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Supererde K2-18b

Erstmals Wasser auf lebensfreundlichem Exoplaneten nachgewiesen

Die Supererde K2-18b ist der erste Exoplanet, auf dem Wasser nachgewiesen wurde. Grundsätzlich ist es daher möglich, dass sich dort Leben entwickelt hat.

London (England). Astronomen haben in den vergangenen Jahren auf der Suche nach Planeten, die der Erde ähnlich sind, eine Reihe von Exoplaneten entdeckt, auf denen möglicherweise Wasser vorkommt. Zu den Exoplaneten, die sich in der sogenannten habitablen Zone ihres Sterns befinden und somit ein Klima besitzen, das flüssiges Wasser ermöglicht, gehören unter anderem drei Planeten des Sterns Trappist-1. Bisher konnte die Astronomie allerdings noch nicht beweisen, dass auf den Exoplaneten, die das Potential haben Leben zu beheimaten, auch wirklich Wasser vorkommt.

Wissenschaftler der NASA und des University College London haben nun im Fachmagazin Nature Astronomy eine Forschungsarbeit veröffentlicht, laut deren Ergebnissen die schwere Supererde K2-18b in 110 Lichtjahren Entfernung unseres Heimatplaneten eine Atmosphäre besitzt, die Wasserdampf enthält. Es handelt sich bei K2-18b damit um den ersten möglicherweise lebensfreundliche Exoplaneten, auf dem Wasser nachgewiesen werden konnte.

Signale im Lichtspektrum belegen Wasser

Der Nachweis des Wasserdampfs in der Atmosphäre der Supererde K2-18b erfolgte mit dem Weltraumteleskop Hubble, das die spektrale Signatur der Planetenatmosphäre aufzeichnen konnte, als das Licht des Sterns durch die Gashülle des Exoplaneten strahlte. Dabei filtert die Atmosphäre kleine Anteile des Lichts heraus und erzeugt dabei ein Lichtspektrum, aus dem sich ihre Bestandteile ablesen lassen. Insgesamt gelang es den Wissenschaftlern bei acht Transits mit dem Weltraumteleskop Hubble Lichtspektren aufzuzeichnen, die auf Molekül- und Elementsignaturen untersucht wurden.

Problematisch dabei ist, dass die sogenannte Atmosphären-Signatur nur Exoplaneten abgelesen werden kann die nicht zu weit von ihrem Stern entfernt sind und die eine Mindestgröße besitzen. Wie Angelos Tsiaras, Autor der Studie erklärt, war es vor K2-18b lediglich möglich die Spektren von Gliese 1214b, HD 97658b und 55 Cancri e zu ermitteln, in denen jedoch kein Wasser nachgewiesen werden konnte.

Supererde K2-18b könnte Leben beheimaten

Der Exoplanet K2-18b in 110 Lichtjahren Entfernung befindet sich im Sternbild Löwe und umkreist dort einen roten Zwerg. Die Umlaufbahn in der habitablen Zone des Sterns entspricht in etwa der Entfernung der Erde zur Sonne, was auch eine ähnlich hohe Strahlung wie auf der Erde zur Folge hat. Mit der achtfachen Erdmasse ist K2-18b zwar deutlich schwerer und größer als die Erde, hat aber ein Klima, das nach aktuellen Analysen Leben ermöglichen könnte.

Laut den Ergebnissen der Wissenschaftler ist eindeutig belegt, dass die Gashülle von K2-18b neben Wasser auch Helium und Wasserstoff enthält. Ob auch flüssiges Wasser auf dem Exoplaneten vorkommt, lässt sich aus den vorhandenen Daten allerdings nicht ablesen. Auch wie viel Wasser es auf K2-18b gibt, konnten die Astronomen nicht eindeutig bestimmen.

Drei Atmosphären-Zusammensetzungen möglich

Die acht aufgezeichneten Spektralsignaturen ergeben drei möglichen Atmosphären-Zusammensetzungen. K2-18b könnte eine wolkenfreie Atmosphäre besitzen, in der neben Wasserdampf, Wasserstoff und Helium auch noch Stickstoff vorkommt und die einen Wasseranteil von unter 12,5 Prozent hat. Außerdem wäre es möglich, dass stattdessen eine wolkenreiche Gashülle existiert, bei der der Wasseranteil zwischen 0,01 und 12,5 Prozent betragen würde. Maximal beträgt der Wassergehalt bei einer wolkenlosen Atmosphäre laut den Forschern 20 bis 50 Prozent.

Lebensbedingungen umstritten

Ob es auf K2-18b und ähnlichen möglicherweise wasserreichen Exoplaneten wirklich Leben gibt, ist in der Wissenschaft umstritten. Dies liegt vor allem daran, dass die Umlaufbahn in der Nähe eines Roten Zwergs nicht unbedingt lebensfreundlich ist, da diese durch starke Ausbrüche häufig große Mengen energiereicher UV- und Röntgen-Strahlung freisetzen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass sich Lebenswesen beispielsweise durch Biofluoreszenz gegen die hohe Strahlung schützen oder sich anderweitig an die Lebensbedingungen anpassen.

Nature Astronomy, doi: 10.1038/s41550-019-0878-9

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