{"id":158238,"date":"2018-11-16T10:04:21","date_gmt":"2018-11-16T09:04:21","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=158238"},"modified":"2018-11-16T10:04:21","modified_gmt":"2018-11-16T09:04:21","slug":"supererde-lebensfeindlich-kalt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/supererde-lebensfeindlich-kalt\/","title":{"rendered":"Supererde entdeckt &#8211; ein kalter, lebensfeindlicher Ort"},"content":{"rendered":"<p>Ein internationales Forscherteam hat mit Hilfe der Projekte Red Dots und CARMENES \u00fcberzeugende Beweise f\u00fcr einen Exoplaneten gefunden, der um den nur sechs Lichtjahre von der Erde entfernten Barnards Stern (GJ 699) im Sternbild Ophiucus kreist. Der auf den Namen Barnards Stern b getaufte Planet weist gut drei Mal so viel Masse wie die Erde auf \u2013 eine sogenannte Supererde \u2013 und ist \u00e4hnlich kalt wie der Saturn.<\/p>\n<p>Was ist nun aber eine \u201eSupererde\u201c? \u201eEs gibt derzeit keine international anerkannte, einheitliche und abgesprochene Klassifizierung von Exoplaneten. Die derzeit g\u00e4ngigste Definition einer Supererde ist ein Exoplanet, der eine Masse hat, die zwischen der Erde und dem Neptun liegt\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Markus Nielbock vom <a href=\"https:\/\/www.mpia.de\/en\">Max-Planck-Institut f\u00fcr Astronomie<\/a> (MPIA). \u201eDas liegt auch daran, dass man derzeit nur wenig und auch nur unter erheblichem Aufwand mehr zu solchen Objekten herausfinden kann.\u201c<\/p>\n<p>Eine etwas engere Definition einer Supererde k\u00e4me aus den Beobachtungen des Kepler-Teleskops der NASA. \u201eWegen der von ihm genutzten Transitmethode konnte es jedoch keine Massen sondern nur Radien bestimmen. Da hat man auch mit theoretischen \u00dcberlegungen ermittelt, dass es in dieser Massenskala durchaus physikalische Unterschiede geben muss, so dass neben dem Begriff der Super-Erde auch Mini-Neptun benutzt wird. Es scheint n\u00e4mlich in der Radienverteilung der Exoplaneten ein Mengenminimum zu geben, was darauf hindeutet, dass im Massenbereich zwischen Erde und Neptun tats\u00e4chlich zwei unterschiedliche Objektklassen auftreten, die unterschiedliche Eigenschaften haben: die Supererde ist erd\u00e4hnlich, d.h. Gesteinsplanet mit d\u00fcnner Atmosph\u00e4re, der Minineptun ist eher neptun\u00e4hnlich, d.h. eine Mischung aus fl\u00fcssigem und gefrorenem Material mit einer dicken, dichten Atmosph\u00e4re.\u201c<\/p>\n<p>Ohne eine Bestimmung der Gr\u00f6\u00dfe von Barnards Stern b, und damit einer Ermittlung der Dichte des Planeten, lie\u00dfe sich aber keine sichere Aussage treffen. \u201eIn diesem Fall benutzt man daher die allgemeinere Definition von Supererde. Damit wird aber rein gar nichts dar\u00fcber ausgesagt, ob dieser Planet in der Lage ist, Leben zu beg\u00fcnstigen. Das f\u00fchrt in der \u00d6ffentlichkeit sicher oft zu Missverst\u00e4ndnissen, da mit dem Begriff gleich auch die Kategorie \u201alebensfreundlich\u201b assoziiert wird. Das ist aber normalerweise nicht gemeint.\u201c<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-158236\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2018\/11\/eso1837b-600x377.jpg\" alt=\"Supererde\" width=\"400\" height=\"251\" \/><\/p>\n<h4>Die Supererde ist ein kalter, lebensfeindlicher Ort<\/h4>\n<p>Barnards Stern, benannt nach dem Astronomen E. E. Barnard, ist ein roter Zwergstern, der nur 4 \u2030 der Strahlungsleistung der Sonne abgibt und obwohl sich der Exoplanet relativ nah an seinem Zentralstern befindet \u2013 in nur 0,4-facher Entfernung von Erde und Sonne \u2013 liegt er nahe an der Schneelinie, der Region, in der fl\u00fcchtige Verbindungen wie Wasser zu festem Eis kondensieren k\u00f6nnen. Den Planeten Barnard&#8217;s Star b erreicht n\u00e4mlich nur etwa 2 % der Intensit\u00e4t, die die Erde von der Sonne empf\u00e4ngt. Daraus folgern die Wissenschaftler, dass diese eisige, schattige Welt eine Temperatur von -170\u00b0C haben k\u00f6nnte, was sie f\u00fcr das Leben, wie wir es kennen, unwirtlich macht und eine lebensfeindliche, eisige W\u00fcste ist, in der es kein fl\u00fcssiges Wasser gibt.<\/p>\n<p>Direkte Hinweise auf das Vorhandensein von Wasser auf dem Planeten gebe es jedoch nicht, sagt Nielbock. \u201eDas l\u00e4sst sich aus den Daten nicht direkt ermitteln. Es ist aber sehr unwahrscheinlich. Der Planet befindet sich in einer solch gro\u00dfen Entfernung, dass die Strahlungsenergie des Sterns im Vergleich zur Sonne und und ihrer Entfernung zur Erde sehr schwach ist\u201c, betont er.<\/p>\n<p>\u201eEine einfache Absch\u00e4tzung weist auf eine mittlere Temperatur von -170\u00b0C hin. Die k\u00f6nnte aber je nach Vorhandensein und Zusammensetzung der Atmosph\u00e4re wegen eines m\u00f6glichen Treibhauseffekts h\u00f6her sein. Sie k\u00f6nnte aber auch noch niedriger sein, wenn die Oberfl\u00e4che sehr hell ist (Albedo) und einen Gro\u00dfteil der eingestrahlten Energie nicht absorbiert sondern reflektiert. Allerdings w\u00fcrde es auch mit Treibhauseffekt schwierig, die Temperatur so hoch zu schrauben, dass fl\u00fcssiges Wasser m\u00f6glich w\u00e4re. Daher muss man davon ausgehen, dass alles Wasser, so es denn dort vorhanden ist, gefroren ist.\u201c<\/p>\n<h4>Daten aus 20 Jahren<\/h4>\n<p>Barnards Stern ist der uns am n\u00e4chsten gelegene Einzelstern und uralt \u2013 wahrscheinlich doppelt so alt wie unsere Sonne \u2013 und relativ inaktiv, bewegt sich von der Erde aus gesehen von allen Sternen am schnellsten \u00fcber den Himmel. Astronomen hatten schon seit Langem erfolglos nach Planeten um Barnards Stern gesucht und haben nun aus 771 Einzelmessungen ein Signal entschl\u00fcsselt, das auf einen Planeten hindeutet, der ein Mal innerhalb von 233 Tagen in einem Abstand rund 60 Millionen Kilometern um sein Muttergestirn umherl\u00e4uft. Die Messungen vereinen einen der gr\u00f6\u00dften und unfangreichsten Datens\u00e4tze, der je f\u00fcr pr\u00e4zise Radialgeschwindigkeitsstudien erstellt wurde.<\/p>\n<p>\u201eMan hat schon sehr lange vorher nach Planeten bei Barnards Stern gesucht. Und eine Zeitlang war man sich auch sicher, Hinweise auf einen oder zwei Planeten gefunden zu haben. Dann zeigte sich aber dass es sich um St\u00f6rungen durch das Messinstrument handelte. Die aktuelle Studie basiert dagegen tats\u00e4chlich auf Messungen der letzten 20 Jahre\u201c, betont Nielbock.<\/p>\n<p>Die Entdeckung basiert auf der sogenannten Radialgeschwindigkeitsmethode. Hierbei registriert ein empfindlicher Spektrograf kleine periodische Verschiebungen der Spektrallinien im Spektrum eines Sterns aufgrund seiner Bewegung entlang der Sichtlinie, die von dem Planeten hervorgerufen wird. Daraus kann man die Masse des Planeten berechnen. Ist die Planetenbahn gegen\u00fcber der Sichtlinie geneigt, untersch\u00e4tzen wir jedoch die Geschwindigkeits\u00e4nderung des Sterns und damit die Masse des Planeten. In den meisten F\u00e4llen kennen wir die Neigung nicht. Daher sind die 3,3 Erdmassen von Barnard&#8217;s Star b nur ein Minimalwert. Allerdings stellen sie auch den wahrscheinlichsten Wert dar.<\/p>\n<p>\u201eSupererden sind die h\u00e4ufigste Art von Planeten, die sich um massearme Sterne wie Barnards Stern bilden, was diesem neu entdeckten Planetenkandidaten Glaubw\u00fcrdigkeit verleiht\u201c. Hei\u00dft es bei der <a href=\"https:\/\/www.eso.org\/public\/usa\/?lang\">ESO<\/a>. \u201eDar\u00fcber hinaus sagen aktuelle Theorien zur Planetenbildung voraus, dass die Schneelinie der ideale Ort f\u00fcr die Bildung solcher Planeten ist.\u201c<\/p>\n<p>\u00dcber die genaue Entstehung von Barnards Stern b k\u00f6nne man anhand der gesammelten Daten nur wenig sagen, stellt Nielbock klar. \u201eZu diesem Planeten kann nicht mehr sagen, als was die generellen Modelle der Planetenentstehung hergeben. \u00dcblicherweise handelt es sich beim Prozess um eine zwangsl\u00e4ufige Entwicklung, die mit der Entstehung von Sternen einhergeht. Das Material der Planetenbildung (Gas, kleinste Ger\u00f6llklumpen, Eis) ist ein \u00dcberbleibsel der Materie, die den Stern w\u00e4hrend seiner Entstehung speist. Durch die Rotation flacht die Urwolke zu einer Scheibe ab. Daraus bilden sich durch verschiedene Prozesse letztendlich die Planeten.\u201c<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-158237\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2018\/11\/eso1837d-600x539.jpg\" alt=\"Supererde\" width=\"400\" height=\"359\" \/><\/p>\n<p>Bilder der neu entdeckten Supererde gibt es noch nicht. Aktuell k\u00f6nnen man den Planeten nicht auf Aufnahmen sichtbar machen. \u201eAber auch die n\u00e4chste Generation von Teleskopen und Instrumenten (z. B. ELT) wird den Planeten h\u00f6chstens als Lichtpunkt nachweisen k\u00f6nnen\u201c, so Nielbock. \u201eDie Spektren sagen etwas \u00fcber die Zusammensetzung und die Bewegung des Sterns aus, denn man untersucht lediglich die Schwankungen im Spektrum des Sterns. Diese Schwankungen werden zum Teil von dem umlaufenden Planeten erzeugt.\u201c<\/p>\n<p>Die Astronomen nutzten den Doppler-Effekt, um den Exoplaneten-Kandidaten zu finden. W\u00e4hrend der Planet den Stern umkreist, l\u00e4sst seine Anziehungskraft den Stern wackeln. Wenn sich der Stern von der Erde entfernt, verschiebt sich sein Spektrum in den roten Bereich, d.h. es verschiebt sich zu h\u00f6heren Wellenl\u00e4ngen. Ebenso wird das Sternenlicht in Richtung k\u00fcrzerer, blauerer Wellenl\u00e4ngen verschoben, wenn sich der Stern auf die Erde zubewegt.<\/p>\n<h4>Hinweise auf weiteren Planeten<\/h4>\n<p>\u201eIn den Daten hat man auch Anzeichen von Variationen in der Sternatmosph\u00e4re gesehen, die f\u00fcr diese Klasse von roten Zwergsternen durchaus \u00fcblich sind. Dar\u00fcber hinaus hat man offenbar auch Hinweise auf eine weitere Periode um etwa 6.000 Tage gefunden. Die k\u00f6nnten auf einen weiteren Planeten hinweisen, der massereicher und weiter vom Stern entfernt ist.\u201c<\/p>\n<p>Allgemeine R\u00fcckschl\u00fcsse seien aber eher nicht m\u00f6glich, die wichtigsten Erkenntnisse aus der Entdeckung seien jedoch, dass die Bildung von Planeten offenbar sehr h\u00e4ufig vorkommt. \u201eIn unserer unmittelbaren Nachbarschaft hat man nun schon einige Planetensysteme gefunden. Innerhalb von 15 Lichtjahren der Sonne kennen wir inzwischen 14 Systeme.\u201c<\/p>\n<p>Zum anderen zeige die Arbeit, dass es m\u00f6glich ist, eine gr\u00f6\u00dfere Zahl von Datens\u00e4tzen aus sehr unterschiedlichen Instrumenten und Jahren so miteinander zu verkn\u00fcpfen, dass man ein konsistentes Gesamtergebnis erh\u00e4lt, betont Nielbock. \u201eDas ist keineswegs trivial.\u201c Und schlie\u00dflich: \u201eInnerhalb des kommenden Jahrzehnts wird man beginnen, routinem\u00e4\u00dfig Exoplaneten zu charakterisieren, d.h. ihre Eigenschaften zu bestimmen. Daf\u00fcr ist es meistens notwendig, sie getrennt von ihrem Muttergestirn beobachten k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n<p>In vielen F\u00e4llen ginge das nicht, weil sie einfach zu nah am Stern dran sind. \u201eBei Barnards Stern w\u00e4re das aber relativ leicht m\u00f6glich, sobald die gerade in der Entwicklung stehenden Teleskope und Instrumente genutzt werden k\u00f6nnen. Es ist wichtig, m\u00f6glichst viele solcher F\u00e4lle zu sammeln, um sp\u00e4ter eine gro\u00dfe Anzahl von Kandidaten zu haben, um die Eigenschaften von Planeten detaillierter untersuchen zu k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n<p>Barnards Stern b ist der am zweitn\u00e4chste bekannte Exoplanet der Erde. Die einzigen Sterne, die der Sonne n\u00e4her sind, bilden das Dreifach-Sternsystem Alpha Centauri. Unter Verwendung von ESO-Teleskopen und anderen Einrichtungen fanden Astronomen 2016 klare Hinweise darauf, dass ein Planet den der Erde am n\u00e4chsten liegenden Stern in diesem System, Proxima Centauri, umkreist. Dieser Planet, Proxima Centauri b, liegt etwas mehr als 4 Lichtjahre von der Erde entfernt.<\/p>\n<p><em>Bilder: ESO<\/em><\/p>\n<p>Zum Thema:<br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/eso-teleskop-neugeboren-planet-pds-70\/\">ESO-Teleskop zeigt erstes best\u00e4tigtes Bild eines neugeborenen Planeten<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/einstein-allgemeine-relativitaetstheorie-test\/\">Einsteins Allgemeine Relativit\u00e4tstheorie erfolgreich getestet<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/hubble-hinweise-mond-ausserhalb-sonnensystem\/\">Hubble findet weitere Hinweise auf einen Mond au\u00dferhalb des Sonnensystems<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/eso-bilder-carina-nebel\/\">ESO zeigt fasznierende Bilder des Carina-Nebels<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ein internationales Forscherteam hat mit Hilfe der Projekte Red Dots und CARMENES \u00fcberzeugende Beweise f\u00fcr einen Exoplaneten gefunden, der um den nur sechs Lichtjahre von der Erde entfernten Barnards Stern (GJ 699) im Sternbild Ophiucus kreist. 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