Nahe zwei Jahre nach der Entdeckung von Gliese 581g, der gefeierten „ersten potenziell bewohnbaren“ außerirdischen Welt, kämpfen die Entdecker des Planeten weiter um seine Existenz.
Die Entdeckung von Gliese 581g sorgte im September 2010 weltweit für Schlagzeilen, weil der Planet in der Mitte der „bewohnbaren Zone“ seines Sterns kreisen sollte – genau in dem Entfernungsbereich, in dem flüssiges Wasser und vielleicht sogar Leben, wie wir es kennen, existieren könnte.
Nur wenige Wochen später begann jedoch ein anderes prominentes Forscherteam, den Fund in Zweifel zu ziehen, da der fremde Planet in ihren Beobachtungen nicht auftauchte. Diese Gruppe unter der Leitung von Michel Mayor vom Genfer Observatorium in der Schweiz hatte die bisher bekannten vier Planeten im Gliese 581-System gefunden.
Aber in einer neuen Studie, die am 1. August veröffentlicht wird, untersuchen die Entdecker von 581g den inzwischen erweiterten Datensatz des Schweizer Teams und widersprechen dessen Schlussfolgerungen, indem sie sagen, dass die Beweise doch für die Existenz des Planeten sprechen.
Die Daten und Analysen „deuten darauf hin, dass es mindestens einen weiteren Planeten jenseits der bestätigten 4 gibt, einen 5. Planeten, mit einer Periode im Bereich von 26-39 Tagen“, sagte der Hauptautor Steve Vogt, ein Astronom an der University of California, Santa Cruz, gegenüber SPACE.com per E-Mail.
„Dieser 5. Planet hätte eine Masse von nur 2-3 Erden und würde ziemlich genau in der bewohnbaren Zone des Sterns kreisen“, fügte er hinzu.
Die Geschichte von Gliese 581g
Das System Gliese 581 ist ein naher Nachbar der Erde, der nur 20 Lichtjahre entfernt ist. Am 29. September 2010 gaben Vogt und sein Team bekannt, dass sie zwei neue Planeten in diesem System gefunden haben, womit sich die Zahl der bekannten Welten auf sechs erhöht.
Einer der neu entdeckten Planeten, 581f, befindet sich weit vom Wirtsstern entfernt und absolviert etwa alle 400 Tage eine Umlaufbahn. Aber 581g erregte weitaus mehr Aufmerksamkeit, da es sich um den ersten felsigen, etwa erdgroßen außerirdischen Planeten handelt, der jemals in der bewohnbaren Zone gefunden wurde.
Vogt und sein Team entdeckten die beiden Planeten mit Hilfe der Radialgeschwindigkeits- oder Doppler-Methode, bei der nach winzigen Schwankungen in der Bewegung eines Sterns gesucht wird, die durch die Gravitationskräfte der ihn umkreisenden Planeten verursacht werden. Sie untersuchten Daten von zwei verschiedenen Instrumenten: dem HARPS-Spektrographen an einem Teleskop in Chile und dem HIRES-Spektrographen am Keck-Teleskop auf Hawaii.
Auf einer Astronomiekonferenz im Oktober 2010 gab das Schweizer Team jedoch bekannt, dass sie 581g oder 581f in einem erweiterten Satz von HARPS-Daten nicht finden konnten. In den folgenden Monaten bestritten auch mehrere andere Forschergruppen die Existenz der beiden Planeten, nachdem sie die verfügbaren HARPS- und HIRES-Beobachtungen mit anderen statistischen Methoden als Vogt und seine Kollegen neu analysiert hatten.
Im September 2011 schloss das Schweizer Team eine Studie ab, in der noch mehr HARPS-Beobachtungen – insgesamt 240 Radialgeschwindigkeitsdatenpunkte – untersucht wurden. Ihr Manuskript wurde in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht und auf der Astronomie-Preprint-Website arxiv.org zur Verfügung gestellt.
Die Schlussfolgerungen der Schweizer Gruppe waren in der neueren Arbeit weitgehend dieselben wie zuvor.
„Unser Datensatz hat daher eine starke diagnostische Kraft für Planeten mit den Parametern von Gl 581f und Gl 581g, und wir schließen daraus, dass es unwahrscheinlich ist, dass das System Gl 581 Planeten mit diesen Eigenschaften enthält“, schreiben die Forscher in der Arbeit.
Zweifel an den Zweiflern
Das Schweizer Team stellte seine 240 HARPS-Datenpunkte zur Verfügung, und Vogt und seine Kollegen beschlossen, ihre eigene Analyse durchzuführen, die den Kern ihrer neuen Arbeit bildet.
Sie kamen zu ganz unterschiedlichen Schlussfolgerungen, wobei Vogts Team zu dem Schluss kam, dass die Daten die Existenz von 581g unterstützen, solange sich die Planeten des Systems alle auf annähernd kreisförmigen Bahnen befinden. Diese Annahme ist nicht abwegig, sagte Vogt.
„Ich glaube, dass die Lösung mit den kreisförmigen Umlaufbahnen die vertretbarste und glaubwürdigste ist“, sagte er. „Aus all den Gründen, die ich im Detail erkläre, gewinnt sie aufgrund der dynamischen Stabilität, der Anpassungsfähigkeit und des Prinzips der Parsimomie (Occam’s Razor).“
Gliese 581f taucht in der neuen Analyse von Vogt und seinen Kollegen nicht auf, aber die Wissenschaftler sagen, dass das nicht unbedingt bedeutet, dass der Planet tot ist.
„Das bedeutet nicht, dass er in einem viel größeren kombinierten Datensatz nicht vorhanden sein könnte. Die vorliegende Arbeit befasst sich nur mit dem 240-Punkte-HARPS-Datensatz, ganz allein“, sagte Vogt. „
Die Studie argumentiert auch, dass die Existenz von 581g nicht mit den Ergebnissen der zweifelnden statistischen Arbeiten unvereinbar ist, die laut dem Entdeckungsteam eine extrem konservative Entdeckungsschwelle angesetzt haben.
Vogt sagte auch, dass sein Team die Ergebnisse der Schweizer Forscher von 2011 nicht reproduzieren konnte, ohne eine Handvoll Datenpunkte zu verwerfen.
„Unsere Berechnungen dieser Größen stimmen nicht mit denen der Schweizer überein. Wenn wir uns nicht irren, müssen wir daher zu dem Schluss kommen, dass sie Punkte ausgelassen haben“, sagte Vogt. „
„Ich weiß nicht, ob diese Auslassung beabsichtigt oder ein Fehler war“, fügte er hinzu. „
Die von Vogt geleitete Studie ist jetzt auf arxiv.org verfügbar und soll am 1. August in der deutschen Zeitschrift Astronomische Nachrichten veröffentlicht werden. Vogt sagte jedoch, dass die Studie zuerst bei The Astrophysical Journal eingereicht und von diesem akzeptiert wurde.
Das Astrophysical Journal wollte die Studie laut Vogt nicht veröffentlichen, bevor die Arbeit des Schweizer Teams nicht offiziell von Astronomy & Astrophysics akzeptiert worden war. Als dies nach neun Monaten immer noch nicht geschehen war, beschlossen Vogt und seine Kollegen, die Arbeit zurückzuziehen und in der deutschen Zeitschrift zu veröffentlichen.
Vogt sagte, das Manuskript der Schweizer Gruppe sei immer noch nicht akzeptiert worden.
Viele bewohnbare Planeten da draußen
Es werden wahrscheinlich weitere Beobachtungen nötig sein, um mit Sicherheit herauszufinden, wie viele Planeten den Stern Gliese 581 umkreisen, sagte Vogt. Aber die Exoplaneten-Gemeinschaft ist nicht gerade auf dieses Thema fixiert.
Planetenjäger finden immer mehr Welten außerhalb unseres Sonnensystems. Manche Zählungen gehen auf fast 800 zu, und Tausende weitere warten auf eine Bestätigung durch Folgebeobachtungen. Und obwohl die Forscher noch keine echte außerirdische Erde gefunden haben, kommen sie ihr immer näher.
Im vergangenen Dezember bestätigte das Kepler-Weltraumteleskop der NASA beispielsweise den ersten Planeten in der bewohnbaren Zone, eine „Supererde“, bekannt als Kepler-22b, die 2,4 Mal so groß sein soll wie unser Planet. Und Vogt gehört zu einem Team, das im Februar eine weitere potenziell bewohnbare Supererde mit der Bezeichnung Gliese 667Cc bekannt gegeben hat.
„Unabhängig davon, wer sich am Ende mit der Entdeckung des ersten wirklich bestätigten bewohnbaren Planeten von der Größe der Erde brüsten kann, ist die Botschaft, dass wir anfangen, sie in unerwarteter Zahl und in unerwarteter Nähe zu finden“, sagte Vogt. „Das bedeutet, dass es viele, viele da draußen gibt, mindestens zehn Milliarden oder mehr, allein in unserer eigenen Galaxie.“
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