Gliese 251c – Ein Top-Kandidat für die Suche nach Leben

Der Exoplanet Gliese 251c ist einer der faszinierendsten Himmelskörper, die in den letzten Jahren entdeckt wurden. Er umkreist den Roten Zwergstern Gliese 251, der sich etwa 18 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Zwillinge (Gemini) befindet. Diese vergleichsweise geringe Entfernung macht Gliese 251c zu einem interessanten Ziel für zukünftige Beobachtungen mit modernen Teleskopen. Der Planet gehört zur Klasse der sogenannten Super-Erden, also Planeten, die größer als die Erde, aber kleiner als Eisriesen wie Neptun sind. Seine Masse wird auf etwa 2,1 Erdmassen geschätzt, was auf eine vermutlich felsige Zusammensetzung hinweist.

Die Umlaufbahn von Gliese 251c liegt sehr nah an seinem Stern, da Gliese 251 deutlich kühler und lichtschwächer als unsere Sonne ist. Trotz dieser Nähe könnte der Planet in der bewohnbaren Zone liegen, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren könnte. Seine Umlaufzeit beträgt rund 14,2 Tage, was bedeutet, dass ein Jahr auf Gliese 251c nur zwei Wochen dauert. Aufgrund der geringen Leuchtkraft des Zentralsterns ist die Energiezufuhr dennoch moderat genug, um theoretisch lebensfreundliche Temperaturen zu ermöglichen.

Forscher vermuten, dass der Planet möglicherweise eine gebundene Rotation aufweist, also stets dieselbe Seite dem Stern zuwendet. Das würde bedeuten, dass eine Seite dauerhaft im Licht und die andere in ewiger Dunkelheit liegt. In der Übergangszone zwischen Tag- und Nachtseite könnte es dennoch milde Bedingungen geben, unter denen flüssiges Wasser stabil existieren kann. Ob es tatsächlich eine Atmosphäre gibt, ist bislang unklar, doch Modelle zeigen, dass eine dichte Hülle aus Stickstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf denkbar wäre.

Die Entdeckung von Gliese 251c erfolgte durch Präzisionsmessungen der Radialgeschwindigkeit des Sterns. Dabei werden winzige Schwankungen im Sternlicht analysiert, die durch den gravitativen Einfluss eines umlaufenden Planeten entstehen. Diese Methode liefert keine direkten Bilder, erlaubt aber Rückschlüsse auf Masse und Umlaufbahn. Die Daten stammen aus Beobachtungen des CARMENES-Instruments am Calar-Alto-Observatorium in Spanien.

Die Eigenschaften des Muttersterns Gliese 251 spielen eine entscheidende Rolle für die Einschätzung der Lebensfreundlichkeit des Planeten. Als Roter Zwerg vom Spektraltyp M3V ist der Stern kleiner, kühler und langlebiger als die Sonne. Seine Oberflächentemperatur liegt bei etwa 3.400 Kelvin, was bedeutet, dass seine Strahlung rötlich und energieärmer ist. Roten Zwergen wird oft nachgesagt, dass sie in jungen Jahren starke Strahlungsausbrüche zeigen, die potenzielle Atmosphären ihrer Planeten zerstören könnten. Doch Gliese 251 gilt als vergleichsweise ruhiger Stern, was die Chancen für stabile Lebensbedingungen verbessert.

Die Temperatur auf Gliese 251c könnte – je nach Zusammensetzung der Atmosphäre – zwischen −20 °C und +30 °C liegen. Damit wäre der Planet einer der wenigen bekannten Exoplaneten mit theoretisch erdähnlichen Oberflächentemperaturen. Sollte Wasser vorhanden sein, könnte es in flüssiger Form vorkommen – eine der zentralen Voraussetzungen für Leben, wie wir es kennen. Modelle deuten darauf hin, dass es auf der Tagseite möglicherweise Wolkenbänder oder Meeresflächen gibt, während die Nachtseite gefrorene Regionen aufweist.

Astronomen sehen Gliese 251c daher als ideales Ziel für Folgebeobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) oder zukünftigen Observatorien wie der ELT-Anlage (Extremely Large Telescope) in Chile. Diese Instrumente könnten versuchen, Spektren der Atmosphäre aufzunehmen, um Spuren von Wasserdampf, Methan oder Sauerstoff zu identifizieren. Der Nachweis solcher Gase wäre ein starkes Indiz für biologische oder geochemische Aktivität.

Ein weiteres Argument für die wissenschaftliche Bedeutung von Gliese 251c ist seine relative Nähe zur Erde. In astronomischen Maßstäben liegt der Planet praktisch „in der Nachbarschaft“ und könnte eines der ersten Ziele für interstellare Beobachtungsmissionen sein. Denkbar wäre auch, dass künftige Projekte wie Breakthrough Starshot winzige Sonden dorthin schicken könnten, um erste direkte Messungen vorzunehmen.

Auch wenn es derzeit keine Hinweise auf Leben gibt, ist Gliese 251c ein wichtiger Baustein in der Suche nach bewohnbaren Welten außerhalb unseres Sonnensystems. Er zeigt, dass selbst um kleine, kühle Sterne Bedingungen herrschen können, die Leben ermöglichen. Zudem liefert er wertvolle Daten darüber, wie sich Planeten in der Nähe von Roten Zwergen bilden und entwickeln.

In der wissenschaftlichen Gemeinschaft wird Gliese 251c häufig mit anderen Super-Erden wie Proxima Centauri b oder Luyten b verglichen. Alle drei Systeme zeigen, dass lebensfreundliche Planeten in unmittelbarer Nähe unserer Sonne keine Ausnahme sind. Diese Entdeckungen verändern unser Bild vom Universum, denn sie legen nahe, dass bewohnbare Welten weit verbreitet sein könnten.

Gliese 251c steht somit exemplarisch für die neue Ära der Exoplanetenforschung, in der die Frage nach der Häufigkeit von Leben im Kosmos nicht länger nur philosophisch ist. Mit jeder neuen Messung rückt die Möglichkeit näher, eines Tages tatsächlich Biosignaturen auf einem anderen Planeten nachzuweisen. Vielleicht wird Gliese 251c einer der ersten Orte sein, an denen wir erkennen, dass die Erde nicht einzigartig ist.

Damit bleibt Gliese 251c nicht nur ein faszinierendes Ziel für die Astronomie, sondern auch ein Symbol für die menschliche Neugier und den Drang, unsere kosmische Umgebung zu verstehen.

Allgemeine Struktur und Eigenschaften von Gliese 251c
Gliese 251c umkreist den Roten Zwergstern Gliese 251, auch bekannt als HIP 33226 oder LHS 187, im Sternbild Zwillinge (Gemini). Der Stern liegt etwa 18 Lichtjahre (5,5 Parsec) von der Erde entfernt und gehört somit zu den sonnennahen Sternsystemen.

Planetentyp
Gliese 251c wird als Super-Erde klassifiziert. Diese Planetenart besitzt eine größere Masse und Größe als die Erde, bleibt aber deutlich unterhalb der Gasriesenklasse. Super-Erden sind häufig felsig, mit einer dichten Kruste und möglicherweise aktiver geologischer Tätigkeit.

Masse und Radius
Die Mindestmasse von Gliese 251c beträgt etwa 2,1 Erdmassen. Sein geschätzter Radius liegt – je nach Modell – zwischen 1,3 und 1,6 Erdradien. Damit hat der Planet eine deutlich stärkere Oberflächengravitation, die etwa 1,3- bis 1,6-mal so hoch sein könnte wie auf der Erde.

Dichte und Zusammensetzung
Basierend auf seiner Masse und der vermuteten Größe wird angenommen, dass Gliese 251c eine felsige Struktur mit einem Eisen-Nickel-Kern besitzt, ähnlich wie die Erde oder Venus. Eine dünne Atmosphäre aus Kohlendioxid, Stickstoff und Wasserdampf wäre möglich, falls sie nicht durch Sternaktivität verloren ging.

Umlaufbahn und Sternabstand
Der Planet umkreist Gliese 251 in einem Abstand von etwa 0,06 Astronomischen Einheiten (AE), also nur rund einem Sechzehntel der Entfernung Erde–Sonne. Aufgrund der geringen Leuchtkraft des Sterns liegt dieser Abstand aber innerhalb der habitablen Zone, in der flüssiges Wasser existieren könnte.

Umlaufzeit
Gliese 251c benötigt nur etwa 14,2 Erdentage, um seinen Stern einmal zu umkreisen. Ein Jahr auf diesem Planeten dauert also nur zwei Wochen.

Rotationsverhalten
Mit hoher Wahrscheinlichkeit ist der Planet gebunden rotierend, was bedeutet, dass er seinem Stern stets dieselbe Seite zuwendet – ähnlich wie der Mond zur Erde. Dadurch entsteht eine heiß beleuchtete Tagseite und eine dunkle, gefrorene Nachtseite. In der Dämmerungszone dazwischen könnten stabile Temperaturen herrschen.

Oberflächentemperatur
Die Gleichgewichtstemperatur wird auf −20 °C bis +30 °C geschätzt – abhängig von der Albedo und der Atmosphäre. Dies liegt im Bereich, in dem flüssiges Wasser möglich wäre, sofern Treibhausgase vorhanden sind.

Atmosphäre
Eine bestätigte Atmosphäre wurde noch nicht nachgewiesen. Sollte sie existieren, wäre sie wahrscheinlich dicht und stickstoffbasiert, mit Spurengasen aus Kohlendioxid und Wasserdampf. Eine solche Atmosphäre könnte Strahlung abschirmen und einen milden Treibhauseffekt erzeugen.

Sterncharakteristik
Gliese 251 ist ein Roter Zwergstern vom Spektraltyp M3V mit einer Masse von etwa 0,36 Sonnenmassen und einer Oberflächentemperatur von rund 3.400 Kelvin. Seine Leuchtkraft beträgt nur etwa 1,3 Prozent der Sonnenleuchtkraft, wodurch sich die bewohnbare Zone sehr nah am Stern befindet. Der Stern gilt als ruhig und zeigt keine starken Flares – ein wichtiger Faktor für mögliche Lebensfreundlichkeit.

Habitable Zone
Nach gängigen Modellen befindet sich Gliese 251c am inneren Rand der habitablen Zone. Das bedeutet, er empfängt etwas mehr Strahlung als die Erde, könnte aber bei dichter Atmosphäre dennoch lebensfreundlich sein. Ein zweiter, noch weiter entfernter Planet (Gliese 251b) könnte ebenfalls in der äußeren Zone liegen.

Gravitation
Die Oberflächengravitation wird auf 12 bis 15 Meter pro Quadratsekunde geschätzt (zum Vergleich: Erde 9,8). Diese höhere Gravitation könnte dichte Atmosphären länger binden und Erosion durch Sternwind verringern.

Mögliche Oberflächenbedingungen
Die Tagseite könnte durch starke Sonneneinstrahlung heiße, wolkenreiche Ozeane besitzen, während die Nachtseite vereiste Landschaften aufweist. Im Terminatorbereich – der Übergangszone zwischen Tag und Nacht – könnten stabile Temperaturen und Wolkenbänder existieren, wo Leben denkbar wäre.

Entdeckung
Gliese 251c wurde 2019 durch die Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt. Die Beobachtungen stammen vom CARMENES-Spektrographen am Calar-Alto-Observatorium in Südspanien, der speziell für die Suche nach erdähnlichen Exoplaneten entwickelt wurde.

Bedeutung für die Exoplanetenforschung
Aufgrund seiner Nähe und seines potenziell gemäßigten Klimas gilt Gliese 251c als vielversprechender Kandidat für die Suche nach Leben. Seine Kombination aus ruhigem Stern, Super-Erde-Struktur und erreichbarer Entfernung macht ihn zu einem der wichtigsten Ziele für Folgebeobachtungen mit dem James-Webb-Teleskop oder dem Extremely Large Telescope.

Zukünftige Beobachtungen
Spektroskopische Analysen könnten in den kommenden Jahren Aufschluss über Atmosphärenbestandteile wie Wasserdampf, Methan oder Sauerstoff geben. Der Nachweis solcher Gase würde ein starkes Indiz für biologische oder geochemische Prozesse darstellen.

Zusammenfassung der wichtigsten Daten