Astronomen haben einen weiteren Exoplaneten um den Stern Proxima Centauri entdeckt. Damit steigt die Zahl der bekannten Planeten um unseren Nachbarstern auf drei. Proxima Centauri ist der nächstgelegene Stern zu unserer Sonne, er ist nur 4,2 Lichtjahre entfernt und kreist um das Doppelsternsystem Alpha Centauri.

Die Astronomen sind begeistert von ihrer Entdeckung. Denn sie zeigt, "dass unser nächster stellarer Nachbar voller interessanter neuer Welten zu sein scheint, die in Reichweite weiterer Studien und zukünftiger Erkundungen liegen", erklärt João Faria. Der Forscher am Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço in Portugal ist einer seiner Entdecker und Hauptautor der heute in Astronomy & Astrophysics veröffentlichten Studie.

Der neue, jetzt entdeckte Planet heißt Proxima d und ist das, was die Astronomen Sub-Erde nennen. Das bedeutet, dass er deutlich weniger Masse als die Erde hat. In unserem Sonnensystem trifft das auf Mars und Merkur zu. Proxima d ist nur etwa ein Viertel so schwer wie die Erde. Er umkreist seinen Stern Proxima Centauri alle fünf Tage in einer Entfernung von vier Millionen Kilometern (die Erde ist fast 40 Mal so weit entfernt von unserer Sonne). Das ist sehr eng. Aber Proxima Centauri ist auch nur knapp ein Siebentel so groß wie unsere Sonne und deshalb deutlich kälter. Für mögliches Leben auf dem neuen Planeten ist es aber vermutlich dennoch zu nah, zu heiß und zu verstrahlt. Bei seinem großen Planeten-Bruder ist das etwas anders.

Proxima b, dessen Existenz schon 2020 bestätigt wurde, umkreist den Stern in nur sieben Millionen Kilometer Entfernung. Trotz dieser sehr großen Nähe befindet sich Proxima b immer noch in der sogenannten habitablen – also in der bewohnbaren – Zone seines Muttersterns.

Der Grund: Proxima Centauri ist ein sogenannter Roter Zwerg. Der Stern hat nur zwölf Prozent der Masse unsere Sonne und sogar nur 0,17 Prozent ihrer Leuchtkraft, weshalb der ihn umkreisende Proxima b eine vergleichbare Energie wie die Erde von der Sonne erhält. Das wiederum könnte bedeuten, dass die Oberflächentemperatur des Exoplaneten das Vorhandensein flüssigen Wassers ermöglicht. Und dies wiederum wäre eine wesentliche Grundlage für die Existenz von Leben.

Allerdings gibt es auch ein wesentliches Problem: Als roter Zwerg bombardiert Proxima Centauri seinen Planeten Proxima b mit 400 Mal mehr gefährlicher Röntgenstrahlung als die Erde von der Sonne erhält.

Planet drei um den Stern ist Proxima c, der sich allerdings ganz weit draußen, auf einer längeren, fünfjährigen Umlaufbahn um den Stern befindet.

Besonders spannend ist die Entdeckung von Proxima d auch, weil sie erneut das Potential der dahinterliegenden Nachweismethode zeigt. Denn obwohl der Planet so klein und leicht ist, konnten die Forschenden nachweisen, dass er seinen Stern zum Wackeln bringt.

Dieses Bild zeigt die Himmelsregion um den hellen Stern Alpha Centauri AB sowie um den viel schwächeren roten Zwergstern Proxima Centauri, den zu unserem Sonnensystem nächstgelegenen Stern. Das Bild wurde aus Bildern des Digitized Sky Survey 2 zusammengestellt. Der blaue Halo um Alpha Centauri AB ist ein Artefakt des fotografischen Prozesses, der Stern ist in Wirklichkeit schwach gelb wie unsere Sonne. Bildrechte: ESO

Die Methode heißt Radialgeschwindigkeitstechnik. Sie ist in der Lage Schwankungen des Sterns zu messen, die durch die Anziehungskraft des Planeten verursacht werden. Durch den sogenannten Dopplereffekt (wir kennen ihn alle vom An- und Abschwellen der Feuerwehrsirene beim Vorbeifahren) ist diese Schwankung auch im Lichtspektrum messbar.

Allerdings ist sie im Fall von Proxima d und seinem Stern minimal. Die Wirkung der Schwerkraft von Proxima d ist so gering, berichtet das Forscherteam in seiner Mitteilung, "dass sie Proxima Centauri nur mit etwa 40 Zentimetern pro Sekunde (1,44 Kilometer pro Stunde) hin und her bewegt". Proxima d ist damit der leichteste Exoplanet, der je auf diese Weise nachgewiesen wurde.

Bereits im Jahr 2020 gab es erste Hinweise auf einen möglichen weiteren Planeten in der Nähe des Sterns Proxima Centauri. Mit einem neuen Instrument am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte, dem Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO), konnte das Forscherteam dann nachweisen, dass Proxima d wirklich existiert.

"Dieser Erfolg ist äußerst bedeutsam", sagt Pedro Figueira, ESPRESSO-Instrumentenwissenschaftler bei der ESO in Chile. "Er zeigt, dass die Radialgeschwindigkeitstechnik das Potenzial hat, leichte Planeten wie unseren eigenen zu entdecken, die vermutlich die häufigsten in unserer Galaxie sind und die möglicherweise Leben, wie wir es kennen, beherbergen können."

Das große südliche Sternbild des Zentauren (Centaurus) und die meisten mit dem freien Auge sichtbaren Sterne in einer klaren Nacht. Die Position des zu unserem Sonnensystem nächstgelegenen Fixsterns, Proxima Centauri, ist mit einem roten Kreis markiert (Mitte links, oberhalb von Circinus). Proxima ist zu schwach, um mit den freien Auge gesehen zu werden, kann aber mit einer kleinen Teleskop leicht gefunden werden. Bildrechte: ESO

gp