Ein Planet, der möglicherweise auch blau ist, 100 Lichtjahre entfernt: Astronomen haben einen Exoplaneten in einem Doppelsternsystem entdeckt, der möglicherweise vollständig von der Tiefsee bedeckt ist. TOI-1452 b ist etwas größer als die Erde und umkreist einen der beiden Sterne in einer Entfernung, die flüssiges Oberflächenwasser zulassen könnte. Seine Dichte lässt auf einen hohen Anteil an leichter Substanz, vermutlich Wasser, schließen. Scharfe Blicke mit dem James-Webb-Weltraumteleskop sollten nun weitere Geheimnisse von TOI-1452 b enthüllen, sagen Wissenschaftler.
Der Weltraum ist voller Planeten: Astronomen haben bereits Tausende von Himmelskörpern um ferne Sterne entdeckt. Mittlerweile konzentriert sich das Interesse daher auf besondere Exemplare. Die Forschung konzentriert sich besonders auf Exoplaneten, die ähnliche Eigenschaften wie unsere kosmische Heimat haben. Ein zentraler Aspekt ist der blaue Schatz der Erde. Flüssiges Wasser ist für uns bekanntlich zum Lebenselixier geworden: Es ist die Voraussetzung für die Existenz aller terrestrischen Organismen, und seine Entwicklungsgeschichte soll in den Ozeanen begonnen haben. Nun erweitert das Astronomenteam um Charles Cadieux, Doktorand an der Universität Montreal, die kleine Sammlung potenzieller Wasserwelten um einen besonders vielversprechenden Kandidaten.
Auf der Spur des Exoplaneten brachten Forscher Daten vom TESS-Weltraumteleskop der NASA mit, das den Himmel nach Planetensystemen in unserer kosmischen Nachbarschaft absucht. In einem etwa 100 Lichtjahre von der Erde entfernten System im Sternbild Drachen entdeckte TESS interessante Signale: Alle elf Tage gab es eine leichte Abnahme der Helligkeit, offenbar durch den Durchgang eines Planeten. Die Forscher folgten dieser Richtlinie genauer. Als weitere interessante Aspekte auftauchten, nutzte das Team verschiedene astronomische Einrichtungen und Instrumente, um so viele detaillierte Informationen wie möglich zu sammeln.
Spannende Funktionen
Zunächst wurde klar, dass das Sternensystem nicht aus einem, sondern zwei Sternen besteht, die kleiner sind als unsere Sonne. Sie umkreisen sich in einem Abstand, der etwa dem zweieinhalbfachen Abstand zwischen Sonne und Pluto entspricht. Deshalb nahm er das TESS-Teleskop zunächst nur als einzelnen Lichtpunkt wahr. Aber eine am Observatoire du Mont-Mégantic (WMO) in Kanada installierte Kamera war schließlich in der Lage, das Signal aufzulösen, um die beiden Objekte zu unterscheiden. Es zeigte sich auch, dass der Exoplanet den Stern des Duos TOI-1452 umkreist. Berechnungen zufolge nimmt es dabei Energiemengen auf, die dazu führen könnten, dass gemäßigte Bedingungen flüssiges Wasser an die Oberfläche gelangen lassen.
Transitdaten zeigten, dass der Planet etwa 70 Prozent größer ist als die Erde. Anschließend wurde mit der Radialgeschwindigkeitsmethode die Masse des Planeten bestimmt, die aufgrund des gravitativen Einflusses auf seinen Wirtsstern Rückschlüsse auf die Eigenschaften eines Planeten zulässt. Zum Einsatz kam das WMO-Instrument „SPIRou“, das sich besonders für die Untersuchung massearmer Sterne wie TOI-1452 eignet, da es im Infrarotspektrum arbeitet, wo diese Sterne am hellsten leuchten. Wie das Team berichtet, ergab die Datenanalyse eine Masse von TOI-1452, die etwa fünfmal so groß ist wie die der Erde.
Ein Ozeanplanet?
„Sein Radius und seine Masse deuten darauf hin, dass er viel weniger dicht ist, als man es von einem Planeten wie der Erde erwarten würde, der hauptsächlich aus Metall und Gestein besteht“, sagt Cadieux. Die Eigenschaften lassen sich dadurch erklären, dass ein großer Teil der Masse aus leichteren Materialien besteht. Eine plausible Erklärung wäre Wasser. „TOI-1452 b ist einer der besten Ozeanplanetenkandidaten, die wir bisher gefunden haben“, sagt Cadieux. Modellsimulationen der Wissenschaftler zeigten, dass TOI-1452 b aus bis zu 30 Prozent Wasser bestehen könnte. Er wäre eine ausgesprochene Wasserwelt. Denn obwohl die Erde manchmal als blauer Planet bezeichnet wird, weil etwa 70 Prozent ihrer Oberfläche von Ozeanen bedeckt sind, ist sie eigentlich ein ziemlich trockener Planet: Wasser macht tatsächlich nur etwa 1 Prozent der Erdmasse aus.
TOI-1452 b ist nun ein perfekter Kandidat für weitere Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop, sagen Wissenschaftler. Es ist auch nah genug an der Erde, dass Forscher hoffen, seine Atmosphäre auf weitere Hinweise darauf untersuchen zu können, ob es sich tatsächlich um einen Ozeanplaneten handelt. Es ist auch ein Glück, dass es sich in einer Region des Himmels befindet, die das Webb-Teleskop das ganze Jahr über sehen kann. „Unsere geplanten Untersuchungen mit dem Webb-Teleskop werden entscheidend zum besseren Verständnis von TOI-1452 b beitragen“, sagt René Doyon von der Universität Montreal. „So bald wie möglich werden wir auf Webb Zeit reservieren, um diese mysteriöse Welt zu beobachten.“
Quelle: Universität Montreal, Topic Article: The Astronomical Journal, doi: 10.3847/1538-3881/ac7cea
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