Ein Signal von einem erdgroßen Exoplaneten macht ein Forschungsteam hellhörig. Was ist mit YZ Ceti b los?

Boulder – Wenn Forschende nach Exoplaneten suchen, auf denen Leben möglich ist, geht es in der Regel darum, ob die Temperaturen dort so moderat sind, dass auf der Oberfläche flüssiges Wasser möglich ist. Doch es gibt noch weitere Schlüssel-Kriterien, die ein lebensfreundlicher Planet im besten Fall erfüllt. Eines davon ist ein Magnetfeld: Es schützt die Atmosphäre des Planeten, indem es hochenergetische Partikel und Plasma, das von dem Stern, den der Planet umkreist, ins Weltall geschleudert wird, abhält.

Ist kein Magnetfeld vorhanden, wird die Atmosphäre im Laufe der Zeit abgetragen und verschwindet ins Weltall. „Ob ein Planet mit einer Atmosphäre überlebt oder nicht, kann davon abhängen, ob der Planet ein starkes Magnetfeld hat oder nicht“, erklärt der Astrophysiker Sebastian Pineda von der University of Colorado. Gemeinsam mit der Astronomin Jackie Villadsen (Bucknell University) hat Pineda einen erdgroßen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems identifiziert, der möglicherweise ein Magnetfeld hat. Die Studie wurde im Fachjournal Nature Astronomy publiziert.

Radiosignal weist auf Magnetfeld des Exoplaneten YZ Ceti b hin

YZ Ceti b ist ein Gesteinsplanet, der einen Stern umkreist, der etwa zwölf Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Bei der Beobachtung des Planeten entdeckten Pineda und Villadsen ein sich wiederholendes Radiosignal, das vom Stern YZ Ceti ausging. „Ich sah dieses Ding, das noch niemand vor mir gesehen hat“, erinnert sich Villadsen an den Moment, als sie das Radiosignal zum ersten Mal entdeckte. „Wir sahen den ersten Ausbruch und es sah wunderschön aus“, beschreibt Pineda und fährt fort: „Als wir es wieder sahen, war es ein deutlicher Hinweis darauf, dass wir hier vielleicht wirklich etwas haben.“

Die Theorie des Forschungsteams: Die Radiowellen, die sie entdeckt haben, sind Interaktionen zwischen dem Magnetfeld des Exoplaneten und dem Stern. Um diese zu entdecken, müssen sie über die große Distanz von zwölf Lichtjahren sehr stark sein. Es wurden bereits Exoplaneten mit Magnetfeldern entdeckt, doch bisher handelte es sich dabei um Jupiter-große Exoplaneten. Um Magnetfelder bei erdähnlichen Planeten zu finden, musste sich das Forschungsteam eine neue Herangehensweise überlegen, denn Magnetfelder sind unsichtbar – weshalb es äußerst schwierig ist, herauszufinden, ob ein weit entfernter Planet ein solches besitzt.

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Planeten sind zu nah an ihren Sternen, um darauf leben zu können

Villadsen beschreibt, mit welcher Technik das Team auf die Suche gegangen ist: „Wir suchen nach Planeten, die sich sehr nah an ihren Sternen befinden und eine ähnliche Größe wie die Erde haben. Diese Planeten sind viel zu nah an ihren Sternen, um darauf leben zu können, aber weil sie so nah sind, pflügt der Planet quasi durch einen Haufen Material, das vom Stern kommt.“ Wenn der Planet durch genügend Sternenmaterial fliegt, „wird er den Stern dazu bringen, helle Radiowellen auszusenden“, erklärt Villadsen weiter.

Blick in die Tiefen des Universums – So sieht „Hubble“ das Weltall

Der Ring-Nebel (M57) ist ein planetarischer Nebel im Sternbild Leier. Es handelt sich um die leuchtenden Überreste eines einst sonnenähnlichen Sterns, der vor etwa 20.000 Jahren seine äußere Gashülle abgestoßen hat. Der Ring hat einen Durchmesser von etwa 1,3 Lichtjahren. Im Inneren befindet sich ein weißer Zwergstern.

Der ikonische Pferdekopfnebel ist ein beliebtes Ziel für Amateur- und Berufsastronomen. Der Pferdekopfnebel ist Teil einer Dunkelwolke im Sternbild Orion, die von einem rot leuchtenden Nebel (IC 434) beleuchtet wird. Der Nebel ist etwa 1500 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Diese Aufnahme der elliptischen Radiogalaxie Hercules A stammt ebenfalls vom „Hubble“-Weltraumteleskop der Nasa. Die Galaxie ist 2,1 Milliarden Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Herkules. Zu sehen sind riesige Plasma-Jets, die vermutlich von einem supermassereichen schwarzen Loch im Innern der Galaxie angetrieben werden.

Auf diesem Bild sind zwei Spiralgalaxien zu sehen, die miteinander interagieren. Die Gruppe trägt den Namen Arp 273. Dass die beiden Galaxien in dieser Gruppe miteinander interagieren oder interagiert haben, erkennt man der US-Raumfahrtorganisation Nasa zufolge an den ungewöhnlichen Spiral-Mustern. Arp 273 ist etwa 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, und auch die beiden Galaxien liegen eigentlich zehntausende Lichtjahre weit auseinander. Nur eine sehr zarte „Brücke“ verbindet die beiden.

Eine majestätische Spiralgalaxie ist auf diesem Bild des „Hubble“-Weltraumteleskops der Nasa zu sehen. Es handelt sich um die Spiralgalaxie NGC 2841, die 46 Millionen Lichtjahre entfernt, im Sternbild Großer Bär zu finden ist.

Wie ein Feuerwerk sieht diese „Hubble“-Aufnahme aus. Tatsächlich handelt es sich um das Sternentstehungsgebiet NGC 3603 im Sternbild „Kiel des Schiff“. Der Nebel ist etwa 20.000 Lichtjahre entfernt und längst nicht so friedlich, wie er aussieht: UV-Strahlung und heftige Sternenwinde haben den Blick auf den Sternhaufen freigegeben. NGC 3603 behebergt einige der größten bekannten Sterne. Sie sterben früh, weil sie ihren Wasserstoff schnell verbrennen am Ende steht eine Supernova-Explosion.

Exoplanet YZ Ceti b befindet sich sehr nah an seinem Stern

Der kleine rote Zwergstern YZ Ceti und sein Exoplanet YZ Ceti b sind das ideale Paar für diese Herangehensweise, denn der Exoplanet befindet sich so nah an seinem Stern, dass er nur zwei Tage benötigt, um ihn einmal zu umkreisen. Die Radiowellen, die dabei entstehen, sind so stark, dass sie auf der Erde beobachtet werden können. Das Forschungsteam kann sie unter anderem nutzen, um zu messen, wie stark das Magnetfeld des Planeten wohl sein mag.

Wir suchen nach Planeten, die sich sehr nah an ihren Sternen befinden und eine ähnliche Größe wie die Erde haben. Diese Planeten sind viel zu nah an ihren Sternen, um darauf leben zu können.

„Die Suche nach potenziell bewohnbaren oder lebensfreundlichen Welten in anderen Sonnensystemen hängt zum Teil davon ab, ob felsige, erdähnliche Exoplaneten tatsächlich Magnetfelder haben“, erklärt Joe Pesce, Programmdirektor des National Radio Astronomy Observatory bei der National Science Foundation (NSF), die die Forschung zum Teil finanziert hat. „Diese Forschung zeigt nicht nur, dass dieser spezielle felsige Exoplanet wahrscheinlich ein Magnetfeld hat, sondern bietet auch eine vielversprechende Methode, um weitere zu finden.“

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Exoplanet YZ Ceti b könnte der erste Gesteins-Exoplanet mit Magnetfeld sein

Das Forschungsteam ist sich sicher: YZ Ceti b ist der bisher beste Kandidat für einen Gesteinsplaneten mit einem Magnetfeld. „Das könnte wirklich plausibel sein“, sagt Villadsen in einer Mitteilung. „Aber ich denke, es wird noch viel Nacharbeit nötig sein, bevor eine wirklich eindeutige Bestätigung der von einem Planeten verursachten Radiowellen herauskommt.“ Pineda blickt hoffnungsvoll in die Zukunft: „Es gibt viele neue Radioanlagen, die in Betrieb genommen werden oder für die Zukunft geplant sind. Wenn wir erst einmal gezeigt haben, dass dies wirklich geschieht, können wir es systematischer angehen. Wir stehen noch ganz am Anfang.“ (tab)

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