Es war in letzter Zeit eine aufregende Zeit für das Gebiet der Exoplanetenstudien! Im vergangenen Sommer kündigten Forscher des European Southern Observatory (ESO) die Entdeckung eines erdähnlichen Planeten (Proxima b) an, der sich im Sternensystem befindet, das unserem am nächsten liegt. Und erst vor sechs Monaten kündigte ein internationales Team von Astronomen die Entdeckung von sieben felsigen Planeten an, die den nahe gelegenen Stern TRAPPIST-1 umkreisen.
Ein internationales Team von Astronomen kündigte gerade die Entdeckung von vier Exoplaneten-Kandidaten im Tau-Ceti-System an. Dies könnte die ermutigendste Entdeckung für diejenigen sein, die hoffen, einen bewohnbaren Planeten jenseits der Erde zu finden. Abgesehen von der Nähe zum Sonnensystem - nur 12 Lichtjahre entfernt - ist dieser Fund auch ermutigend, weil die Planetenkandidaten einen Stern umkreisen, der unserem sehr ähnlich ist!
Die Studie, in der diese Ergebnisse detailliert beschrieben werden - „Farbunterschied macht einen Unterschied: vier Planetenkandidaten um Tau Ceti“ -, wurde kürzlich online veröffentlicht und zur Veröffentlichung in der EU angenommen Astrophysikalisches Journal. Unter der Leitung von Forschern des Zentrums für Astrophysikforschung (CAR) der Universität von Hertfordshire analysierte das Team Tau Ceti mithilfe eines Rauschunterdrückungsmodells, um das Vorhandensein von vier erdähnlichen Planeten zu bestimmen.
Möglich wurde diese Entdeckung durch kontinuierliche Verbesserungen bei Instrumentierung, Beobachtung und Datenaustausch, die Umfragen mit immer größerer Sensitivität ermöglichen. Steven Vogt, Professor für Astronomie und Astrophysik an der UC Santa Cruz und Mitautor des Papiers, sagte in einer Pressemitteilung der UCSC:
„Wir überschreiten jetzt endlich eine Schwelle, an der wir durch eine sehr ausgefeilte Modellierung großer kombinierter Datensätze von mehreren unabhängigen Beobachtern das Rauschen aufgrund der Aktivität der Sternoberfläche von den sehr kleinen Signalen entwirren können, die von den Gravitationsschleppern von erdgroßen umlaufenden Planeten erzeugt werden . ”
Dies ist das Neueste aus einer langen Reihe von Untersuchungen zu Tau Ceti, die seit Jahrzehnten für Astronomen von Interesse sind. Bis 1988 wurden mehrere Radialgeschwindigkeitsmessungen des Sternensystems durchgeführt, die die Möglichkeit massereicher Planeten in Jupiter-ähnlichen Entfernungen ausschlossen. Im Jahr 2012 präsentierten Astronomen der UC Santa Barabara eine Studie, die darauf hinwies, dass Tau Ceti von fünf Exoplaneten umkreist werden könnte, von denen sich zwei in der bewohnbaren Zone des Sterns befanden.
Das Team hinter dieser Studie bestand aus mehreren Mitgliedern, die diese neueste Studie erstellt haben. Zu dieser Zeit bemühte sich der Hauptautor Mikko Tuomi (University of Hertfordshire, Co-Autor des jüngsten) um die Entwicklung besserer Datenanalysetechniken und verwendete diesen Stern als Benchmark-Fall. Wie Tuomi erklärte, konnten sie durch diese Bemühungen zwei der Signale ausschließen, die zuvor als Planeten identifiziert wurden:
„Wir haben eine geniale Methode entwickelt, um den Unterschied zwischen Signalen, die von Planeten verursacht werden, und Signalen, die durch die Aktivität von Sternen verursacht werden, zu erkennen. Wir haben erkannt, dass wir sehen können, wie sich die Aktivität des Sterns bei verschiedenen Wellenlängen unterscheidet, und diese Informationen verwenden können, um diese Aktivität von Signalen von Planeten zu trennen. "
Für diese neueste Studie, die von Fabo Feng, einem Mitglied der Zentralafrikanischen Republik, geleitet wurde, stützte sich das Team auf Daten, die vom HARPS-Spektrographen (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) am La Silla-Observatorium der ESO in Chile und dem Hochauflösendes Echelle-Spektrometer (HIRES) am WM Keck-Observatorium in Mauna Kea, Hawaii.
Daraus konnten sie ein Modell erstellen, das „wellenlängenabhängiges Rauschen“ aus Radialgeschwindigkeitsmessungen entfernte. Nachdem sie dieses Modell auf Vermessungen aus Tau Ceti angewendet hatten, konnten sie Messungen erhalten, die empfindlich genug waren, um Variationen in der Bewegung des Sterns von nur 30 cm pro Sekunde zu erkennen. Am Ende kamen sie zu dem Schluss, dass Tau Ceti ein System von nicht mehr als vier Exoplaneten hat.
Wie Tuomi angedeutet hat, können Astronomen nach mehreren Untersuchungen und Versuchen, Fremdgeräusche zu beseitigen, endlich ein klares Bild davon haben, wie viele Planeten Tau Ceti hat und von welchem Typ. "Egal wie wir den Stern betrachten, es scheinen mindestens vier felsige Planeten zu sein, die ihn umkreisen", sagte er. „Wir lernen langsam, den Unterschied zwischen Wackelbewegungen durch Planeten und solchen durch aktive Sternoberfläche zu erkennen. Dies ermöglichte es uns, die Existenz der beiden äußeren, möglicherweise bewohnbaren Planeten im System im Wesentlichen zu überprüfen. “
Sie schätzen aus ihren verfeinerten Messungen weiter, dass diese Planeten Massen von vier Erdmassen (auch bekannt als „Supererden“) bis zu 1,7 Erdmassen haben, was sie zu den kleinsten Planeten macht, die jemals um einen nahe gelegenen sonnenähnlichen Stern entdeckt wurden . Am aufregendsten ist jedoch die Tatsache, dass sich zwei dieser Planeten (tau Ceti e und f) in der bewohnbaren Zone des Sterns befinden.
Der Grund dafür ist, dass Tau Ceti ein Stern vom Typ G (gelber Zwerg) ist, was ihn unserer eigenen Sonne ähnlich macht - ungefähr 0,78-mal so massiv und halb so hell. Im Gegensatz dazu entdeckten viele kürzlich entdeckte Exoplaneten - wie Proxima b und die sieben Planeten von TRAPPIST-1 - alle Sterne vom M-Typ (Roter Zwerg). Im Vergleich zu unserer Sonne sind diese Sterne variabel und instabil, was ihre Chancen erhöht, die Atmosphäre ihrer jeweiligen Planeten zu entkleiden.
Da rote Zwerge viel dunkler sind als unsere Sonne, müsste ein felsiger Planet außerdem sehr nahe an ihnen kreisen, um in ihren bewohnbaren Zonen zu sein. In dieser Entfernung wäre der Planet wahrscheinlich gezeitengesperrt, was bedeutet, dass eine Seite ständig der Sonne zugewandt wäre. Auch dies macht die Chancen, dass auf einem solchen Planeten Leben entsteht, ziemlich gering.
Aus diesem Grund haben sich Astronomen darauf gefreut, mehr Exoplaneten um Sterne zu finden, die in Größe, Masse und Leuchtkraft unserer eigenen näher kommen. Aber bevor jemand zu aufgeregt wird, ist es wichtig zu beachten, dass diese Welten Supererden sind - mit bis zu viermal so großer Masse wie die Erde. Dies bedeutet, dass (auch abhängig von ihrer Dichte) jedes Leben, das auf diesen Planeten entstehen könnte, einer signifikant erhöhten Schwerkraft ausgesetzt wäre.
Zusätzlich umgibt eine massive Trümmerscheibe den Stern, was bedeutet, dass diese äußersten Planeten wahrscheinlich einem intensiven Beschuss durch Asteroiden und Kometen ausgesetzt sind. Dies ist nicht gerade ein gutes Zeichen für ein mögliches Leben auf diesen Planeten! Dennoch ist diese Studie aus mehreren Gründen sehr ermutigend. Abgesehen davon, dass starke Hinweise auf Exoplaneten um einen sonnenähnlichen Stern gefunden wurden, sind die Messungen, die zu ihrer Entdeckung führten, die bislang empfindlichsten.
Bei der Geschwindigkeit, mit der sich ihre Methoden verbessern, sollten Forscher in kürzester Zeit die Grenze von 10 Zentimetern pro Sekunde erreichen. Dies ist die Empfindlichkeitsstufe, die für die Erkennung von Erdanaloga erforderlich ist - auch bekannt als. der Messingring für Exoplanetenjäger. Wie Feng angedeutet hat:
„Unsere Entdeckung derart schwacher Wackelbewegungen ist ein Meilenstein bei der Suche nach Erdanaloga und dem Verständnis der Bewohnbarkeit der Erde durch Vergleich mit diesen Analoga. Wir haben neue Methoden eingeführt, um das Rauschen in den Daten zu entfernen und die schwachen Planetensignale aufzudecken. “
Denk daran! In kürzester Zeit könnten Exoplanetenjäger eine Vielzahl von Planeten finden, die nicht nur in Größe und Masse sehr nahe an der Erde liegen, sondern auch innerhalb der bewohnbaren Zonen ihrer Sterne kreisen. An diesem Punkt werden Wissenschaftler mit Sicherheit auf ausgesprochen vage Begriffe wie „potenziell bewohnbar“ und „erdähnlich“ verzichten und Begriffe wie „erdanalog“ sicher verwenden. Keine Mehrdeutigkeit mehr, nur die feste Überzeugung, dass die Erde nicht einzigartig ist!
Mit geschätzten 100 Milliarden Planeten allein in unserer Galaxie werden wir hier sicher mehrere Erden finden. Man kann nur hoffen, dass sie ein komplexes Leben wie unser eigenes hervorgebracht haben und dass sie in der Stimmung sind, sich zu unterhalten!
