Suche nach Leben im AllGesteinsplanet könnte auch eine Atmosphäre haben
Tief im Weltall entdecken Forschende einen Planeten, der der Erde in mancherlei Hinsicht ähnlich ist. Bei LHS 1140b wird erstmals eine Atmosphäre entdeckt, die die wesentliche Grundlage für das Entstehen von Leben ist, wie es auf der Erde besteht.
Der 49 Lichtjahre entfernte Gesteinsplanet LHS 1140b umkreist seinen Stern nicht nur in der habitablen Zone, er besitzt auch eine Atmosphäre. Das zeigen Beobachtungen eines Forschungsteams aus den USA mit dem Magellan-Teleskop in Chile. Es ist der erste Nachweis einer Atmosphäre bei einem erdähnlichen Planeten, auf dem zumindest theoretisch lebensfreundliche Bedingungen herrschen könnten. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen berichten im Fachblatt "Science" über ihre Entdeckung, die sie als Durchbruch bei der Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems sehen.
"Eine Atmosphäre ist essenziell, um Leben, wie wir es kennen, zu ermöglichen", erklärt Erstautor Collin Cherubim von der Harvard University. Denn eine dichte Lufthülle schützt Lebewesen vor Strahlung aus dem All - und sie könnte einen Wasserkreislauf ermöglichen. "Es ist das erste Mal, dass eine Atmosphäre bei einem Gesteinsplaneten in der habitablen Zone eines anderen Sterns gefunden wurde", betont Cherubim. Als habitabel bezeichnen Planetenforscher jenen Bereich um einen Stern, in dem es weder zu kalt noch zu heiß für flüssiges Wasser ist und der deshalb als potenziell lebensfreundlich gilt.
Der 2017 entdeckte Planet LHS 1140b zieht seine Bahn in etwa einem Zehntel des Abstands zwischen Erde und Sonne um einen Roten Zwergstern im Sternbild Walfisch. Ein Jahr - also ein Umlauf um den Stern - dauert lediglich 24,7 Tage. Da der Stern kleiner ist als unsere Sonne und viel schwächer leuchtet, könnten auf LHS 1140b trotz der engen Umlaufbahn lebensfreundliche Temperaturen herrschen.
Gesteinsplaneten bei Roten Zwergsternen leichter aufzuspüren
Rote Zwergsterne sind für Astronomen von besonderem Interesse, weil sich erdähnliche Gesteinsplaneten dort leichter nachweisen lassen als bei größeren Sternen. Die meisten Gesteinsplaneten spüren Astronomen mit der sogenannten Transit-Methode auf: Zieht ein Planet auf seiner Umlaufbahn von der Erde aus gesehen vor seinem Stern vorüber, so schwächt er dessen Licht geringfügig ab. Solche regelmäßigen Abschwächungen durch Transits sind also ein Indiz für die Existenz eines Planeten.
Doch je kleiner ein Planet, desto schwächer der Effekt der Transits. Das macht den Nachweis kleiner Gesteinsplaneten schwierig. Rote Zwergsterne bieten da einen Ausweg: Weil sie selbst klein und zudem leuchtschwach sind, sind Transits von Gesteinsplaneten viel leichter aufzuspüren.
Berechnungen erklären Entwicklung der Atmosphäre
Ist ein Planet in eine Atmosphäre eingehüllt, so geht bei einem Transit ein Teil des Sternenlichts durch diese Lufthülle hindurch und hinterlässt dabei eine Art Fingerabdruck im Sternenlicht: Denn die Moleküle der Atmosphäre absorbieren Licht bei charakteristischen Wellenlängen. Doch bislang gelang es bei keinem der insgesamt 45 bekannten Gesteinsplaneten in der habitablen Zone von Sternen, auf diese Weise eine Atmosphäre nachzuweisen.
Umso überraschter waren Cherubim und seine Kollegen, als sie 2024 bei ihren Beobachtungen mit dem 6,5 Meter großen Magellan-Teleskop bei einem Transit von LHS 1140b auf deutliche Spuren von Helium stießen. Ein Jahr später kam die nächste Überraschung: Das Helium war verschwunden. Mithilfe von Computermodellen möglicher Entwicklungen einer Atmosphäre von LHS 1140b konnten die Forscher die zunächst rätselhaften Beobachtungen erklären.
Demnach entweicht zeitweilig Helium aus der Atmosphäre des Planeten, ausgelöst durch starke Röntgen- und ultraviolette Strahlung des Sterns. Ein solcher Prozess ist aber nur möglich, wie die Berechnungen des Teams zeigen, wenn sich unterhalb einer aus Helium bestehenden Hochatmosphäre eine dichte Hülle aus schwereren Gasen befindet - und diese könnte auch Wasser enthalten. Die Forscher wollen nun das Weltraumteleskop James Webb einsetzen, um einen tieferen Blick in die Atmosphäre von LHS 1140b zu werfen - und so dort vielleicht tatsächlich Wasser nachzuweisen.