Hubble enthüllt die Geheimnisse des erdähnlichen Exoplaneten LTT 1445Ac: Sein Durchmesser beträgt das 1,07-fache des Erddurchmessers

Hubble hat die Größe des erdähnlichen Exoplaneten LTT1445Ac bestätigt und damit neue Einblicke in seine Zusammensetzung und weitere Untersuchungen seiner Atmosphäre geliefert. Viele Planeten um nahegelegene Sterne sind nicht direkt sichtbar. Stattdessen werden sie entdeckt, wenn sie vorübergehend vor ihrem Mutterstern vorbeiziehen, ein Ereignis, das Transit genannt wird. Während des Transits blockieren sie einen Teil des Lichts des Sterns und werfen so für Erdbeobachter praktisch einen Schatten.

Das Hubble-Teleskop der NASA hat genaue Messungen von LTT1445Ac durchgeführt, einem erdgroßen Exoplaneten in einem nahegelegenen Drei-Sterne-System. Der ursprünglich von TESS entdeckte Gesteinsplanet hat eine ähnliche Größe wie die Erde, ist aber viel wärmer. Diese Forschung verbessert unser Verständnis von Exoplaneten und ihrer Atmosphäre. Bildquelle: ESA/Hubble (M. Kornmesser und L.L. Christensen)

Astronomen lernen viel aus diesen vorübergehenden Ereignissen. Sie können die Umlaufzeit des Planeten messen, seine Atmosphäre untersuchen und seine Größe abschätzen. Das Knifflige daran ist, dass der Planet während des Transits möglicherweise nur den Rand des Sterns streift, sodass die Messung seines Durchmessers nicht genau ist.

Der Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA entdeckte zum ersten Mal einen solchen Exoplaneten, LTT1445Ac, der nur 22 Lichtjahre von seinem Stern entfernt ist. Doch TESS verfügt nicht über die erforderliche optische Auflösung, um den genauen Durchmesser eines Planeten durch Verfeinerung seiner Flugbahn auf der Sternoberfläche zu bestimmen.

Zu diesem Zeitpunkt nutzte Hubble seine scharfe Sicht, um genau zu messen, dass der Durchmesser des Planeten nur das 1,07-fache des Erddurchmessers betrug. Damit ist er von der Größe her ein Cousin der Erde. Aber hier enden die Ähnlichkeiten. LTT1445Ac ist seinem roten Zwergstern zu nahe, als dass er bewohnbar wäre. Seine Oberflächentemperatur beträgt etwa 500 Grad Fahrenheit – etwa die gleiche Temperatur wie im Inneren eines Pizzaofens.

Die Konzeptdarstellung dieses Künstlers des nahegelegenen Exoplaneten LTT1445Ac hat ungefähr die gleiche Größe wie die Erde. Der Planet umkreist einen Roten Zwergstern. Der Stern ist ein Triplettsystem mit zwei eng umkreisenden Roten Zwergen, die oben und rechts sichtbar sind. Der dunkle Fleck vor der hellen rötlichen Kugel in der Bildmitte ist der Planet LTT1445Ac, der die Sternoberfläche überquert. Die Oberflächentemperatur des Planeten beträgt etwa 500 Grad Fahrenheit. Der untere linke Vordergrund ist LTT1445Ab, ein weiterer Planet im System. Die Ansicht stammt aus einer Entfernung von 22 Lichtjahren und blickt zurück auf die Sonne, den hellen Fleck unten rechts. Einige Hintergrundsterne sind Teil der baltischen Sternbilder. Bildquelle: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA hat die Größe des erdnächsten Exoplaneten gemessen, der an der Oberfläche eines nahegelegenen Sterns vorbeifliegt. Diese als „Transit“ bekannte Anordnung öffnet die Tür für Folgestudien, um zu verstehen, welche Art von Atmosphäre diese felsige Welt haben könnte.

Der Zwergplanet mit dem Namen LTT1445Ac wurde erstmals 2022 vom Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA entdeckt. Da TESS jedoch nicht über die erforderliche optische Auflösung verfügt, ist die Geometrie des Planeten relativ zur Umlaufbahnebene seines Sterns von der Erde aus gesehen ungewiss. Dies bedeutet, dass es sich bei der Entdeckung möglicherweise um einen sogenannten Vorbeiflug handelte, bei dem der Planet nur einen kleinen Teil der Scheibe seines Muttersterns passiert. Dies würde zu einer ungenauen Untergrenze des Planetendurchmessers führen.

„Es ist möglich, dass dieses System eine unglückliche Geometrie hatte, und wenn ja, wären wir nicht in der Lage, die richtige Größe zu messen“, sagte Emily Pass vom Harvard Center for Astrophysics und dem Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts. „Aber mit Hubbles Fähigkeiten konnten wir seinen Durchmesser bestimmen.“

Hubble-Beobachtungen zeigen, dass der Planet die Sternscheibe normal vollständig durchquerte und seine wahre Größe nur das 1,07-fache des Erddurchmessers beträgt. Dies bedeutet, dass der Planet eine felsige Welt wie die Erde ist, mit ungefähr der gleichen Oberflächengravitation. Aber seine Oberflächentemperatur beträgt etwa 500 Grad Fahrenheit, zu heiß für Leben, wie wir es kennen.

Dieses Bild vergleicht zwei Szenarien, in denen ein erdgroßer Exoplanet vor seinem Mutterstern vorbeizieht. Die untere Spur zeigt den Planeten, der gerade am Stern vorbeizieht. Die Untersuchung dieses vorbeiziehenden Lichts kann zu einer ungenauen Schätzung der Größe des Planeten führen, sodass er kleiner erscheint, als er tatsächlich ist. Der obige Pfad zeigt die optimale Geometrie, bei der der Planet die gesamte Sternscheibe durchquert. Die Präzision des Hubble-Weltraumteleskops kann zwischen diesen beiden Fällen unterscheiden und ermöglicht so präzise Messungen des Planetendurchmessers. Quelle: NASA, ESA, Elizabeth Wheatley (STScI)

Der Planet umkreist den Stern LTT1445A, der Teil eines Dreisternsystems aus drei Roten Zwergen ist, das 22 Lichtjahre entfernt im Sternbild Eridan liegt. Berichten zufolge gibt es auf diesem Stern zwei weitere Planeten, die größer als LTT1445Ac sind. Zwei weitere Zwergsterne, LTT1445B und C, die eng benachbart und etwa 3 Milliarden Meilen von LTT1445A entfernt sind, wurden ebenfalls von Hubble aufgelöst. Die Ausrichtung dieser drei Sterne und die Randbahnen des BC-Paares legen nahe, dass alles in dieser Galaxie koplanar ist, einschließlich der bekannten Planeten.

„Transitplaneten sind spannend, weil wir die Eigenschaften ihrer Atmosphären nicht nur mithilfe von Hubble-, sondern auch mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops spektroskopisch analysieren können. Unsere Messungen sind wichtig, weil sie darauf hindeuten, dass es sich wahrscheinlich um einen sehr nahe gelegenen terrestrischen Planeten handelt“, sagte Paz. „Wir freuen uns auf Folgebeobachtungen, die es uns ermöglichen werden, die Vielfalt der Planeten um andere Sterne besser zu verstehen.“

Die Forschung wurde im Astronomical Journal veröffentlicht.