Super-Erde in Nachbarschaft entdeckt: Und sie könnte bewohnbar sein

Im Jahr 2024 entdeckte ein Team von Wissenschaftler:innen mit dem Canada-France-Hawaii Telescope auf dem Berg Mauna Kea im US-Bundesstaat Hawaii den Exoplaneten GJ 3378b in rund 25 Lichtjahren Entfernung. Damals gingen die Astronom:innen von einer Masse aus, die fünfmal so hoch wie die unserer Erde war, was auf einen lebensfeindlichen Gasplaneten hindeutete. Dieses Gewicht ließ vermuten, dass der Himmelskörper eine dichte Gashülle besitzt, deren gewaltiger Druck biologisches Leben auf einer potenziell vorhandenen Oberfläche unmöglich machen würde. Wie in einer im The Astrophysical Journal veröffentlichten Studie zu lesen ist, haben der Astronom Paul Robertson von der University of California und sein Team diese Daten nun massiv korrigiert. Die Masse des Planeten liegt demnach nur bei 2,3 Erdmassen, womit es sich um eine felsige Super-Erde in der habitablen Zone eines zentralen Roten Zwergs handelt. Damit rückt das System in den engen Kreis der aussichtsreichsten Kandidaten für die Suche nach außerirdischem Leben in der galaktischen Nachbarschaft auf. Präzisere Infrarot-Sensoren bringen Klarheit Der Durchbruch gelang durch den Einsatz des sogenannten Habitable-zone Planet Finder, einem hochpräzisen Infrarotspektrometer am Hobby-Eberly-Teleskop des McDonald Observatory im US-Bundesstaat Texas. Ergänzt wurden die Infrarot-Messungen durch Daten des NEID-Spektrometers am WIYN-Teleskop des Kitt Peak National Observatory im US-Bundesstaat Arizona. Diese neuen optischen Instrumente messen die radiale Geschwindigkeit von Sternen mit beispielloser Exaktheit und decken kleinste Schwankungen im Bereich von nur einem Meter pro Sekunde auf. Der leitende Forscher Paul Robertson erklärt in einer Pressemitteilung des McDonald Observatory, dass Rote Zwerge, die immerhin rund 70 Prozent aller Sterne in unserer Heimatgalaxie ausmachen, den Großteil ihrer Energie im infraroten Lichtspektrum abstrahlen. Die Kombination aus einem zehn Meter großen Teleskopteller und dem spezialisierten Infrarotspektrometer lieferte die nötige Präzision, um das feine Wackeln des Sterns korrekt zu deuten und die Umlaufzeit des Planeten von annähernd 25 auf gut 21 Tage zu korrigieren. Durch diese geringere Distanz zum Stern empfängt der Planet nahezu exakt dieselbe Menge an Strahlung, die unsere Sonne auf die Erde abgibt. Überleben auf der kosmischen Küstenlinie Ein felsiger Aufbau und theoretisch mögliche Vorkommen von flüssigem Wasser reichen jedoch nicht aus, um Leben auf der Oberfläche eines Exoplaneten dauerhaft zu ermöglichen. Rote Zwerge neigen in ihrer planetaren Frühphase zu extremen Strahlungsausbrüchen, die die Atmosphären naher Begleiter durch aggressive Röntgenstrahlung und ultraviolettes Licht buchstäblich in den leeren Raum blasen können. Wissenschaftler:innen bezeichnen diesen langwierigen physikalischen Prozess als radiatives Stripping, was bei unzähligen Welten zu einer sterilen Oberfläche führt. Die aktuellen Berechnungen der Forscher:innen um Paul Robertson verorten GJ 3378b exakt auf der sogenannten kosmischen Küstenlinie, einem essenziellen physikalischen Schwellenwert. An diesem Punkt halten sich die gravitative Fluchtgeschwindigkeit des Planeten und die zerstörerische, energiereiche Strahlung des Sterns exakt die Waage. Dadurch ist der Erhalt einer schützenden Atmosphäre physikalisch plausibel, auch wenn der finale Beweis dafür noch aussteht. Ein Fall für die nächste Teleskop-Generation Trotz dieser wissenschaftlich belastbaren Erkenntnisse dämpft ein astronomisches Detail die Hoffnungen auf sehr zeitnahe Nachweise über eine mögliche biologische Aktivität. Der Planet zieht von der Erde aus betrachtet nicht direkt vor seinem Mutterstern vorbei, weshalb das James-Webb-Weltraumteleskop keine Transitspektroskopie durchführen kann. Das Sternenlicht wird beim Vorbeiflug nicht durch die Planetenatmosphäre gefiltert, wodurch die klassischen Analyseverfahren der heutigen Astronomie bei diesem Himmelskörper wirkungslos bleiben. Um die Atmosphäre von GJ 3378b in Zukunft direkt zu analysieren, benötigt die Wissenschaft optische Instrumente mit weitaus größeren und leistungsfähigeren Spiegeln, um den Planeten direkt abbilden zu können. Zwar wird auch das im Bau befindliche Nancy Grace Roman Space Telescope in den kommenden Jahren wertvolle Erkenntnisse liefern, für die direkte atmosphärische Analyse bedarf es allerdings der noch größeren Teleskop-Generationen. Riesenteleskope wie das geplante Habitable Worlds Observatory der US-Weltraumbehörde Nasa oder bodengestützte 30-Meter-Klassen werden diese Aufgabe übernehmen müssen, was allerdings frühestens im Laufe des nächsten Jahrzehnts geschehen wird. Bis diese Infrastruktur zur Verfügung steht, bildet die akribische Vorarbeit durch Instrumente wie den Habitable-zone Planet Finder das grundlegende Fundament der künftigen Raumfahrtmissionen. Die systematische Katalogisierung von habitablen Planeten in der unmittelbaren solaren Nachbarschaft stellt sicher, dass die teuren Observatorien der Zukunft ihre begrenzte Beobachtungszeit auf die lohnendsten Ziele richten können. GJ 3378b steht nun unzweifelhaft weit oben auf dieser Zielliste.