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Fotobombe im Weltraum: Exoplanet taucht unerwartet auf und wird zum „Goldenen Ziel“ der Forschung

Erstellt: 01.08.2021, 22:46 Uhr

Von: Tanja Banner

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Forschende erleben bei einer Beobachtung eines 50 Lichtjahre entfernten Systems eine planetare Fotobombe – der Exoplanet „Nu2 Lupi d“ drängelt sich in den Mittelpunkt und verzückt.

Frankfurt – Eigentlich wollten Forschende um Laetitia Delrez (Universität Liège in Belgien) mithilfe des „Cheops“-Satelliten der europäischen Raumfahrtorganisation Esa zwei bekannte Exoplaneten eines nahe gelegenen Sterns untersuchen – da wurden sie plötzlich Zeugen einer planetaren „Fotobombe“, die sich als großer Glücksfall herausstellt.

Doch von vorne: Als die Forschenden den „Cheops“-Satelliten auf den knapp 50 Lichtjahre entfernten Stern „Nu2 Lupi“ im Sternbild Lupus (Wolf) ausrichteten, wollten sie eigentlich die beiden Exoplaneten „Nu2 Lupi b“ und „Nu2 Lupi c“ untersuchen. Die Exoplaneten wurden gemeinsam mit einem dritten Exoplaneten („Nu2 Lupi d“) im Jahr 2019 entdeckt. Sie umkreisen den Stern innerhalb von 11,6, 27,6 beziehungsweise 107,6 Tagen. Mithilfe des Nasa-Weltraumteleskops „Tess“ wurde klar, dass die Exoplaneten b und c vor ihrem Stern vorbeiziehen – ein sogenannter „Transit“.

Fotobombe im Weltall enthüllt außergewöhnlichen Exoplaneten

Durch die Beobachtung solcher Transits finden Forschende und auch das Teleskop „Tess“ neue Exoplaneten. Außerdem können die Daten dabei helfen, allerhand Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der Planeten zu ziehen. Deshalb der Plan, Transits der Exoplaneten „Nu2 Lupi b“ und „Nu2 Lupi c“ mit dem „Cheops“-Satelliten zu beobachten.

Doch mit einem hatten die Forschenden nicht gerechnet: Während sie einen Transit von Exoplanet c beobachteten, „entdeckten wir etwas Unglaubliches“, beschreibt es Delrez, die Hauptautorin der Studie, die im Fachjournal „Nature Astronomy“ publiziert wurde. Plötzlich tauchte auch der dritte Exoplanet im Bunde – „Nu2 Lupi d“ – vor dem Stern auf. „Der dritte Planet ist ziemlich weit vom Stern entfernt, seinen Transit hatte niemand erwartet“, erklärt der Mitautor der Studie, Yann Alibert. Weil sich Exoplanet d in großem Abstand von seinem Stern befindet, war es sehr unwahrscheinlich, einen Transit zu beobachten, heißt es in einer Mitteilung der Esa.

Exoplanet „Nu2 Lupi d“ verzückt die Forschenden – „Außergewöhnliches Objekt“

Bei seinem Transit blockierte der Exoplanet eine kleine Menge des Lichts seines Sterns und ermöglichte es den Forschenden, seine Atmosphäre, seinen Orbit, seine Größe und seine Zusammensetzung zu erforschen. „In unserem Sonnensystem würde Nu2 Lupi d die Sonne zwischen Merkur und Venus umkreisen“, erklärt Co-Autor David Ehrenreich. Die Strahlung des Sterns, die den Exoplaneten erreiche, sei mild im Vergleich zu vielen anderen entdeckten Planeten. „Je weniger Strahlung ein Planet erhält, desto weniger verändert er sich im Laufe der Zeit.“ Exoplanet d könnte besonders interessant für die Forschung sein, da er möglicherweise mehr Informationen über seine Entstehung bewahrt hat.

„Nu2 Lupi d“ verzückt die Forschenden regelrecht: „Es ist ein außergewöhnliches Objekt ohne bekanntes Äquivalent“, betont Ehrenreich und fügt hinzu: „Nu2 Lupi d“ werde „mit Sicherheit ein goldenes Ziel für zukünftige Studien“. Der Exoplanet eignet sich nach Angaben der Esa hervorragend für die weitere Erforschung: Da der Stern, den er umkreist, hell und nah ist, können große Weltraumteleskope wie (das derzeit defekte) „Hubble“-Teleskop oder sein geplanter Nachfolger, das „James Web Space Telescope“ den Exoplaneten genauer unter die Lupe nehmen. Auch einige große Teleskope, die auf der Erde stationiert sind, kommen dafür infrage. „Angesichts seiner Gesamteigenschaften und seiner Umlaufbahn ist Planet d ein einzigartig günstiges Ziel für die Untersuchung eines Exoplaneten mit einer milden Temperaturatmosphäre um einen sonnenähnlichen Stern“, freut sich Hauptautorin Delrez.

Exoplaneten umkreisen Stern „Nu2 Lupi“: „Vielfalt macht das System noch aufregender“

Mithilfe der Daten, die der „Cheops“-Satellit beim Transit der Exoplaneten gewinnen konnte, war es den Forschenden möglich, weitere Rückschlüsse auf die drei Planeten ziehen: Exoplanet b ist ein Gesteinsplanet, während die Planeten c und d große Wassermengen zu enthalten scheinen, die in Hüllen aus Wasserstoff- und Heliumgasen eingeschlossen sind. Die Exoplaneten c und d würden aus mehr Wasser bestehen als die Erde, so die Wissenschaftler:innen. Während die Erde zu weniger als 0,1 Prozent aus Wasser besteht, bestünden die beiden Exoplaneten zu etwa einem Viertel aus Wasser, das jedoch nicht flüssig sei, sondern die Form von Hochdruckeis oder Hochtemperaturdampf hat. „Keiner der Planeten wäre bewohnbar, doch ihre Vielfalt macht das System noch aufregender“, freut sich die „Cheops“-Projektwissenschaftlerin Kate Isaak.

Während das Nasa-Weltraumteleskop „Tess“ das Weltall nach Transiten absucht, geht „Cheops“ präziser vor: Der Satellit wird auf einzelne Sterne ausgerichtet, von denen man weiß, dass sie Exoplaneten beherbergen. Isaak blickt in die Zukunft: „Cheops wird uns nicht nur dabei helfen, bekannte Exoplaneten besser zu verstehen, der Satellit wird es uns auch ermöglichen, neue Exoplaneten zu entdecken und ihre Geheimnisse zu lüften.“ (Tanja Banner)

Erst kürzlich entdeckten Forschende einen „eigenartigen“ Planeten mit einem besonderen Phänomen und ein besonderes Planetensystem, das synchron um seinen Stern tanzt.