Studie: Auch Felsplaneten um Zwergsterne könnten stabile lebensfreundliche Atmosphären haben
Copyright: NASA/JPL-Caltech
Seattle (USA) – Mit dem James Webb Space Telescope (JWST) steht erstmals ein Instrument zur Verfügung, mit dem auch Lebenszeichen auf fernen Planeten detektiert werden könnten. Von besonderem Interesse sind dabei lichtschwächere Rote Zwergsterne – die zugleich häufigste Sternenart im Universum. Bislang gab es jedoch Zweifel daran, ob dortige Planeten potenziell lebensfreundliche Atmosphären halten könnten. Eine neue Studie kommt nun zu hoffnungsvolleren Ergebnissen.
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Wie das Team um Assistenzprofessor Joshua Krissansen-Totton und Nicholas Wogan von der University of Washington aktuell im Fachjournal „Nature Communications“ (DOI: 10.1038/s41467-024-52642-6) berichtet, zeigten einige frühere Studien zur Lebensfreundlichkeit von Planeten, wie sie etwa den nur 41 Lichtjahre entfernten roten Zwergstern TRAPPIST-1 sogar innerhalb dessen lebensfreundlicher Zone umkreisen, dass starke UV-Strahlung des nahen Sterns dortiges Oberflächenwasser verdampfen lassen würde. In der Folge würde die Planetenoberfläche austrocknen und könnte, wenn nur der Wasserstoffteil der Wasserdampf-Moleküle entweicht, zu einer Anreicherung reaktiven Sauerstoffs führen, der dann die Entstehung von Leben hemmen könnte.
Hoffnung auf lebensfreundliche Atmosphären um Rote Zwergsterne
In ihrer aktuellen Untersuchung zeigen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen um Krissansen-Totton nun jedoch, dass eine Reihe von Ereignissen in der Evolution bestimmter Gesteinsplaneten, die solche, auch als „M-Zwerge“ bezeichneten Sterne umkreisen, eine Atmosphäre schaffen, die auch langfristig stabil sein könnte.
„Unsere Ergebnisse geben Anlass zu der Annahme, dass einige dieser Planeten Atmosphären besitzen, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass diese häufigen Planetensysteme auch Leben unterstützen könnten“, so Krissansen-Totton.
Schon heute ist das Weltraumteleskop James Webb (JWST) ist empfindlich genug, um einige dieser Planetensysteme zu beobachten. Die bisher vorliegenden Daten legen nahe, dass die heißesten Gesteinsplaneten im aus sieben Planeten bestehenden System um TRAPPIST-1, die ihrem Stern am nächsten sind, tatsächlich jedoch keine signifikanten Atmosphären besitzen.
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Zugleich war bislang noch keine eindeutige Charakterisierung der Planeten innerhalb der sogenannten habitablen Zone um TRAPPIST-1 möglich. Diese Zone beschreibt jene Abstandsregion um einen Stern, innerhalb derer einen Planeten diesen umkreisen muss, damit dort aufgrund milder Temperaturen flüssiges Wasser – und damit zumindest die Grundlage des uns bekannten (irdischen) Lebens – existieren kann. Vornehmen.
Modellierung der Atmosphäre von Felsplaneten im TRAPPIST-1-System
Hierzu modellierten die Forschenden einen Felsplaneten während seiner Entwicklung von seiner geschmolzenen Entstehungsphase und Abkühlung über Hunderte von Millionen Jahren zu einem festen terrestrischen Planeten.
Die Ergebnisse zeigen, dass Wasserstoff oder andere leichte Gase zunächst zwar in den Weltraum entweichen. „Für Planeten weiter vom Stern entfernt, dort, wo die Temperaturen moderater sind, reagiert Wasserstoff jedoch auch mit Sauerstoff und Eisen im Inneren des Planeten. Dies führte zur Bildung von Wasser und anderen schwereren Gasen, die eine Atmosphäre bilden, die sich als stabil erwies.“ Die Ergebnisse zeigten zudem, dass auf diesen Planeten das Wasser recht schnell aus der Atmosphäre regnet und weniger wahrscheinlich entweicht.
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Bislang konnte das JWST noch nicht feststellen, ob die etwas weiter vom TRAPPIST-1-Stern entfernten Planeten Atmosphären haben. Sollten sie jedoch welche besitzen, könnten sie also durchaus flüssiges Wasser und ein gemäßigtes Klima aufweisen, das Leben begünstigen könnte. „Für die Suche nach außerirdischem Leben außerhalb unseres Sonnensystems könnte es sich also lohnen, die verfügbaren Teleskope weiterhin zur Untersuchung der Bewohnbarkeit solcher nahen Systeme zu nutzen, anstatt auf die nächste Generation noch leistungsfähigerer Teleskope zu warten“, so die Astronomen abschließend.
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Recherchequelle: University of Washington
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