IAC bestätigt Supererde in der habitablen Zone eines sonnenähnlichen Sterns

 (iac.es)
2 Punkte von GN⁺ 2025-01-30 | 1 Kommentare | Auf WhatsApp teilen
  • Beim nahen sonnenähnlichen Stern HD 20794 wurde die Supererde HD 20794 d bestätigt, die in der habitablen Zone umläuft; damit gibt es einen weiteren Kandidaten für die Erforschung der Atmosphären erdähnlicher Planeten
  • HD 20794 d hat die 6-fache Erdmasse und benötigt 647 Tage für einen Umlauf um seinen Stern, also 40 Tage weniger als der Mars
  • Die Bestätigung basiert auf Radialgeschwindigkeitsdaten, die ESPRESSO und HARPS am ESO-Observatorium in Chile über mehr als 20 Jahre gesammelt haben, sowie auf Analysen zur Entfernung von Störquellen
  • HD 20794 ist etwas masseärmer als die Sonne und 20 Lichtjahre von der Erde entfernt, wodurch das System zu einem Beobachtungskandidaten für das ELT sowie künftige Weltraummissionen von ESA und NASA wird
  • Auch wenn der Planet in der habitablen Zone liegt, unterscheidet er sich wegen seiner hohen Masse und seiner elliptischen Umlaufbahn deutlich von der Erde; für Aussagen über mögliches Leben ist es noch zu früh

Bestätigter Planet in einem nahen sonnenähnlichen Sternsystem

  • Das Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) und die Universidad de La Laguna (ULL) haben eine Supererde bestätigt, die den nahen sonnenähnlichen Stern HD 20794 umkreist
  • Die Entdeckung ist das Ergebnis von Beobachtungen über mehr als 20 Jahre und liefert einen Kandidaten für künftige Studien zu Atmosphären erdähnlicher Planeten
  • HD 20794 hat eine etwas geringere Masse als die Sonne und ist 20 Lichtjahre von der Erde entfernt
  • Der neue Planet ist der dritte bestätigte Planet in diesem Sternsystem
    • Vor gut zehn Jahren wurde bereits die Entdeckung von zwei Supererden bekannt gegeben

Grundlegende Eigenschaften von HD 20794 d

  • Der neue Planet heißt HD 20794 d
  • Er ist eine Supererde mit der 6-fachen Masse der Erde
  • Für einen Umlauf um seinen Stern benötigt er 647 Tage
    • Das ist 40 Tage kürzer als die Umlaufzeit des Mars
  • Seine Umlaufbahn liegt innerhalb der habitablen Zone des Sternsystems
    • Die habitable Zone ist der Abstand, in dem auf der Oberfläche eines Planeten flüssiges Wasser bestehen kann
    • Flüssiges Wasser ist eines der zentralen Elemente für Leben, wie wir es kennen

Kandidat für Beobachtungen mit Instrumenten der nächsten Generation

  • HD 20794 d ist durch seine Entfernung vom Stern und die Nähe des Sternsystems als Beobachtungsziel besonders attraktiv
  • Als mögliche Beobachtungsinstrumente werden das ELT, künftige Weltraummissionen der ESA und künftige Weltraummissionen der NASA genannt
    • Das ELT ist das 40-Meter-Teleskop der ESO
  • Die Forschenden sehen in diesem Planeten einen geeigneten Typ, um mit Instrumenten und Missionen der nächsten Generation Atmosphären erdähnlicher Planeten zu charakterisieren
  • Da es nur sehr wenige vergleichbare Planeten gibt, gilt HD 20794 d als eines der frühen Forschungsziele

20 Jahre Beobachtungsdaten und Validierungsprozess

  • Die Entdeckung basiert auf Radialgeschwindigkeitsmessungen der Spektrografen ESPRESSO und HARPS am ESO-Observatorium in Chile
  • Die Radialgeschwindigkeitsmethode misst die winzigen Veränderungen in der Geschwindigkeit eines Sterns, die durch die Gravitation eines Planeten verursacht werden
  • Nur sehr wenige Instrumente weltweit können diese Präzision erreichen
  • Das Team wandte ausgefeilte Verarbeitungstechniken auf die Spektraldaten an
    • Über Jahre hinweg analysierte es die Daten und identifizierte und entfernte schrittweise mögliche Störquellen
    • Durch diese Analyse trat 2022 ein Kandidatensignal zutage
    • Anschließend startete das Team eine neue Beobachtungskampagne und ergänzte über zwei Jahre weitere Messungen, um eine robuste Detektion zu bestätigen

Lebensfreundlichkeit und Einschränkungen durch die elliptische Umlaufbahn

  • Auch wenn HD 20794 d in der habitablen Zone liegt, ist es noch zu früh, um zu sagen, ob er Leben beherbergen kann
  • Wegen seiner hohen Masse und seiner stark exzentrischen Umlaufbahn ist er eine Welt, die sich stark von der Erde unterscheidet
  • Die Umlaufbahn von HD 20794 d ist nicht kreisförmig, sondern elliptisch
    • Der Abstand zum Stern verändert sich deutlich
    • Im Laufe eines Jahres bewegt er sich vom äußeren Rand der habitablen Zone bis zu deren innerem Rand
  • Der Planet ist zwar kein zweites Zuhause für die Menschheit, doch seine Lage und seine ungewöhnliche Umlaufbahn bieten die Möglichkeit zu untersuchen, wie sich bewohnbare Bedingungen im Laufe der Zeit verändern und wie diese Veränderungen die Entwicklung planetarer Atmosphären beeinflussen können

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1 Kommentare

 
GN⁺ 2025-01-30
Hacker-News-Kommentare

  • Es gibt Pläne, nächstes Jahr ein Weltraumteleskop namens PLATO nach L2 zu schicken; das Hauptziel ist, erdähnliche Planeten in der habitablen Zone von sonnenähnlichen Sternen zu finden.
    Wie Kepler oder TESS sucht es mit der Transitmethode nach Exoplaneten, aber anders als frühere Missionen soll es denselben Himmelsbereich über mehr als ein Jahr hinweg kontinuierlich beobachten. Ich bin sehr gespannt, welche Daten dabei herauskommen.
    Ich habe vor ein paar Jahren zu diesem Projekt beigetragen und kann Fragen beantworten, falls es welche gibt: https://en.wikipedia.org/wiki/PLATO_(spacecraft)

    • Den Begriff L2 im Zusammenhang mit Weltraumteleskopen kannte ich bisher nicht; wie sich herausstellt, ist das wirklich faszinierend.
      Webb befindet sich nicht in einer Erdumlaufbahn, sondern umkreist die Sonne und nutzt die Erdgravitation, um seine Geschwindigkeit regelmäßig zu korrigieren.
      Das James Webb Space Telescope umkreist nicht wie Hubble die Erde, sondern die Sonne am zweiten Lagrange-Punkt, also L2, 1,5 Millionen km von der Erde entfernt: https://science.nasa.gov/mission/webb/orbit/
    • Ich frage mich, wie stark dieses Programm betroffen wäre, wenn die US-Forschungsförderung auf Bundesebene dauerhaft wegfiele.
      Ich würde gern wissen, ob darin Komponenten oder Forschende mit US-Finanzierung enthalten sind.
    • Ich frage mich, auf welchen Zeitskalen ein Transit normalerweise stattfindet.
      Außerdem interessiert mich, warum man die Transitmethode statt der Dopplermethode verwendet und ob dieser Himmelsbereich auf Grundlage früherer Dopplerstudien von Sternen ausgewählt wurde.
    • Danke, dass du solche Fragen beantwortest; das fühlt sich irgendwie an wie etwas aus einem Science-Fiction-Roman.
      Ich frage mich, ob es ähnliche Projekte gibt, zu denen ein Software Engineer in der Freizeit beitragen kann. Natürlich gern auch in deutlich kleinerem Maßstab.
    • Ich frage mich, warum man ein Jahr lang auf denselben Bereich ausgerichtet bleibt.
      Geht es darum, einzelne Sterne gründlicher zu untersuchen, einen Bereich mit vielen Sternen zu beobachten, oder hilft es dabei, kleinere, weiter entfernte oder andere Arten von Planeten zu finden?
      Außerdem würde mich interessieren, wie entschieden wird, wohin man zeigt, und ob es Methoden gibt, die Wahrscheinlichkeit für Planetenfunde vorab abzuschätzen.

  • Bei „nur 20 Lichtjahren“ sollte man sich vor Augen halten, dass das ungefähr 200 Billionen km sind.
    Mit der Geschwindigkeit von Voyager 1 dauert es rund 1.600 Jahre, um 1 Billion km zurückzulegen; für 200 Billionen km wären es 320.000 Jahre.
    Selbst wenn man zehnmal schneller wäre als Voyager 1, wären es noch 32.000 Jahre. Um in die Nähe von Reisezeiten zu kommen, die innerhalb einer menschlichen Lebensspanne erreichbar sind, müsste man die Geschwindigkeit also um den Faktor 10.000 erhöhen.

    • In dieser Zeitrechnung scheinen die impliziten Hürden Beschleunigung und Abbremsen zu fehlen.
      Wie sollen Menschen über lange Zeit Beschleunigungen oder Verzögerungen von mehr als 9,8 m/s^2 bequem aushalten? Das wäre dann so etwas wie: „Meine Damen und Herren, um in eine stabile Umlaufbahn einzutreten, müssen wir nun die nächsten 70 Jahre lang 9G ertragen.“
    • Selbst die schnellste Raumsonde, die wir bisher gebaut haben, die Parker Solar Probe, erreichte „nur“ 692.000 km/h.
      Also: 1.000.000.000.000 / 692.000 = 1.445.086 Stunden, also etwa 164 Jahre.
    • Ich habe nie verstanden, warum Menschen Weltraumforschung betreiben sollten.
      Roboter und Maschinen sind für solche Aufgaben viel besser geeignet, und es gibt bereits Belege dafür, dass sie außerhalb der Erde als Sensor-Aktor-Kombination praktisch überlegen sind.
      Statt Weltraumforschung für Menschen angenehm zu machen, würde der Bau intelligenter Maschinen wie TARS die Fähigkeiten und den Maßstab der Exploration weniger begrenzen. Solche Maschinen halte ich persönlich sogar zu Lebzeiten für möglich.
      Ich frage mich, ob es neben den genannten Gründen noch einen anderen Grund gibt, warum Menschen als beste Kandidaten für solche Aufgaben gelten sollten.
    • Menschen sind nur eine Zwischenstufe und wohl nicht die endgültige Form von Intelligenz irdischen Ursprungs.
      Wenn die Technik so weit fortschreitet, dass wir nicht länger in diesen Körpern gefangen sein müssen, warum sollten wir sie dann weiter hineinquetschen? Dann wären wir nicht mehr an die Bedingungen eines Gravitationsbrunnens und eine kurze Lebensdauer ohne Backup gebunden.
      Oder wir könnten gleich ersetzt werden. Das Schlimmste wäre, wenn alles auf diesem Planeten stirbt, ohne ihn je verlassen zu können.
    • Ich frage mich, wie schnell ein Raumfahrzeug mit einem RTG-basierten Ionentriebwerk werden könnte, wenn man es ähnlich wie AEPS einsetzt.
      Überschlägig gerechnet wären es 100 Jahre für 1 Lichtjahr und ein paar tausend Jahre bis 20 Lichtjahre; das klingt nicht gerade nach Science-Fiction-Roman, aber auch nicht unmöglich.

  • Die Existenz der Super-Erde wurde nicht direkt beobachtet, sondern aus dem Gravitationslinseneffekt all der „Demokratie“ abgeleitet, die sich über die gesamte Kugel um den Planeten ausbreitet: https://helldivers.fandom.com/wiki/Super_Earth

  • Wegen seiner stark exzentrischen Umlaufbahn befindet sich dieser Planet nicht immer innerhalb der habitablen Zone

    • In Vernor Vinges Roman A Deepness in the Sky gibt es die Prämisse, dass ein Exoplanet während eines Teils seines Jahres zufriert und eine intelligente außerirdische Spezies sich so entwickelt hat, dass sie Einfrieren und Auftauen überlebt.
      Eine Gruppe entwickelt eine Technologie, mit der sie selbst nicht einfriert, während ihre Feinde eingefroren sind, und erlangt dadurch einen enormen Vorteil.
      Ein wirklich hervorragendes Buch, das ich sehr empfehle. Es enthält außerdem ein äußerst unheimliches Konzept realistischer Gedankenkontrolle sowie ultimatives Distributed Computing auf Basis von Smart Dust.
    • Dieser Planet liegt nicht in der habitablen Zone nach unseren Maßstäben.
      Falls es auf einem solchen Planeten Leben gäbe, scheint es wahrscheinlich, dass es wie manche Lebensformen auf der Erde in eine Art Winterschlaf fallen könnte.
    • Eine solche Ressourcenvariabilität könnte sich günstig auf die Entwicklung von Intelligenz auswirken.
      Statistisch gesehen wird sich aber wohl am Ende irgendein Problem finden, das die Entstehung komplexen Lebens erschwert.
      Wenn man sich ansieht, was tief in der Erdkruste gefunden wird, wirkt es immer plausibler, dass einfaches Leben sich durch Panspermie verbreiten könnte. Besonders Lebensformen, die von radioaktivem Zerfall leben, scheinen für Panspermie vielversprechend zu sein.
      In dieser Region unserer Galaxie würde es mich überhaupt nicht überraschen, wenn sich herausstellen sollte, dass einfaches Leben tief in der Kruste erdähnlicher Planeten in der habitablen Zone eher die Regel als die Ausnahme ist.
    • Interessant ist, dass sich die Entfernung zum Stern stark verändert, sodass der Planet im Laufe eines Jahres vom äußeren Rand der habitablen Zone bis zum inneren Rand wandert.
      Schade ist nur, dass ein Jahr relativ kurz ist. Wären es Hunderte Erdenjahre, wäre es wie Helliconia: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Helliconia

  • Ich kann die im vergangenen Monat ausgestrahlte Folge „The Habitability of Planets“ von BBC In Our Time sehr empfehlen.
    https://www.bbc.co.uk/programmes/m0025vvd

  • Die stark exzentrische Umlaufbahn ist das Problem.
    Zu kalt zu sein ist schon ein Problem, aber die zu heiße Seite dürfte noch schwerer in den Griff zu bekommen sein.

    • Ich weiß nicht, in welchem Maße die Grafik im Artikel „künstlerische Darstellung“ ist, aber selbst die innerste Bahn wirkt wie ein Randfall.
      Wenn man bedenkt, dass es selbst auf Merkur in dieser Gegend Eis gibt und dass man bei Dingen wie Knoblauch Sporen nicht einfach durch Kochen abtötet, sondern dafür Druckkonservierung braucht, ist das vielleicht kein entscheidendes Hindernis: https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/ice/ice_mercury.html

  • Wenn die „Humanoiden“ dieses Planeten die Erde besuchen würden, wo die normale Schwerkraft nur 1/6 beträgt: Wären sie dann übermenschliche Athleten oder könnten sie sich kaum richtig bewegen?

    • Wenn man schon einmal eine Kiste angehoben hat, von der man dachte, sie sei sehr schwer, und die sich dann als leer herausstellte, sodass man kurz das Gleichgewicht verlor, dann würde sich vermutlich alles so anfühlen.
    • Die Schwerkraft des Mondes beträgt 1/6 der Erdschwerkraft.
      Wenn man sich ansieht, wie sich Mondbesucher bewegen, würden Besucher von einer Super-Earth wohl unglaublich gut hochspringen, bei allem anderen aber ziemlich instabil wirken.
    • Wenn es auf einer Super-Earth intelligentes Leben gäbe, wäre es dort gefangen, weil Raketen den Orbit nicht erreichen könnten.
      Tatsächlich scheint die Grenze, ab der chemische Raketen entkommen können, bei etwa 1,4 g zu liegen. Vielleicht ließe sich ein elektromagnetischer Launcher auf einer enorm großen Rampe bauen.
    • Ich habe einen befreundeten Physiker gefragt: Eine sechsfache Masse bedeutet nur dann sechsfache Schwerkraft, wenn der Planet genauso groß ist wie die Erde.
      Je nach Dichte könnte die tatsächliche Schwerkraft sogar geringer sein als auf der Erde.

  • Paper „Revisiting the multi-planetary system of the nearby star HD 20794“: https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2025/01/aa51769-...

  • Der neue Planet braucht 647 Tage für eine Umrundung seines Sterns, 40 Tage weniger als der Mars, und liegt laut Beschreibung in der habitablen Zone, also in einer Entfernung, die geeignet wäre, flüssiges Wasser auf der Oberfläche zu halten.
    Seine Umlaufbahn ist im Vergleich zur Erde jedoch ziemlich kalt und ähnelt der des Mars.
    Außerdem heißt es nicht, dass es dort eine Atmosphäre gibt, die Menschen atmen könnten. Es könnte eine geben, muss aber nicht; auch das ähnelt dem Mars.
    Die Schwerkraft ist gMm/R^2, und wenn man eine erdgleiche, gleichmäßige Dichte annimmt, ist die Masse proportional zu R^3, also beträgt die Schwerkraft 6^{1/3}, also etwa 1,817-mal so viel wie auf der Erde.
    Daher scheint es ziemlich weit hergeholt, diesen Planeten bewohnbar zu nennen.

  • Helldivers hat das vorhergesagt.

    • Bewegt das Marketingteam von Arrowhead gerade Himmel und Super-Earth für den ersten Jahrestag des Releases am 8. Februar?