Supererden, potenziell bewohnbare Exoplaneten außerhalb unseres Sonnensystems

Supererden sind, obwohl sie im Sonnensystem nicht vorkommen, eine häufige Art von Exoplaneten. Die jüngste Entdeckung der Supererde TOI 715 b hat die Aufmerksamkeit der Wissenschaft auf sich gezogen. Das ist der Grund dafür.

Die Entdeckung von Exoplaneten geht unaufhaltsam weiter. Laufende Weltraummissionen (z. B. die TESS-Mission), aber auch die erneute Analyse von Daten, die von abgeschlossenen Missionen (z. B. der Kepler-Mission) gesammelt wurden, setzen die Liste der Exoplaneten fort.

Auf der Exoplaneten-Website der NASA sind inzwischen 5572 bestätigte Exoplaneten aufgeführt. Die Liste derjenigen Exoplaneten, die noch als Kandidaten gelten und weitere Beobachtungen und Analysen benötigen, um den Status "bestätigt" zu erhalten, ist jedoch viel länger (10084 Exoplaneten-Kandidaten).

Der jüngste Neuzugang in der Familie der Exoplaneten wurde im Januar dieses Jahres vorgestellt. Es handelt sich um eine sehr interessante Supererde, weil es im Sonnensystem keine Entsprechung dieser Art gibt und weil der neu entdeckte Planet der richtige (felsige) Planet am richtigen Ort (im bewohnbaren Bereich) ist. Es ist die Supererde TOI 715 b.

Was sind Supererden?

Die Planeten des Sonnensystems lassen sich in drei Gruppen einteilen:

Gesteinsplaneten: Merkur, Venus, Erde und Mars. Von diesen ist die Erde der massivste;
Gasriesen: Jupiter und Saturn;
Eisriesen: Uranus und Neptun.

Im Vergleich zu den Gasriesen haben Eisriesen einen höheren Anteil an Eis (Wassereis, Ammoniak, Methan und andere Kohlenwasserstoffe). In dieser Klassifizierung gibt es in dem Größenbereich zwischen der Erde und den Eisriesen keine andere Art von Planeten im Sonnensystem.

Künstlerische Darstellung der Supererde TOI 715 b. Bild: NASA

Im Gegensatz dazu gibt es in vielen Exoplanetensystemen Supererden, die so genannt werden, weil sie massereicher als die Erde, aber leichter als die Eisriesen sind.

Supererden sind eine Art von Exoplaneten mit einem Radius, der doppelt so groß ist wie der der Erde, und einer Masse, die bis zu zehnmal größer ist als die der Erde.

Obwohl sie als Supererden bezeichnet werden, können sie hauptsächlich aus Gestein oder Gas oder aus einer Kombination von Gestein und Gas bestehen.

An der oberen Grenze der Größenverteilung der Supererden befinden sich Exoplaneten, die als subneptunisch oder minineptunisch bezeichnet werden.

Die wahre Natur dieser Planetentypen ist noch nicht gut erforscht. Im Gegensatz zu den erdähnlichen oder gasförmigen Exoplaneten, von denen wir bekannte Beispiele in unserem Sonnensystem haben, gibt es im Sonnensystem keine analogen Supererden.

Es handelt sich jedoch um einen sehr häufigen Typus. Tatsächlich sind bis heute 1679 Supererden bekannt, d. h. etwa ein Drittel der bisher entdeckten Exoplaneten. Den Rekord halten bisher die Neptunplaneten.

TOI 715 b, der Newcomer unter den Supererden

Etwa 137 Lichtjahre von der Erde entfernt, im Sternbild des Fliegenden Fisches (lateinisch Volans), befindet sich der Stern TOI 715, der so schwach ist, dass er mit bloßem Auge nicht zu erkennen ist, und der im Vergleich zur Sonne auch relativ kalt ist. Seine Oberflächentemperatur beträgt etwa 3000 Grad Kelvin im Vergleich zu 5700 Grad Kelvin auf der Sonne. Dieser Stern wird als Roter Zwerg eingestuft.

Genau um diesen Stern herum hat das TESS-Teleskop nun einen Exoplaneten entdeckt, der gemäß der Nomenklatur für Exoplaneten den Namen TOI 715 b erhalten hat. Seine Entdeckung wurde im Januar dieses Jahres von einem internationalen Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Giorgina Dransfield von der Universität Birmingham in Großbritannien bekanntgegeben und in der Zeitschrift Monthly Notices of The Royal Astronomical Society veröffentlicht.

TOI 715 b wurde mit Hilfe der Transit-Technik und Beobachtungen des Weltraumteleskops TESS entdeckt.

Supererden können hauptsächlich aus Gas oder Gestein oder aus einer Kombination davon bestehen. Von den kürzlich entdeckten Planeten ist TOI 715 b von größtem Interesse, da es sich um eine felsige Supererde handelt, die den inneren Planeten unseres Sonnensystems (Merkur, Venus, Erde, Mars) ähnlich ist. Außerdem befindet er sich in einer Entfernung von seinem Stern, die ihn in die sogenannte habitable Zone rückt.

Dieser Planet ist so weit von seinem Stern entfernt, dass er eine Oberflächentemperatur hat, die das vorhandene Wasser in flüssigem Zustand halten könnte. Seine Oberfläche ist also weder zu heiß, als dass Wasser verdampfen könnte, noch zu kalt, als dass es gefrieren könnte.

Die Entfernung vom Stern, in der sich die habitable Zone befindet, hängt von der Oberflächentemperatur des Sterns ab. Bei Sternen, die heißer als die Sonne sind, liegt die habitable Zone in Entfernungen vom Stern, die weit über der durchschnittlichen Entfernung Erde-Sonne liegen; bei Sternen, die kälter als die Sonne sind, liegt die habitable Zone näher am Stern.

Im Fall von TOI 715b befindet sich die habitable Zone in einer Entfernung vom Stern, die nur 8 Hundertstel der Entfernung der Erde von der Sonne beträgt (fünfmal näher am Stern als Merkur).

Dieser Planet umkreist seinen Stern mit einer Dauer von 19 Tagen, d. h. sein Sternjahr dauert 19 Tage im Vergleich zum 365-Tage-Jahr der Erde.

Dieser Umstand ist ein großer Vorteil für die Astronomen, denn er ermöglicht es, den Planeten und in Zukunft auch seine Atmosphäre in einem relativ kurzen Zeitraum zu untersuchen.

Da es sich bei TOI 715 b um einen Gesteinsplaneten handelt und die Möglichkeit besteht, dass er flüssiges Wasser enthält, steht er auf der "Top-Liste" für weitere eingehende Studien. Der nächste Schritt wird sein, eine mögliche Atmosphäre nachzuweisen und seine chemische Zusammensetzung zu erforschen (z. B. mit Beobachtungen des James Webb). Wer weiß, vielleicht werden dort ja auch biologische Spuren einer Lebensform entdeckt!