Das Birmingham-Teleskop entdeckt zwei neue gemäßigte Felswelten

Ein internationales Forschungsteam, dem Astronomen der Universität Birmingham angehören, hat gerade die Entdeckung von zwei „Super-Erde“-Planeten bekannt gegeben, die LP 890-9 umkreisen, einen kleinen, kühlen Stern, der etwa 100 Lichtjahre von der Erde entfernt ist.

Der Stern, auch TOI-4306 oder SPECULOOS-2 genannt, ist nach dem berühmten TRAPPIST-1 der zweitcoolste Stern, der Planeten beherbergt. Diese seltene Entdeckung ist Gegenstand einer bevorstehenden Veröffentlichung in der Zeitschrift Astronomie & Astrophysik.

Der innere Planet des Systems mit der Bezeichnung LP 890-9b ist etwa 30 % größer als die Erde und absolviert eine Umlaufbahn um den Stern in nur 2,7 Tagen. Dieser erste Planet wurde ursprünglich vom Transiting Exoplanet Survey Satellite der NASA als möglicher Planetenkandidat identifiziert (TESS), eine Weltraummission, die nach Exoplaneten sucht, die nahe Sterne umkreisen. Dieser Kandidat wurde durch die bestätigt und geprägt SPEKULOOS Teleskope (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars), von denen eines von der University of Birmingham betrieben wird. Die SPECULOOS-Forscher nutzten dann ihre Teleskope, um weitere Transitplaneten im System zu suchen, die von TESS übersehen worden wären.

„TESS sucht mithilfe der Transitmethode nach Exoplaneten, indem es die Helligkeit von Tausenden von Sternen gleichzeitig überwacht und nach leichten Verdunkelungen sucht, die durch Planeten verursacht werden könnten, die vor ihren Sternen vorbeiziehen“, erklärt Laetitia Delrez, Postdoktorandin an der Universität Lüttich , und der Hauptautor des Artikels.

„Häufig ist jedoch eine Nachverfolgung mit bodengestützten Teleskopen erforderlich, um die planetare Natur der entdeckten Kandidaten zu bestätigen und die Messungen ihrer Größe und Umlaufbahneigenschaften zu verfeinern.“

Diese Nachverfolgung ist besonders wichtig bei sehr kalten Sternen wie LP 890-9, die den größten Teil ihres Lichts im nahen Infrarot emittieren und für die TESS eine eher begrenzte Empfindlichkeit hat.

Die Teleskope des SPECULOOS-Projekts, die am Paranal-Observatorium der ESO in Chile und auf der Insel Teneriffa installiert sind, sind optimiert, um diese Art von Sternen dank Kameras, die im nahen Infrarot sehr empfindlich sind, mit hoher Präzision zu beobachten.

„Das Ziel von SPECULOOS ist die Suche nach potenziell bewohnbaren terrestrischen Planeten, die einige der kleinsten und kühlsten Sterne in der Nachbarschaft der Sonne durchqueren, wie das Planetensystem TRAPPIST-1, das wir 2016 entdeckt haben“, erinnert sich Michaël Gillon von der Universität von Lüttich und der Hauptforscher des SPECULOOS-Projekts. „Diese Strategie ist motiviert durch die Tatsache, dass sich solche Planeten besonders gut für detaillierte Studien ihrer Atmosphäre und für die Suche nach möglichen chemischen Spuren von Leben mit großen Observatorien wie dem James Webb Space Telescope (JWST) eignen.“

Die von SPECULOOS gesammelten Beobachtungen von LP 890-9 erwiesen sich als fruchtbar, da sie nicht nur den ersten Planeten bestätigten, sondern auch entscheidend für die Entdeckung eines zweiten, bisher unbekannten Planeten waren. Dieser zweite Planet, LP 890-9c (von den SPECULOOS-Forschern in SPECULOOS-2c umbenannt), hat eine ähnliche Größe wie der erste (etwa 40 % größer als die Erde), hat aber eine längere Umlaufzeit von etwa 8,5 Tagen. Diese Umlaufzeit, später bestätigt mit der MuSCAT3 Instrument auf Hawaii platziert den Planeten in der sogenannten „habitablen Zone“ um seinen Stern.

„Die habitable Zone ist ein Konzept, unter dem ein Planet mit ähnlichen geologischen und atmosphärischen Bedingungen wie die Erde eine Oberflächentemperatur hätte, die es dem Wasser ermöglicht, Milliarden von Jahren flüssig zu bleiben“, erklärt Amaury Triaud, Professor für Exoplanetologie an der Universität Birmingham und Leiter von die SPECULOOS-Arbeitsgruppe, die die Beobachtungen plante, die zur Entdeckung des zweiten Planeten führten. „Das gibt uns die Lizenz, mehr zu beobachten und herauszufinden, ob der Planet eine Atmosphäre hat, und wenn ja, seinen Inhalt zu studieren und seine Bewohnbarkeit zu beurteilen.“

Der nächste Schritt wird die Untersuchung der Atmosphäre dieses Planeten sein, zum Beispiel mit dem JWST, für das LP 890-9c das zweitgünstigste Ziel unter den bisher bekannten potenziell bewohnbaren terrestrischen Planeten zu sein scheint, nur übertroffen nur vom TRAPPIST- 1 Planeten (bei denen Professor Triaud auch Mitentdecker war).

„Es ist wichtig, so viele gemäßigte terrestrische Welten wie möglich zu entdecken, um die Vielfalt des Exoplanetenklimas zu untersuchen und schließlich in der Lage zu sein, zu messen, wie häufig die Biologie im Kosmos aufgetreten ist“, fügte Professor Triaud hinzu.