TRAPPIST-1 liegt rund 40 Lichtjahre entfernt und ist ein System mit sieben erdgroßen Welten, die einen sehr kühlen Zwergstern umkreisen. Die IRAC-Kamera an Bord des Weltraumteleskops Spitzer wurde verwendet, um bei der Entdeckung dieser sieben erdgroßen Planeten um den Stern zu helfen. Mindestens drei von ihnen befinden sich in der habitablen Zone des Sterns. Der Stern und damit auch sein Planetensystem werden auf ein Alter von etwa acht Milliarden Jahre geschätzt, fast doppelt so alt wie unser eigenes Sonnensystem.
Für Wissenschaftler, die nach Leben jenseits des Sonnensystems suchen, bedeutet das fortgeschrittene Alter mehr Zeit für die Chemie und die Evolution als es auf der Erde der Fall war. Auf der anderen Seite liegen die Planeten alle nahe an dem Stern (sie vollziehen wahrscheinlich sogar eine gebundene Rotation und zeigen ihm immer dieselbe Seite). Infolge dessen hätten sie Milliarden Jahre lang mehr hochenergetische Strahlung aus den Sternwinden empfangen, was etwaige Atmosphären der Planeten möglicherweise negativ beeinflusst haben könnte.
Trotzdem könnten die drei Planeten in der habitablen Zone flüssiges Wasser besitzen, wenn sie mit der richtigen Zusammensetzung entstanden und/oder wenn Wasser danach auf ihren Oberflächen abgelagert wurde. Der Kuipergürtel in unserem eigenen Sonnensystem ist eine umkreisende Scheibe aus Kometen und kleinen Objekten, die sich grob von Neptun bis in 50 Astronomische Einheiten Entfernung zur Sonne erstreckt (eine Astronomische Einheit entspricht der durchschnittlichen Entfernung zwischen Sonne und Erde). Man vermutet, dass Kometen Wasser auf die Erde brachten, als sie jung war. Kometen im Kuipergürtel von TRAPPIST-1 – falls es welche gibt – könnten eine Möglichkeit sein, um Wasser auf die sieben Planeten des Systems zu bringen. Unter den richtigen atmosphärischen Bedingungen könnten die drei Planeten in der habitablen Zone flüssiges Wasser auf ihren Oberflächen besitzen.
Der CfA-Astronom Luca Matra war Mitglied eines Teams, das das ALMA-Observatorium nutzte, um das System TRAPPIST-1 nach Anzeichen für einen Exokuipergürtel und Hinweisen über die Entstehung seiner Planeten abzusuchen. Die Wissenschaftler suchten nach Strahlung, die von Staubkörnchen und Kohlenmonoxidgas emittiert wird, aber fanden keine. Die Grenzen waren jedoch empfindlich genug, um einige wichtige Schlussfolgerungen zu ziehen, wenn sie mit konservativen Schätzungen des Alters und der Entwicklung des Systems kombiniert werden.
Sie schlussfolgern, dass das System TRAPPIST-1 wahrscheinlich mit einer planetaren Scheibe entstand, deren Radius kleiner als 40 Astronomische Einheiten betrug und deren Masse geringer war als etwa 20 Erdmassen. Darüber hinaus wurde der Großteil der Staubkörnchen in der Scheibe sehr wahrscheinlich nach innen transportiert und für die Bildung der sieben Planeten genutzt.
Die Wissenschaftler nutzen ihren Modellierungscode, um ALMA-Archivdaten über den nahen Stern Proxima Centauri und sein Planetensystem zu untersuchen. Es zeigte ebenfalls nur obere Grenzen der Staub- und Gasemissionen, was darauf hindeutet, dass seine junge Scheibe weniger als ein Zehntel so massereich war wie die, aus der unser Sonnensystem hervorging. Diese Ergebnisse lassen die Frage nach dem frühen Wassertransport in diesen Systemen unbeantwortet, aber haben die Forscher ermutigt, ihre Techniken auf jüngere und nähere Sternsysteme anzuwenden, um ihre Nachweise zu steigern und ihre Modelle zu verfeinern.
Abhandlung: “Searching for a Dusty Cometary Belt around TRAPPIST-1 with ALMA“, von S. Marino, M. C. Wyatt, G. M. Kennedy, M. Kama, L. Matra, A. H. M. J. Triaud, und Th. Henning, MNRAS 492, 6067, 2020.
Wir wünschen allen Lesern frohe Ostertage. Bleiben Sie gesund!
(THK)
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