Astronomen haben einen erdgroßen Exoplaneten oder eine Welt außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt, die möglicherweise von Vulkanen übersät ist. Der Planet mit der Bezeichnung LP 791-18 d könnte genauso oft Vulkanausbrüche erleiden wie der Jupitermond Io, der vulkanisch aktivste Körper in unserem Sonnensystem.
Sie fanden und untersuchten den Planeten mithilfe von Daten des TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) der NASA und des ausgemusterten Spitzer-Weltraumteleskops sowie einer Reihe bodengestützter Observatorien.
Ein Artikel über den Planeten – verfasst von Merrin Peterson, einem Absolventen des Trottier Institute for Research on Exoplanets (iREx) an der Universität Montreal – erscheint in der Ausgabe des wissenschaftlichen Journals vom 17. Mai Natur.
„LP 791-18 d ist durch die Gezeiten blockiert, was bedeutet, dass die gleiche Seite ständig seinem Stern zugewandt ist“, sagte Björn Benneke, Co-Autor und Astronomieprofessor am iREx, der die Studie geplant und überwacht hat. „Die Tagseite wäre wahrscheinlich zu heiß, als dass flüssiges Wasser an der Oberfläche existieren könnte. Aber das Ausmaß an vulkanischer Aktivität, von dem wir vermuten, dass es überall auf dem Planeten auftritt, könnte eine Atmosphäre aufrechterhalten, die es Wasser ermöglichen könnte, auf der Nachtseite zu kondensieren.“
LP 791-18 d umkreist einen kleinen roten Zwergstern in etwa 90 Lichtjahren Entfernung im südlichen Sternbild Krater. Das Team schätzt, dass er nur geringfügig größer und massereicher als die Erde ist.
Astronomen wussten bereits vor dieser Entdeckung von zwei anderen Welten im System, die LP 791-18 b und c genannt wurden. Der innere Planet b ist etwa 20 % größer als die Erde. Der äußere Planet c ist etwa 2,5-mal so groß wie die Erde und mehr als siebenmal so schwer wie die Erde.
Während jeder Umlaufbahn kommen die Planeten d und c sehr nahe aneinander vorbei. Jeder nahe Vorbeiflug an dem massereicheren Planeten c erzeugt einen Gravitationszug auf Planet d, wodurch seine Umlaufbahn etwas elliptisch wird. Auf dieser elliptischen Bahn wird Planet d bei jedem Umlauf um den Stern leicht deformiert. Diese Verformungen können genügend innere Reibung erzeugen, um das Innere des Planeten erheblich zu erhitzen und vulkanische Aktivität an seiner Oberfläche zu erzeugen. Jupiter und einige seiner Monde wirken sich auf ähnliche Weise auf Io aus.
Planet d befindet sich am inneren Rand der bewohnbaren Zone, dem traditionellen Entfernungsbereich von einem Stern, in dem Wissenschaftler annehmen, dass auf der Oberfläche eines Planeten flüssiges Wasser existieren könnte. Wenn der Planet geologisch so aktiv ist, wie das Forschungsteam vermutet, könnte er eine Atmosphäre aufrechterhalten. Auf der Nachtseite des Planeten könnten die Temperaturen so weit sinken, dass Wasser an der Oberfläche kondensiert.
Planet C wurde bereits für die Zeitbeobachtung mit dem James Webb-Weltraumteleskop zugelassen, und das Team glaubt, dass Planet D auch ein außergewöhnlicher Kandidat für Atmosphärenstudien der Mission ist.
„Eine große Frage in der Astrobiologie, dem Bereich, der sich umfassend mit den Ursprüngen des Lebens auf der Erde und darüber hinaus befasst, ist, ob tektonische oder vulkanische Aktivität für das Leben notwendig ist“, sagte Co-Autorin Jessie Christiansen, Forscherin am Exoplanet Science Institute der NASA California Institute of Technology in Pasadena. „Diese Prozesse könnten nicht nur eine Atmosphäre schaffen, sondern auch Materialien aufwirbeln, die andernfalls absinken und in der Kruste eingeschlossen würden, einschließlich solcher, die wir für lebenswichtig halten, wie etwa Kohlenstoff.“
Spitzers Beobachtungen des Systems gehörten zu den letzten, die der Satellit vor seiner Stilllegung im Januar 2020 sammelte.
„Es ist unglaublich, über die Fortsetzung der Entdeckungen und Veröffentlichungen Jahre nach Spitzers Missionsende zu lesen“, sagte Joseph Hunt, Spitzer-Projektmanager am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Das zeigt wirklich den Erfolg unserer erstklassigen Ingenieure und Wissenschaftler. Gemeinsam haben sie nicht nur ein Raumschiff gebaut, sondern auch einen Datensatz, der weiterhin eine Bereicherung für die Astrophysik-Community darstellt.“
TESS ist eine Astrophysics Explorer-Mission der NASA, die vom MIT in Cambridge, Massachusetts, geleitet und betrieben und vom Goddard Space Flight Center der NASA verwaltet wird. Weitere Partner sind Northrop Grumman mit Sitz in Falls Church, Virginia; Das Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley; das Zentrum für Astrophysik | Harvard & Smithsonian in Cambridge, Massachusetts; Lincoln Laboratory des MIT; und das Space Telescope Science Institute in Baltimore. Mehr als ein Dutzend Universitäten, Forschungsinstitute und Observatorien weltweit sind an der Mission beteiligt.
Der gesamte Bestand an wissenschaftlichen Daten, die Spitzer im Laufe seines Lebens gesammelt hat, ist der Öffentlichkeit über das Spitzer-Datenarchiv zugänglich, das im Infrarot-Wissenschaftsarchiv des IPAC am Caltech in Pasadena, Kalifornien, untergebracht ist. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA, eine Abteilung des Caltech, leitete den Spitzer-Missionsbetrieb für das Science Mission Directorate der Agentur in Washington. Wissenschaftliche Operationen wurden im Spitzer Science Center am IPAC am Caltech durchgeführt. Der Betrieb der Raumfahrzeuge erfolgte im Lockheed Martin Space in Littleton, Colorado.
