Forscher aus Bern und Genf machen seltene Exoplaneten-Entdeckung

Rote Zwerge sind die kühlsten Sterne. Verglichen zur Sonne ist auf Planeten in ihrer Nähe die Existenz von flüssigem Wasser potenziell möglich. «Bei der Suche nach bewohnbaren Welten jenseits der Grenzen unseres Sonnensystems ist dies ein grosser Vorteil», schreibt die Universität Bern: Denn die Entfernung zwischen einem Exoplaneten und seinem Stern sei ein entscheidender Faktor für seine Entdeckung. «Je näher die beiden sind, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass Astronominnen und Astronomen den Planeten von der Erde aus ausfindig machen können», heisst es weiter.

Dennoch ist die Sichtung nicht selbstverständlich: Rote Zwerge sind - wenig überraschend - ziemlich klein. Und sie «strahlen im Vergleich zu den meisten anderen Sternen, wie etwa der Sonne, wenig Licht aus», erklärt Brice-Olivier Demory, Hauptautor der Studie über die Entdeckung und Professor für Astrophysik an der Universität Bern.

Diese Faktoren machten es schwierig, sie im Detail zu beobachten. «Ohne die richtigen Instrumente würden potenzielle Planeten, die sie umkreisen, womöglich übersehen werden - insbesondere erdähnliche Planeten, die vergleichsweise klein sind.»

Mit seiner Entdeckung der beiden Exoplaneten beweise das in Mexiko stehende Teleskop, das im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunktes NFS PlanetS mitbetrieben wird, seine hohe Präzision.

Hommage an Saint-Exupéry

Der Observatoriumsname «SAINT-EX» ist eine Abkürzung für Search And characterIsatioN of Transiting EXoplanets und zugleich eine Hommage an den französischen Autor und Flugzeugpiloten Antoine de Saint-Exupéry.

Das «SAINT-EX» ist eine vollständig robotergestützte Einrichtung mit einem 1-Meter-Teleskop. Es ist mit Sensoren ausgestattet, welche die hochpräzise Detektion von kleinen Planeten um kühle Sterne ermöglichen.

Diese Spezialisierung zahlt sich nun laut der Universität Bern aus: Anfang dieses Jahres konnte das Teleskop zwei Exoplaneten entdecken, die den Stern TOI-1266 umkreisen, der etwa 120 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift «Astronomy and Astrophysics» veröffentlicht.

Sub-Neptun und Super-Erde

TOI-1266 b und c befinden sich sehr nah an ihrem Stern und benötigen nur elf respektive neun Tage für eine Umkreisung. Da der Stern viel kühler ist als die Sonne, hat sein äusserer Exoplanet etwa die Temperatur der Venus (437-500°C), obwohl diese sieben Mal weiter entfernt ist von der Sonne als TOI-1266 c von seinem Roten Zwerg.

Die beiden Planeten sind von unterschiedlicher Grösse. Der innere (b) misst etwas weniger als das Zweieinhalbfache des Erddurchmessers. Damit fällt er in die Kategorie der sogenannten Sub-Neptune. Der äussere Planet (c) ist etwas mehr als eineinhalbmal so gross wie unser Planet und zählt deshalb zu den sogenannten Super-Erden.

«Planeten mit einem Radius zwischen etwa dem von TOI-1266 b und c sind ziemlich selten», sagt Brice-Olivier Demory. Yilen Gómez Maqueo Chew, SAINT-EX-Projektkoordinatorin und Forscherin an der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko, fügt hinzu: «Die Möglichkeit, zwei verschiedene Arten von Planeten im selben System zu untersuchen, ist eine grosse Chance. Es könnte uns helfen besser zu verstehen, wie diese Planeten (...) entstehen».

Zum Glück knapp vor Corona

Die Forschenden hatten laut Mitteilung das Glück, ihre Beobachtungen kurz vor dem Covid-19-bedingten Lockdown in Mexiko abzuschliessen. Kurz nach den Beobachtungen musste die Anlage wegen der Folgen der Pandemie geschlossen werden. Dies hat sich bis heute nicht geändert.

Die Forschenden hoffen, den Betrieb von «SAINT-EX» in den nächsten Monaten wiederaufnehmen und den nächsten Roten Zwerg und dessen potenzielle Planeten ins Visier nehmen zu können. «Hilfreich für unsere Arbeit war zudem die Mexikanische Botschaft, die unsere Anliegen gegenüber der mexikanischen Regierung unterstützt und unser Projekt stets gefördert hat», sagt Demory.

*Fachpublikationsnummer https://doi.org/10.1051/0004-6361/202038616