Team das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA sowie eine Reihe von bodengestützten Teleskopen auf der ganzen Welt. Sie bauen derzeit vier kleine Teleskope in Chile auf, die ausschließlich TRAPPIST-1 und andere in der Nähe befindliche, ultrakühle Sterne auf potenzielle Exoplaneten untersuchen. Sie warten gespannt darauf, dass das James Webb-Weltraumteleskop der NASA im Jahr 2018 eine noch detailliertere Untersuchung der Exoplaneten ermöglicht .
"Wir sind Pioniere", sagte die MIT-Astrophysikerin Sarah Sieger heute bei einer Ankündigung im NASA-Hauptquartier in Washington, DC.
Diese Exoplaneten werden in Kürze viele Blicke auf sich ziehen, packen Sie aber noch nicht Ihre Koffer für einen Besuch. Laut Nikole Lewis, einem Astronomen, der Exoplanetenatmosphären am Baltimore Space Telescope Science Institute erforscht, würde es ungefähr 44 Millionen Jahre dauern, die 235 Billionen Meilen mit der Geschwindigkeit eines durchschnittlichen Düsenflugzeugs nach TRAPPIST-1 zu fliegen. Dennoch hat das andere Astronomen nicht davon abgehalten, aufgeregt zu werden.
"Mein heutiges Lieblingsplanetensystem - so viele Erden zur Auswahl!" Dimitar Sasselov, ein Astronom am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, schrieb in einer E-Mail. Die Autoren der Studie legten in ihrer Ankündigung "sehr solide Daten" vor, fügt Sasselov hinzu, der nicht an der Studie beteiligt war. Aber er schreibt, dass die zukünftigen Daten über die Atmosphären der Planeten bedeuten, dass "das Beste noch kommt".
Der assoziierte Administrator der NASA, Thomas Zurbuchen, sagt: "Diese Entdeckung gibt uns einen Hinweis darauf, dass es nicht nur darum geht, ob, sondern wann wir eine zweite Erde finden."
