Der nächste Nachbar unseres Sonnensystems, die rote Zwergsonne Proxima Centauri, glänzt über dem Südhimmel. Allerdings so minimal, dass Guillem Anglada-Escudé von der Queen Mary Universität in London und seine Kollegen unter anderem von der Universität Göttingen, dem Heidelberger Max-Planck-Institut für Astronomie und dem Astronomischen Rechen-Institut in Heidelberg längere Zeit mit einem 3,6-Meter-Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile hinschauen mussten, um sicher zu sein: Um Proxima Centauri kreist ein Planet, der unserer Erde ähneln könnte. Das haben die Forscher jetzt öffentlich gemacht. Aufsehen erregend ist: Der Planet umkreist seine Sonne in einer Entfernung, in der Wasser auf seiner Oberfläche vorkommen könnte. Ohne diese Flüssigkeit aber ist Leben kaum möglich, glauben Biologen.

„Ein super Ergebnis“, meint dann auch Philipp Eigmüller vom Berliner Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Schließlich lässt sich ein Planet in unserer unmittelbaren Umgebung mit der Technik von heute schon relativ gut untersuchen. „Zwar wurden in den letzten Jahren schon einige Tausend Planeten entdeckt, die aber alle deutlich weiter entfernt sind“, erklärt Philipp Eigmüller. „Ein solches Ergebnis, noch dazu beim allernächsten Stern, hatten wir ein wenig herbeigesehnt“, gesteht der Spezialist für solche Exo-Planeten außerhalb unseres Sonnensystems.

Größe und Farbe unserer Sonne, verglichen mit den Sternen Alpha Centauri A, Alpha Centauri B und Proxima Centauri
Größe und Farbe unserer Sonne, verglichen mit den Sternen Alpha Centauri A, Alpha Centauri B und Proxima Centauri | Bild: CC BY-SA 3.0

Halten die Daten, was sie versprechen? „Ich halte das Ergebnis für sehr solide“, erklärt dann auch Artie Hatzes. Der amerikanische Direktor der Thüringer Landessternwarte Tautenburg ist ein Spezialist für die Methode, mit der jetzt der Planet um Proxima Centauri entdeckt wurde. Dabei bestimmen die Forscher im Prinzip, wie die Schwerkraft eines Planeten ein klein wenig die viel größere Sonne rüttelt und ihre Bahn so leicht ins Taumeln bringt. Einen solchen Rhythmus haben die Forscher um Guillem Anglada-Escudé zunächst in den Daten gefunden, die zwischen den Jahren 2000 und 2008 am ESO-Observatorium auf dem Cerro Paranal in der Atacama-Wüste im Norden Chiles gemessen wurden.

Dazu kamen weitere, schon einige Jahre alte Daten vom einige Hundert Kilometer weiter südlich liegenden ESO-Observatorium auf dem La-Silla-Berg, sowie eine zusätzliche Dauerbeobachtung von dort, die vom 16. Januar bis zum 31. März 2016 dauerte. Und tatsächlich: Jedesmal fanden die Forscher einen Rhythmus des Taumelns der Sonne, der auf einen Planeten hindeutet.

Artie Hatzes hat diese Ergebnisse genau analysiert: „In zwei voneinander unabhängigen Sätzen von Daten, die noch dazu an zwei verschiedenen Observatorien gemessen wurden, zeigt sich jeweils ein starkes Signal“, sagt der Forscher auf Nachfrage. Und da Guillem Anglada-Escudé und seine Kollegen andere Erklärungen für den gemessenen Rhythmus der Radialgeschwindigkeit ausschließen können, bleibt nur noch eine Erklärung: Ein Planet kreist um Proxima Centauri.

„Leider kann man mit dieser Methode nur die minimale Masse des Planeten bestimmen“, erklärt Artie Hatzes weiter. Demnach hat der auf „Proxima Centauri b“ getaufte Planet mindestens die 1,3-fache Größe unserer Erde. Damit ist der neue Fund erheblich kleiner als sehr viele der anderen bisher entdeckten Exo-Planeten, die vermutlich eher den großen Gasplaneten wie dem Jupiter und dem Saturn in unserem Sonnensystem ähneln. „Proxima Centauri b“ könnte dagegen durchaus ein Gesteinsplanet sein“, vermutet Artie Hatzes. Zu dieser Planetengruppe aber gehört auch unsere Erde.

Ein Jahr dauert zwei Wochen

Allerdings liegt die Umlaufbahn des Planeten zwanzigmal näher an seinem Stern als der Abstand unserer Erde zur Sonne beträgt. In gerade einmal 11,2 Tagen saust Proxima Centauri b daher um sein Zentralgestirn, ein Jahr dauert dort also weniger als zwei Wochen. Trotz dieser großen Nähe sollten die Temperaturen auf dem Planeten recht verträglich sein. Schließlich ist Proxima Centauri ein Roter Zwergstern, der nur etwa zwölf Prozent der Masse unserer Sonne hat und der daher deutlich weniger Energie abstrahlt. Ist die Oberfläche unserer Sonne rund 5500 Grad Celsius heiß, dürfte dieser Wert bei Proxima Centauri nur bei moderateren 2780 Grad Celsius liegen. Daher heizt unser nächster Nachbar seinen Planeten genau so weit auf, dass flüssiges Wasser vorliegen kann. Proxima Centauri b liegt also genau in der Zone, in der Leben entstehen könnte.

Ein Beispiel eines Systems für die Vorhersage der Lage der habitablen Zone um  verschiedene Typen von Sternen, basierend auf der stellaren Leuchtkraft. Unser Sonnensystem befindet sich zum Vergleich in der Mitte.
Ein Beispiel eines Systems für die Vorhersage der Lage der habitablen Zone um verschiedene Typen von Sternen, basierend auf der stellaren Leuchtkraft. Unser Sonnensystem befindet sich zum Vergleich in der Mitte. | Bild: CC BY-SA 3.0

Ob dort aber wirklich Organismen wie Bakterien, Pilze oder vielleicht sogar höheres Leben existieren können, wissen die Forscher bisher nicht. So beobachten Astronomen auf dem Stern Proxima Centauri sehr viele Strahlungsausbrüche, den Planeten dürfte das 400-fache an Röntgenstrahlung wie die Erde erreichen. „Ob der Planet ein Magnetfeld hat, das einen großen Teil dieser Strahlung abschirmt, wissen wir leider nicht“, meint DLR-Forscher Philipp Eigmüller. Existiert ein solcher Magnetschirm, würde er auch eine mögliche Atmosphäre und die Oberfläche sowie eventuell vorhandenes Leben vor der hohen Strahlung schützen.

Vielleicht erfahren die Forscher ja mehr über Proxima Centauri b, wenn sie das Licht untersuchen, das er von seiner Sonne erhält und wieder reflektiert. Immerhin ist der Planet trotz der großen Entfernung zur Erde so nah, dass moderne Instrumente dieses schwache Licht neben der viel stärkeren Strahlung seines Sterns messen können. Aus solchen Daten sehen die Forscher in einigen Jahren vielleicht auch, ob der Planet eine Atmosphäre hat, in der vielleicht sogar Wolken schweben und in der sich Substanzen nachweisen lassen, die normalerweise von lebenden Organismen produziert werden. Wäre dem so, könnte man fast von einer zweiten Erde sprechen.

<p>Unsere Nachbargalaxie: die spiralförmige Andromeda-Galaxie. Sie ist bis zu <sup></sup>2,7 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und liegt im Sternbild Andromeda. <em><sup></sup></em></p>

Unsere Nachbargalaxie: die spiralförmige Andromeda-Galaxie. Sie ist bis zu 2,7 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und liegt im Sternbild Andromeda.

| Bild: AFP

Schon gewusst?

Der nächste Nachbarstern Proxima Centauri ist mit bloßem Auge von der Erde nicht zu sehen. Dafür ist seine Helligkeit zu gering. Wer ihn sehen will, braucht wenigstens ein Teleskop mit einer Öffnung von acht Zentimetern und muss es mindestens in die Sahara mitnehmen. Von dort aus kann man Teile des Südhimmels beobachten, in dem das Sternbild Kentaur steht. Weil Proxima Centauri so schwach leuchtet, wurde der Stern erst 1915 entdeckt. Ob Proxima Centauri mit dem Doppelstern-Duo Alpha Centauri in Verbindung steht, ist noch nicht geklärt. (mic)

Die Position von Proxima Centauri am Südhimmel. Der Stern ist mit bloßem Auge nicht sichtbar.
Die Position von Proxima Centauri am Südhimmel. Der Stern ist mit bloßem Auge nicht sichtbar. | Bild: AFP

Wie Astronomen einen Exoplaneten entdecken

  • Planetenjäger: Sie messen wie bei Proxima Centauri winzige Änderungen der Geschwindigkeit, mit der sich der Stern auf unser Sonnensystem zubewegt. Kreist ein Planet um eine Sonne, zerrt seine Schwerkraft an ihr. Befindet sich dieser Himmelskörper aus unserer Sicht ein wenig hinter Proxima Centauri, bremst er dessen Geschwindigkeit in unsere Richtung minimal. Und steht der Planet ein wenig vor seiner Sonne, beschleunigt er sie ein klein wenig auf uns zu. Ändert sich diese „Radialgeschwindigkeit“ in einem bestimmten Rhythmus, kreist vermutlich ein anderer Himmelskörper um diesen Stern.
  • Exo-Planeten: Bisher wurden schon einige Tausend entdeckt. Der nächste davon war bisher der von Artie Hatzes entdeckte Epsilon Eridani b, der mit gut zehn Lichtjahren viel weiter als Proxima Centauri b von der Erde entfernt ist. Bei Epsilon Eridani b handelt es sich sehr wahrscheinlich um einen Gasplaneten, der fast die 500-fache Masse der Erde hat und damit größer als der Planet Jupiter in unserem Sonnensystem ist. Jupiter wiederum hat den 12-fachen Durchmesser der Erde. Epsilon Eridani b ist also riesengroß und kommt als Kandidat für Leben eher nicht in Frage.
  • Erforschung: Unbemannte Missionen zu Proxima Centauri tüftelt zum Beispiel der bekannte britische Astrophysiker Stephen Hawkins aus. Im Projekt Breakthrough Starshot will er im Lauf der nächsten zwanzig Jahre Kleinstraumflugkörper entwickeln, die mit Lasern auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden und so Proxima Centauri und das benachbarte Doppelstern-System Alpha-Centauri in ungefähr zwanzig weiteren Jahren erreichen könnten. Dort sollen Bilder aufgenommen werden, die zur Erde mit Lichtgeschwindigkeit zurück übermittelt werden, was noch einmal mehr als vier Jahre dauert. Die geschätzten 100 Millionen Dollar für das Projekt will der russisch-amerikanische Internet-Milliardär Juri Milner spenden.
  • Entfernung: Proxima Centauri (lat.: nächstgelegener Kentaur, da im gleichnamigen Sternbild gelegen), liegt 4,24 Lichtjahre von der Erde entfernt. Das sind 40,28 Billionen Kilometer. Das erscheint viel, ist in kosmischen Maßstäben aber wenig. Zum Vergleich: Die Entfernung zur nächsten Galaxie, dem Andromedanebel, beträgt 2,4 bis 2,7 Millionen Lichtjahre.
  • Erreichbarkeit: Dennoch ist Proxima Centauri für Raumsonden unerreichbar. Sie wären 32 000 Jahre unterwegs. Zum Vergleich: Die US-Raumsonde Voyager 1, 1977 gestartet, erreichte 2013, nach 36 Jahren, die Grenzen unseres Sonnensystems. Dieses hat – legt man die mittlere Entfernung zwischen Sonne und Außenplanet Neptun zugrunde – eine Ausdehnung von nur 4,14 Lichtstunden. (rhk/mic)