Astronomie: Planetensuche mit Polarlichtern – Spektrum.de

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Es war kein Flare

Gerade die vermeintliche Stille des Sterns ließ sie aufhorchen. GJ 1151 ist kein Flare-Stern; wenn er bei einem Sternsturm trotzdem einmal im Radiobereich aufflackert, sollte die Intensität vergleichbar mit derjenigen unserer Sonne sein – auf den richtigen Abstand hochgerechnet um drei Größenordnungen schwächer als beobachtet.

Auch sonst wollten die Daten nicht so recht zu einem Flare passen: Bei der beobachteten Polarisation und Bandbreite der Radiostrahlung – der gesamte untersuchte Wellenlängenbereich von 1,8 bis 2,5 Metern leuchtete auf – hätten die Forscher eine Dauer von nur wenigen Minuten erwartet. Das Signal hingegen hielt während des gesamten achtstündigen Beobachtungsfensters an. Strahlung von benachbarten Galaxien konnte es nicht sein, denn die wäre nicht so stark polarisiert. Zudem kann der Effekt nicht beständig andauern, denn GJ 1151 wurde binnen eines Monats gleich viermal beobachtet, und in den anderen drei Datensätzen ist keine Auffälligkeit zu entdecken.

Den Strahlungsmechanismus, der das Leuchten am besten erklärt, hätten Vedentham und seine Kollegen eigentlich weniger von einem fremden Stern als von Planeten und Braunen Zwergen erwartet: Fließt Plasma durch ein Magnetfeld und stößt dabei auf eine Hürde, wird kohärente Strahlung (phasengleich wie bei einem Laser) – insbesondere im Röntgenbereich – freigesetzt. Deren Spektralbereich ist üblicherweise schmal. Nimmt man jedoch an, dass die Strahlung aus allen Richtungen und Stärken des Magnetfelds stammt, so lässt sich damit auch die hohe Bandbreite des Signals erklären. Die plausibelste Begründung lautet: Es gibt einen Planeten, der so nah um den Stern kreist, dass er sich innerhalb von dessen Magnetfeld bewegt. Unrealistisch ist ein solches Szenario nicht, denn selbst bei uns zu Hause im Sonnensystem können wir die so erzeugte Strahlung beobachten: Der Mond Io umkreist seinen Mutterplaneten Jupiter innerhalb von dessen Magnetfeld und ist dadurch Mitverursacher der gewaltigen Polarlichter um die Pole des Gasriesen.

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© SuW-Grafik, nach: ASTRON (Ausschnitt)

LOFAR-Stationen | Mehrere europäische Länder, darunter auch Deutschland, betreiben LOFAR-Stationen. Sie sind alle über Hochgeschwindigkeits-Glasfaserverbindungen mit der zentralen Station in den Niederlanden verbunden. LOFAR steht für Low Frequency Array, also einen Teleskopverbund für niedrige Frequenzen von rund 10 bis 240 Megahertz, entsprechend Wellenlängen zwischen 1,3 und 30 Metern.

Schon länger postulieren Forscher, dass vergleichbare, teils aber um ein Vielfaches stärkere Effekte gleichermaßen zwischen Sternen und ihren Planeten auftreten. Sie könnten uns die Wechselwirkung des Systems näherbringen – auch hinsichtlich einer möglichen Lebensfreundlichkeit. Denn langsame Plasmawellen, wie sie hinter dem Polarlicht stecken, könnten den gefährlichen Sternwind durch das Magnetfeld des Planeten schleusen und auf diese Weise eine bereits bestehende Atmosphäre vernichten.

Vorgeschlagen wurde solch ein Effekt schon für mehrere Exoplaneten, darunter die Erde-2.0-Kandidaten um die M-Zwerge Proxima Centauri und TRAPPIST-1. Dort wäre es ein Rückschlag für alle, die auf Leben gehofft haben. Doch die Systeme unterscheiden sich von dem neu entdeckten: Beide Sterne sind masseärmer; die potenziell lebensfreundlichen Planeten benötigen mehr als eine Woche für einen Umlauf und sind damit weiter entfernt. Um das Radiosignal zu erklären, müsste der mögliche Exoplanet GJ 1151 b eine Umlaufbahn mit der Periode von ein bis fünf Tagen haben. Damit wäre er viel zu heiß, um in die habitable Zone zu fallen, und mit Leben wäre es in keinem Fall etwas geworden.

Spannender an der Entdeckung ist, dass GJ 1151 b die Tür für zahllose weitere Polarlichter verursachende Exoplaneten öffnen könnte. Haben sie mit ihrer Methode erst einmal den gesamten LoTSS-Himmel abgesucht – das behaupten Vedentham und seine Kollegen –, so werden sie statistisch gesehen noch Dutzende Exoplaneten mit diesem Verfahren aufspüren.