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Entschlüsselung der Geheimnisse im Inneren der TRAPPIST-1-Planeten

EU-geförderte Forschende haben die Dichte der sieben TRAPPIST-1-Planeten genauer als je zuvor berechnet und so einen besseren Einblick in ihre Zusammensetzung gewonnen.

Grundlagenforschung
Weltraum

Der Stern, den wir TRAPPIST-1 nennen, und die sieben erdgroßen Planeten, die ihn umkreisen, liegen vierzig Lichtjahre von der Sonne entfernt. Seit der Entdeckung des Sterns im Jahr 1999 und den anschließenden Entdeckungen seiner Gesteinsplaneten hat die Astronomie versucht, mehr darüber zu erfahren, woraus diese Himmelskörper bestehen. Nun konnten Forschende, die von den EU-finanzierten Projekten ESCAPE (Exploring Shortcuts for the Characterization of the Atmospheres of Planets similar to Earth), WHIPLASH (WHat next? an Integrated PLanetary Atmosphere Simulator: from Habitable worlds to Hot jupiters), BEBOP (Binaries Escorted By Orbiting Planets) und SPECULOOS (SPECULOOS: searching for habitable planets amenable for biosignatures detection around the nearest ultra-cool stars) unterstützt wurden, mittels Daten von Boden- und Weltraumteleskopen die Dichte der TRAPPIST-1-Planeten mit einer höheren Genauigkeit als je zuvor berechnen. Die in der Fachzeitschrift „The Planetary Science Journal“ veröffentlichten Ergebnisse haben ihnen wertvolle Hinweise auf die Zusammensetzung der Planeten gegeben. „Das TRAPPIST-1-System ist wirklich bemerkenswert, da alle sieben Planeten mit der Transitmethode gefunden wurden“, merkte Mitautor Adam Burgasser von der University of California, San Diego, in einem auf der Website der Universität veröffentlichten Artikel an. „Die Planeten bewegen sich zwischen uns und ihrem Wirtsstern, was wir an einem leichten Abfall der Helligkeit des Sterns erkennen. Und obwohl wir die Planeten nicht direkt sehen können, bietet ein solcher Transit eine clevere Möglichkeit, sowohl Radius als auch Masse und damit die durchschnittliche Dichte für jede dieser Welten zu messen.“ Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass alle sieben Planeten im TRAPPIST-1-System eine ähnliche Dichte und Zusammensetzung aufweisen. So fanden die Forschenden heraus, dass das Verhältnis der Materialien, aus denen Gesteinsplaneten vermutlich bestehen – Eisen, Magnesium und Silizium – bei allen sieben Planeten mehr oder weniger gleich war. In unserem eigenen Sonnensystem weisen die Planeten hingegen sehr unterschiedliche Dichten auf.

Warum haben sie eine geringere Dichte als die Erde?

Laut der Studie haben die TRAPPIST-1-Planeten zwar eine ähnliche Zusammensetzung wie die Erde, aber eine geringere Dichte. Eine Erklärung dafür ist der geringere Eisenanteil der TRAPPIST-1-Planeten: 21 % im Vergleich zu den 32 % unseres Planeten. „Weniger Eisen im Kern könnte die Erzeugung von Magnetfeldern rund um die Planeten verringern“, erklärte Burgasser im selben Artikel. „Für die Bewohnbarkeit ist das entscheidend, da das Magnetfeld der Erde eine der schützenden Barrieren gegen die hochenergetischen Teilchen von der Sonne darstellt.“ Eine alternative Erklärung für die niedrigere Dichte der sieben Planeten ist, dass ihr Sauerstoffgehalt hoch genug ist, um das gesamte Eisen zu oxidieren, wodurch die Planeten kernlos werden. Laut dem Artikel ist der Hauptautor Eric Agol von der University of Washington der Ansicht, dass eine Kombination der beiden Szenarien der Fall sein könnte, nämlich weniger Eisen insgesamt und etwas oxidiertes Eisen. „Der Nachthimmel ist voller Planeten, jedoch konnten wir erst in den letzten 30 Jahren damit beginnen, ihre Geheimnisse zu entschlüsseln“, so Mitautorin Caroline Dorn von der Universität Zürich. „Das TRAPPIST-1-System ist faszinierend, weil wir um diesen einen Stern herum mehr über die Vielfalt von Gesteinsplaneten in einem einzigen System lernen können. Tatsächlich können wir mehr über einen Planeten erfahren, indem wir auch seine Nachbarn erforschen, wofür dieses System perfekt geeignet ist.“ Während die Projekte ESCAPE, WHIPLASH und BEBOP noch laufen, endete das Projekt SPECULOOS im Jahr 2019. Weitere Informationen: ESCAPE-Projekt WHIPLASH-Projekt BEBOP-Projekt SPECULOOS-Projektwebsite

Schlüsselbegriffe

ESCAPE, WHIPLASH, BEBOP, SPECULOOS, TRAPPIST-1, Planet

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