Wiederkehrendes Signal zu felsigem Exoplaneten zurückverfolgt
Der Exoplanet YZ Ceti b sendet ein sich wiederholendes Signal aus. Das konnten Astronom*innen mithilfe des Very Large Array Teleskopnetzwerks beobachten. Damit könnten die Forscher*innen erstmals eine Methode erfolgreich angewandt haben, um Magnetfelder bei weit entfernten, kleinen Planeten nachzuweisen.
YZ Ceti b hat ungefähr die Größe der Erde und ist 12 Lichtjahre von uns entfernt. Der felsige Planet befindet sich in einem engen Orbit um einen Roten Zwerg. In nur 2 Tagen umkreist er den Zentralstern vollständig. Besonders interessant ist aber ein anderer Aspekt: Der Planet hat wahrscheinlich ein Magnetfeld.
Simulation von YZ Ceti b
© Exoplanet Exploration Program / JPL / NASA
Ein Magnetfeld ist entscheidend für die Bewohnbarkeit eines Planeten. Auf der Erde schützt es die lebenswichtige Atmosphäre vor Sonnenwinden. Ohne Magnetfeld würde die Atmosphäre nach und nach abgetragen, wie etwa auf dem Mars. Der Rote Planet hat kein Magnetfeld mehr und so hat seine Atmosphäre nur 1,2 Prozent der Dichte der Erdatmosphäre.
Regelmäßiges Radiosignal
Die Forschenden Sebastian Pineda und Jackie Villadsen nutzen das Teleskopnetzwerk in New Mexico, um herauszufinden, ob YZ Ceti b so ein Magnetfeld besitzt. Zudem untersuchten sie, wie es mit dem Zentralstern YZ Ceti interagiert.
Während ihrer Beobachtung entdeckten sie dann das Radiosignal. "Wir haben den ersten Ausschlag gesehen und er war wunderschön", sagt Pineda in einem Statement. "Als wir es erneut gesehen haben, wurde deutlich, dass wir vielleicht wirklich etwas entdeckt haben".
Das Very Large Array (VLA) Teleskopnetzwerk in New Mexico
© NRAO/AUI/NSF
Die beiden Forscher*innen vermuten, dass das Radiosignal aus der Interaktion zwischen YZ Ceti b und seinem Stern entsteht. Allerdings müssten die Radiowellen sehr stark sein, um sie über so eine große Distanz zu beobachten.
Interaktion mit Zentralstern
Magnetfelder sind unsichtbar, weshalb es eine Herausforderung ist, zu bestimmen, ob ein weit entfernter Planet eines besitzt. "Wir suchen nach Planeten, die sich sehr nahe an ihren Sternen befinden und eine ähnliche Größe wie die Erde haben", sagt Villadsen.
Zwar würde die Nähe verhindern, dass dort Leben existieren kann, gleichzeitig verdrängt der Planet Plasma, das vom Zentralstern abgeworfen wird. Hat der Stern ein Magnetfeld und schirmt das Plasma ab, sorgt es dafür, dass der Stern sehr helle Radiowellen abwirft, erklärt die Forscherin. Aus der Stärke der Radiowellen lässt sich bestimmen, wie stark das Magnetfeld des Exoplaneten ist.
Der Zentralstern YZ Ceti strahlt Radiowellen aus, die durch das Magnetfeld des Exoplaneten entstehen
© National Science Foundation/Alice Kitterman
Polarlichter auf Rotem Zwerg
Die Forscher*innen analysieren auch, welche Wetterbedingungen dadurch auf dem Planeten herrschen könnten. Auf der Erde sind Sonnenwinde, die auf das Erdmagnetfeld treffen, für farbenfrohe Polarlichter verantwortlich.
Im Falle von YZ Ceti b entstehen ebenfalls Polarlichter, so die Wissenschaftler*innen. Allerdings sind sie nicht auf dem Planeten, sondern die Aurora findet auf dem Stern statt. "Das ist das Radiosignal, das wir empfangen", sagt Pineda. Hat der Exoplanet eine eigene Atmosphäre, ist es wahrscheinlich, dass auch dort Polarlichter entstehen.
Offene Fragen
Auch wenn die Forschungsergebnisse plausibel sind, gibt es noch weitere Möglichkeiten, wie die Radiosignale entstehen. Sie sind fast identisch mit der Zeit, die der Planet für eine Umrundung des Sterns braucht. Daher könnten sie auch durch eine Neigung des Magnetfelds entstehen, wie im Falle von Jupiter. Um die Theorie zu bestätigen, muss das Team mehrere Folgeuntersuchungen mit weiteren Radioteleskopen durchführen. Die aktuellen Beobachtungen wurden im Fachmagazin Nature Astronomy veröffentlicht.