Suche nach erdähnlichen Planeten: Ultraleichter und superschneller Exoplanet entdeckt

Am Ende eines durchschnittlichen irdischen Arbeitstages ist andernorts bereits wieder ein Jahr um – jeden Abend Silvester! Auf dem 31 Lichtjahre von der Erde entfernten Exoplaneten GJ 367 b sind gerade mal acht Stunden ein Jahr, der vergleichsweise kleine und sehr leichte Planet umkreist seinen Mutterstern, einen Roten Zwerg namens GJ 367, in einem guten Drittel eines Erdentages. Der Stern liegt im Sternbild Vela (das Segel) in der südlichen Hemisphäre, ist also von der Nordhalbkugel nicht sichtbar.

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In unserem Sonnensystem ist Merkur der schnellste unter den Planten, er braucht nur 88 Tage um die Sonne zu umkreisen, doch im Vergleich zu GJ 367 b ist auch er eine Schnecke. Der Himmelskörper ist einer der leichtesten bislang bekannten rund 5000 extrasolaren Planeten in unserer Galaxie: Er ist ultraleicht und superschnell, wodurch er sich von den anderen bislang bekannten Exoplaneten unterscheidet. 

Mit gerade mal halber Erdmasse ist er einer der leichtesten der erdfernen Planeten – und mit einem Durchmesser von rund 9000 Kilometern etwas größer als der Mars.

Ein Team von 78 Forschenden war beteiligt

Ein internationales Team von 78 Forschenden hatte den Planeten 2019 mithilfe des Weltraumteleskops Tess entdeckt. Nun ist es den Forschenden gelungen, den kleinen Schnellläufer durch weitere Beobachtungen in der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile mit einer bisher nicht erreichten Genauigkeit zu vermessen – und sein Inneres zu charakterisieren. 

Die Forschergruppe wurde von Kristine W. F. Lam und Szilárd Csizmadia vom Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin-Adlershof geleitet. Ihre Ergebnisse wurden am Donnerstag in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht.

Eine besondere Leistung der Forschergruppe liegt in der hohen Genauigkeit, mit der sie Radius und Masse des Schnellläufers vermessen konnten. Daraus ergeben sich wichtige Erkenntnisse über seine Beschaffenheit, was wiederum die Suche von Astronomen nach einer zweiten Erde voranbringen kann.

Mit Sicherheit ein Gesteinsplanet

„Aus der genauen Bestimmung von Radius und Masse lässt sich GJ 367 b mit Sicherheit als Gesteinsplanet einstufen“, erklärt Kristine Lam. In Größe und Zusammensetzung erinnert er die Forschenden an den Merkur, womit er zu den terrestrischen Planeten, also erdähnlichen Himmelskörpern, zählt. 

Nach Erkenntnis der Forschenden hat der massearme Gesteinsplanet eine höhere Dichte als die Erde. „Die hohe Dichte weist auf einen Eisenkern hin“, erklärt Szilárd Csizmadia. Auch in dieser Eigenschaft würde er dem Merkur ähneln, der sich mit seinem überproportional großen Kern aus Eisen und Nickel von den anderen terrestrischen Körpern in unserem Sonnensystem unterscheidet.

GJ 367 b zählt zur Gruppe der „Ultra-Short-Period-Planeten“ (USP), die in weniger als 24 Stunden um ihre Sonne kreisen. „Davon kennen wir bereits einige, doch ihr Ursprung ist bislang unbekannt“, sagt Lam. „Durch die genaue Bestimmung der fundamentalen Eigenschaften haben wir Einblick, wie sich das System gebildet und entwickelt hat.“ 

Durch akribische Untersuchungen und die Kombination verschiedener Auswertungsmethoden konnten die Astronomen den Radius und die Masse sehr genau ermittelt, was für Exoplaneten keine Selbstverständlichkeit ist: Der Radius beträgt 72 Prozent des Erdradius’, die Masse 55 Prozent der Erdmasse.

Der Planet kreist dicht um seinen Mutterstern

Der kleine Schnellläufer rast sehr dicht um seinen Mutterstern herum. Dadurch ist er einer ungleich höheren Strahlung ausgesetzt als die Erde. Die Forschenden gehen von einer 500-mal so starken Strahlung aus. 

Dadurch könnte auf der dem Stern zugewandten Seite des Planeten eine Oberflächentemperatur zwischen 1300 und 1500 Grad Celsius herrschen. Bei solchen Temperaturen schmelzen alle Gesteine und Metalle. „Um eine ,zweite Erde’ handelt es sich also bei GJ 367 b mit Sicherheit nicht“, lautet dann auch das Fazit der Astronom:innen.

Die Arbeit entstand im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramm „Exploring the Diversity of Extrasolar Planets“, das von Berlin aus von Heike Rauer über die TU Berlin koordiniert wird und 51 Forschungsprojekte in Deutschland fördert. Es gab bereits eine Reihe an Veröffentlichungen. Zuletzt ist nun die Studie über GJ 367b erschienen.