Ergebnisse der Langzeitbeobachtung von Alpha Centauri mit Chandra

Bei der Suche der Menschheit nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems ist Wissenschaftlern zufolge einer der besten Orte das Sternsystem Alpha Centauri, zu dem die drei nächstgelegenen Sterne nach der Sonne gehören.

Eine neue Studie umfasst die Beobachtungen von Alpha Centauri mit dem Weltraumteleskop Chandra über einen Zeitraum von mehr als einem Jahrzehnt und liefert ermutigende Neuigkeiten zu einem Schlüsselaspekt der planetaren Bewohnbarkeit. Sie spricht dafür, dass jegliche Planeten, die die beiden hellsten Sterne im System Alpha Centauri umkreisen, wahrscheinlich nicht von großen Mengen Röntgenstrahlung ihrer Zentralsterne getroffen werden. Röntgenstrahlung und die damit einhergehenden Weltraumwettereffekte sind schlecht für ungeschütztes Leben – direkt durch hohe Strahlungsdosen und indirekt durch das Wegfegen der planetaren Atmosphären. Das ist ein Schicksal, das der Mars in unserem eigenen Sonnensystem vermutlich erlitten hat.

Alpha Centauri ist ein Dreifachsternsystem, das etwas mehr als vier Lichtjahre von der Erde entfernt ist, das sind rund 40 Billionen Kilometer. Obwohl dies in irdischen Maßstäben eine lange Strecke ist, liegt das System uns viel näher als die nächsten sonnenähnlichen Sterne.

„Weil es relativ nah ist, wird das System Alpha Centauri von vielen als der beste Kandidat angesehen, um nach Anzeichen für Leben zu suchen“, sagte Tom Ayres von der University of Colorado in Boulder. „Die Frage ist, werden wir Planeten mit einer Umgebung finden, die für Leben, wie wir es kennen, geeignet ist?“

Zu dem System Alpha Centauri gehört ein Sternpaar mit den Bezeichnungen „A“ und „B“ (kurz AB), das sich in relativ kleiner Entfernung gegenseitig umkreist. Alpha Centauri A ist in fast jeder Hinsicht ein Zwilling unserer Sonne, das Alter eingeschlossen, während Alpha Centauri B etwas kleiner und schwächer ist, aber trotzdem noch recht sonnenähnlich. Das dritte Mitglied, Alpha Centauri C (auch bekannt als Proxima Centauri) ist ein viel kleinerer roter Zwergstern, der in einer wesentlich größeren Umlaufbahn das Sternpaar AB umkreist. Er ist mehr als zehntausend Mal weiter vom Sternpaar AB entfernt als die Erde von der Sonne. Proxima Centauri hält derzeit den Titel für den der Erde nächstgelegenen Stern (nach der Sonne), wenngleich das Paar AB sehr knapp dahinter auf dem 2. Platz folgt.

Die Chandra-Daten offenbaren, dass die Perspektiven für Leben bezüglich des aktuellen Bombardements von Röntgenstrahlung um Alpha Centauri A tatsächlich besser sind als bei der Sonne, und bei Alpha Centauri B nur geringfügig schlechter. Proxima Centauri dagegen ist ein Typ von aktivem roten Zwergstern, der für häufige, gefährliche Röntgenstrahlungsausbrüche bekannt ist und wahrscheinlich tödlich für Leben ist.

„Das sind sehr gute Nachrichten für Alpha Centauri AB in Bezug auf die Fähigkeit potenziellen Lebens, auf ihren Planeten die Strahlungsausbrüche der Sterne zu überleben“, sagte Ayres. „Chandra zeigt uns, dass Leben auf Planeten um einen dieser Sterne eine Außenseiterchance haben sollte.“

Obwohl um Proxima Centauri ein bemerkenswerter erdgroßer Planet entdeckt wurde, setzen Astronomen die Suche nach Exoplaneten um Alpha Centauri A und B fort, bisher jedoch erfolglos. Die Jagd auf Planeten um diese Sterne hat sich kürzlich wegen der Umlaufbahnen des Paares als noch schwieriger erwiesen, da sich die beiden hellen Sterne während der letzten zehn Jahre am Himmel angenähert haben.

Um bei der Feststellung zu helfen, ob die Sterne des Systems Alpha Centauri Leben ermöglichen, haben Astronomen seit 2005 eine Langzeitkampagne durchgeführt, bei der Chandra die beiden Hauptsterne des Systems ungefähr alle sechs Monate beobachtete. Chandra ist das einzige Röntgenobservatorium, das imstande ist, das Sternpaar AB während seiner derzeitigen Annäherung in Einzelsterne aufzulösen, um herauszufinden, welcher Stern sich wie verhält.

Diese Langzeitmessungen haben das gesamte Auf und Ab der Röntgenaktivität von Alpha Centauri AB aufgezeichnet, analog zum elfjährigen Sonnenfleckenzyklus auf der Sonne. Sie zeigen, dass jegliche Planeten in der habitablen Zone von Alpha Centauri A im Durchschnitt eine geringere Röntgendosis erhalten würden als vergleichbare Planeten um die Sonne. Beim Begleitstern Alpha Centauri B liegt die Röntgendosis für Planeten in der habitablen Zone höher als bei unserer Sonne, aber nur um den Faktor Fünf.

Zum Vergleich: Planeten in der habitablen Zone um Proxima Centauri erhalten im Durchschnitt Röntgendosen, die 500 Mal höher sind als auf der Erde. Bei einem starken Strahlungsausbruch sind sie sogar 50.000 Mal höher.

Chandras Beobachtungen von Alpha Centauri AB liefern nicht nur Erkenntnisse über die mögliche Bewohnbarkeit von potenziellen Planeten im System Alpha Centauri, sondern dienen auch der theoretischen Erforschung der zyklischen Röntgenaktivität unserer eigenen Sonne. Sie zu verstehen, ist ein Schlüssel für kosmische Bedrohungen wie dem Weltraumwetter, das die technologische Zivilisation hier auf unserer Heimatwelt beeinflussen kann.

Tom Ayres präsentierte diese Ergebnisse auf dem 232. Treffen der American Astronomical Society in Denver (Colorado), und einige der Ergebnisse wurden im Januar 2018 in den Research Notes of the American Astronomical Society veröffentlicht.

Das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville (Alabama) betreibt das Chandra-Programm für das Science Mission Directorate der Agentur in Washington. Das Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge (Massachusetts) steuert Chandras Wissenschafts- und Flugoperationen.

Quelle

(THK)