Technische Universität Berlin

Medieninformation | 6. Dezember 2021 | pp

Ultraleicht und superschnell

„GJ367 b“ ist ein Fliegengewicht. Über den neu entdeckten extrasolaren Gesteinsplaneten berichten jetzt Wissenschaftler*innen in „Science“

GJ 367 b“ fällt durch seine geringe Masse auf, die kleinste, die man bisher bestimmt hat. Interessant ist auch die Zeit, die er benötigt, um seinen Stern zu umkreisen: nur knapp acht Stunden. Damit gehört er in die Klasse der Schnellläufer unter den Exoplaneten. Aus der genauen Bestimmung von Radius und Masse lässt sich GJ 367b als Gesteinsplanet einstufen. Er gehört damit zu den erdähnlichen Planeten und bringt uns einen Schritt voran auf der Suche nach einer „zweiten Erde“. Über die konkreten Ergebnisse ihrer Untersuchungen berichtet eine 78-köpfige internationale Autorengruppe unter der Leitung von Dr. Kristine W. F. Lam und Dr. Szilárd Csizmadia vom Zentrum für Astronomie und Astrophysik der TU Berlin und dem Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in der Fachzeitschrift „Science.

Ein Vierteljahrhundert nachdem der erste extrasolare Planet entdeckt wurde, ein Planet, der außerhalb unseres Sonnensystems um eine andere Sonne kreist, geht es heute neben weiteren Entdeckungen vor allem um die genauere Charakterisierung der Planeten. Inzwischen kann man für die meisten Exoplaneten einen viel genaueren Steckbrief verfassen. Fast fünftausend dieser Planeten sind heute bekannt. Viele davon wurden durch die sogenannte Transitmethode entdeckt, die Messung von minimalen Helligkeitsunterschieden beim Vorbeiziehen des Planeten vor seinem Stern. Auch „GJ 367 b“ wurde so entdeckt, mithilfe des NASA-Weltraumteleskops TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite).

Der Ursprung der kleinen Schnellläufer ist bislang unbekannt

Und die Wissenschaftler*innen wissen noch mehr über „GJ 367b“: „‚Dieser Exoplanet ist ein wahrer Schnellläufer und kleiner als die Erde, erklärt Dr. Kristine W. F. Lam. „Er gehört in die Gruppe der Ultra-Short-Period-Planeten, kurz USP, die in weniger als einem Tag um ihre Sonne kreisen. Davon kennen wir bereits einige, doch ihr Ursprung ist bislang unbekannt“. Nach der Entdeckung konnten wir spektrale Nachfolgebeobachtungen vom Boden aus vornehmen. Aus der akribischen Untersuchung und Kombination verschiedener Auswertemethoden konnten wir Radius und Masse genau ermitteln. Der Radius beträgt 72 Prozent des Erdradius, die Masse 55 Prozent der Erdmasse.“

Durch die genaue Bestimmung von Radius und Masse mit einer Genauigkeit von sieben bzw. 14 Prozent konnten die Wissenschaftler*innen außerdem einiges über den inneren Aufbau des Planeten herausfinden: Es handelt sich um einen massearmen Gesteinsplaneten, der aber eine höhere Dichte hat als die Erde. „Die hohe Dichte weist auf einen Eisenkern hin“, erklärt Dr. Szilárd Csizmadia. „Diese Eigenschaften ähneln denen des Merkur, der sich mit seinem großen Eisenkern von den anderen terrestrischen Körpern im Sonnensystem unterscheidet.“ Da der Planet aber sehr nahe um seinen Stern kreist, ist er einer ungleich höheren Strahlung ausgesetzt, mehr 500mal so stark wie die Erde. Damit könnte die Oberflächentemperatur bis zu 1500 Grad Celsius betragen, eine Temperatur, bei der alle Gesteine und Metalle schmelzen.

„Rote Zwerge“ sind besonders häufig in unserer kosmischen Nachbarschaft und werden wahrscheinlich von jeweils zwei bis drei Planeten umkreist

Der Mutterstern des neuen Exoplaneten, ein roter Zwerg namens „GJ 367“, ist nur etwa halb so groß wie die Sonne. Das war sowohl für die Entdeckung als auch für Nachfolgemessungen von Vorteil, denn das Transitsignal des umkreisenden Planeten ist dabei besonders stark ausgeprägt. Rote Zwerge sind nicht nur kleiner, sondern auch kühler als die Sonne. So lassen sich bei ihnen Planeten leichter auffinden und charakterisieren. Sie gehören zu den häufigsten Objekten in unserer kosmischen Nachbarschaft und sind damit geeignete Ziele der Exoplanetenforschung. Die Wissenschaftler*innen schätzen, dass diese, auch „M-Sterne“ genannten, roten Zwerge im Durchschnitt zwei bis drei Planeten haben, die jeweils maximal viermal so groß sind wie die Erde.

Der Fund zeigt, so die Astrophysiker*innen, wie man kleinste und masseärmste Planeten finden kann und so die Bildung und Entwicklung von Gesteinsplaneten immer besser verstehen kann.

Der Science-Artikel ist veröffentlicht unter: Doi-Nr.: 10.1126/science.aay3253

Die Arbeit entstand im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms SPP 1992 „Exploring the Diversity of Extrasolar Planets“:
https://www-astro.physik.tu-berlin.de/exoplanet-diversity/  

Kontakt

Dr.

Kristine W. F. Lam

TU Berlin / Zentrum für Astronomie und Astrophysik

Einrichtung DLR Institut für Planetenforschung Extrasolare Planeten und Atmosphären
Einrichtung DLR, Institut für Planetenforschung
Adresse Rutherfordstr. 2
12489 Berlin