Wie Planeten um Sterne wie Proxima Centauri entstehen

24. Oktober 2016, 14:31
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Computersimulationen zeigen, dass Planeten um Rote Zwerge häufig etwa erdgroß sein dürften und große Mengen Wasser enthalten

Bern – Astrophysiker der Universität Bern haben die Entstehung von Planeten um Sterne wie unseren nächsten Nachbarstern, Proxima Centauri, simuliert. Aus den Modellen ließen sich Rückschlüsse ziehen, wie ein kürzlich dort entdeckter Planet aussehen könnte, berichten die Forscher in "Astronomy and Astrophysics".

Im vergangenen August war die Aufregung groß: Forscher gaben bekannt, dass Proxima Centauri von einem Planeten in der sogenannten habitablen Zone umkreist wird. Dort wäre potenziell flüssiges Wasser und somit auch Leben möglich. Viel weiß man aber noch nicht über den 4,25 Lichtjahre von uns entfernten Exoplaneten, doch allein seine Existenz lässt aufhorchen: Denn Proxima Centauri entspricht dem häufigsten Sternentyp in unserer kosmischen Nachbarschaft.

Astronomen vermuten daher, dass auch andere "Rote Zwerge", wie dieser schwach leuchtende und relativ kleine Sternen-Typ heißt, von Planeten umkreist werden. Yann Alibert und Willy Benz von der Universität Bern haben nun in Computersimulation untersucht, wie die Planetenentstehung um Rote Zwerge abläuft und wie dort entstandene Planeten aussehen könnten. Demnach hätten sie häufig in etwa die Größe der Erde. Außerdem würden sie große Mengen an Wasser enthalten, wie die Universität Bern in einer Aussendung mitteilte.

Sehr hoher Wasseranteil

Alibert und Benz starteten ihre Berechnungen mit einigen Hunderten bis Tausenden von identischen, massearmen Sternen. In der Scheibe aus Staub und Gas – der sogenannten protoplanetaren Scheibe – gingen sie von je zehn "Planetenembryos" von der Größe des Erdenmondes aus.

Die in der Simulation erzeugten Planeten entsprächen den bisher bekannten Objekten, die bei Roten Zwergen entdeckt worden seien, erklärte Alibert: "Interessanterweise haben wir herausgefunden, dass Planeten in engen Umlaufbahnen um diese Sterne klein sind. Ihr Radius liegt typischerweise zwischen 0,5 und 1,5 Erdradien und entspricht am häufigsten dem Erdradius." Ob diese Vorhersage richtig sei, müssten aber weitere Entdeckungen zeigen.

Außerdem prognostizierten die Forscher den Wassergehalt solcher Planeten, die ihren Mutterstern in der bewohnbaren Zone umkreisen. Nach ihren Ergebnissen müssten 90 Prozent davon einen Wasseranteil von mehr als 10 Prozent aufweisen. Bei den meisten Planeten um Rote Zwerge könnte es sich also um Wasserwelten handeln, die von sehr tiefen Ozeanen bedeckt sind. Am Meeresgrund wäre das Wasser wegen des enormen Drucks eisförmig.

Exotische Bedingungen

"Was die Lebensfreundlichkeit von Planeten anbelangt, kann es auch zu viel Wasser geben", sagte Benz. In früheren Studien hatten die Berner Forscher gezeigt, dass zu viel Wasser lebensfeindlich sein kann, da es die Regulierung der Oberflächentemperatur verhindern und das Klima destabilisieren würde.

"Aber dies gilt für die Erde, während wir es hier mit bedeutend exotischeren Planeten zu tun haben, die einem viel unwirtlicheren Strahlungsumfeld ausgesetzt sein könnten und ihrem Stern vielleicht immer die gleiche Seite zuwenden", sagte Benz. Da Rote Zwerge bedeutend schwächer leuchten als die Sonne sind, kann ein Planet seinem Mutterstern viel näher sein, bevor seine Oberflächentemperatur für flüssiges Wasser zu hoch wird.

Benz: "Bewohnbar oder nicht – die Untersuchung von Planeten bei sehr massearmen Sternen wird spannende neue Resultate liefern, die unser Wissen über die Entstehung, Entwicklung und Bewohnbarkeit von Planeten erweitern." (APA, red, 24.10.2016)

  • Künstlerische Darstellung zweier erdgroßer Exoplaneten um einen Roten Zwerg.
    illustr.: nasa/esa/g. bacon

    Künstlerische Darstellung zweier erdgroßer Exoplaneten um einen Roten Zwerg.

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