Könnte sich bei dem nur 4,4 Lichtjahre entfernten Sternsystem eine erdähnliche Welt befinden? Bereits mehrere Studien zeigten, dass terrestrische Planeten um beide Sterne von Alpha Centauri, das uns nächste Sternsystem, entstanden sein könnten und für Milliarden Jahre auf stabilen Umlaufbahnen laufen würden. Doch ist ein solch kleiner und massearmer Planet bereits mit der heutigen Technik überhaupt nachzuweisen? Der Suche nach einer Antwort auf diese Frage hat sich eine Forschergruppe um Javiera Guedes, University of California, angenommen. Das Ergebnis lautet, dass tatsächlich eine zweite Erde um Alpha Centauri B kreisen könnte - und dass wir sie auch entdecken könnten.
Zuerst wurde die Wahrscheinlichkeit der Planetenentstehung bei Alpha Centauri B genauer untersucht. Als Basis für die Simulationen setzte das Team 400 bis 900 Protoplaneten mit Mondmasse (0,0123 Erdmassen) ein. Alpha Centauri ist ein Doppelstern (Alpha Centauri C wird aufgrund der größeren Distanz vernachlässigt) aus zwei sonnenähnlichen Sternen, dessen mittlerer Abstand 23,4 AE (Astronomische Einheiten, Abstand Sonne-Erde) beträgt, was bei den Simulationen zur Planetenentstehung eine wichtige Rolle spielt. In allen durchgespielten Szenarien entstanden aus den Protoplaneten zwischen ein und vier Planeten mit 0,7 bis 1,9 AE Abstand zum Heimatgestirn; die ständig bewohnbare (habitable) Zone von Alpha Centauri B soll zwischen 0,5 und 0,9 AE liegen. Bei 42% der erzeugten Planeten lag die Masse sogar im Bereich von ein bis zwei Erdmassen. Mit dieser Untersuchung stellte das Team außerdem fest, dass durch eine höhere Oberflächendichte der protoplanetaren Scheibe nicht notwendigerweise mehr Planeten entstehen, sondern dass die Planeten selbst massiver werden.
Um terrestrische Planeten in der habitablen Zone von sonnenähnlichen Sternen mit der Radialgeschwindigkeits-Messmethode (über 250 Exoplaneten wurden so entdeckt) nachzuweisen, bedarf es einer präzisen Messung in der Größenordnung von Zentimetern pro Sekunde. Für die Beobachtung der Radialgeschwindigkeit mit dieser Genauigkeit ist nach Meinung der Forscher Alpha Centauri B der beste Kandidat, da er besonders geringe Aktivität (Schwingungsmodi des Sterns, Ausbrüche in der Chromosphäre) zeigt. Und mit einer Deklination von -60° nimmt das Sternsystem eine perfekte Position am südlichen Nachthimmel ein, um es mit dem Las Campanas Observatory oder dem Cerro Tololo Inter-American Observatory, beide in den chilenischen Anden, fast 300 Tage im Jahr beobachten zu können. Diese und andere Kriterien machen den Stern Alpha Centauri B zum geeignetsten Kandidaten für die Suche nach einem extrasolaren Planetensystem mit einem oder mehreren Gesteinsplaneten.
Wie steht es jetzt mit der Nachweisbarkeit eines terrestrischen Planeten um unseren Nachbarstern? Um dies zu überprüfen und realistisch darzustellen, wurde das simulierte Planetensystem zusätzlich mit Fehlerwerten gefüttert, wie sie bei der Entdeckung des Dreifach-Planetenystems von HD 69830 vorhanden waren. Anhand dieser künstlich "verrauschten" Daten ließ sich schließlich feststellen, dass innerhalb von drei Jahren der Datensammlung der Radialgeschwindigkeit mindestens ein Planet nachweisbar wäre: nur 1,7 Erdmassen schwer, die Umlaufzeit läge bei 1,2 Jahren. Dieser würde seinen Stern in oder dicht am äußeren Rand der habitablen Zone umkreisen. Theoretisch könnten sich nach fünf Jahren in den fast 100.000 Einzelmessungen sogar Hinweise auf zwei oder drei Planeten verbergen, so nimmt die Forschergruppe anhand ihrer Modelle an.
Wie online bei New Scientist zu lesen ist, soll laut Gregory Laughlin, Mitglied von Guedes' Forschergruppe, die Planetensuche bereits im Mai beginnen. Dafür soll das 1,5 Meter-Teleskop des Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in Chile eingesetzt werden.
Preprint:
Formation and Detectability of Terrestrial Planets Around Alpha Centauri B
Bericht auf Javiera Guedes' Homepage:
Terrestrial Planet Formation Around Alpha Cen B
New Scientist-Meldung:
Nearest star's wobbles could reveal Earth's twin
Nico Schmidt
