Sieben ungefähr erdgroße Planeten, dicht gedrängt um einen kleinen roten Stern – und gleich mehrere von ihnen befinden sich in einem Bereich, in dem flüssiges Wasser theoretisch möglich sein könnte. Als das vollständige Planetensystem von TRAPPIST-1 im Jahr 2017 vorgestellt wurde, wurde es schnell zu einem der bekanntesten Ziele der Suche nach einer zweiten Erde. Die entscheidende Frage ist bis heute dieselbe: Könnte auf einem dieser sieben Planeten tatsächlich Leben existieren?

Eine Antwort gibt es noch nicht. Kein einziger der TRAPPIST-1-Planeten wurde bislang als bewohnt nachgewiesen, und selbst bei der Frage nach Atmosphären stehen die Astronomen noch mitten in der Untersuchung. Doch kaum ein anderes bekanntes Planetensystem bietet derzeit ähnlich gute Möglichkeiten, mehrere kleine Gesteinsplaneten unter vergleichbaren Bedingungen zu untersuchen. Das James-Webb-Weltraumteleskop hat inzwischen Daten zu allen sieben Planeten gesammelt und beginnt Stück für Stück zu zeigen, welche dieser fernen Welten überhaupt lebensfreundliche Voraussetzungen besitzen könnten.

Was ist TRAPPIST-1?

TRAPPIST-1 ist ein sogenannter ultrakühler Roter Zwerg im Sternbild Wassermann. Das System befindet sich ungefähr 40 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der Stern ist wesentlich kleiner, kühler und lichtschwächer als unsere Sonne. Trotzdem besitzt er mindestens sieben bekannte Planeten, die in ihrer Größe ungefähr mit der Erde vergleichbar sind.

Die Welten tragen die Bezeichnungen TRAPPIST-1 b, c, d, e, f, g und h. Sie kreisen ungewöhnlich dicht um ihren Stern. Selbst der äußerste der sieben Planeten befindet sich näher an TRAPPIST-1 als Merkur an unserer Sonne. Möglich ist das, weil der Stern deutlich weniger Energie abstrahlt als die Sonne. Ein Planet muss deshalb sehr viel näher an ihm liegen, um ausreichend Wärme zu erhalten.

Dass sieben kleine Gesteinsplaneten um denselben Stern kreisen, macht das System für die Forschung besonders wertvoll. Die Astronomen können hier nicht nur einzelne Welten untersuchen, sondern mehrere Planeten miteinander vergleichen, die vermutlich unter ähnlichen Ausgangsbedingungen entstanden sind.

Welche Planeten von TRAPPIST-1 liegen in der habitablen Zone?

Besonders interessant sind TRAPPIST-1 e, f und g. Diese drei Planeten bewegen sich nach gängigen Berechnungen innerhalb der habitablen Zone ihres Sterns. Damit ist jener Bereich gemeint, in dem auf der Oberfläche eines Planeten grundsätzlich Temperaturen möglich sein können, bei denen Wasser flüssig bleibt.

Das klingt zunächst vielversprechender, als es tatsächlich ist. Die habitable Zone sagt allein noch nicht, ob ein Planet Meere besitzt oder Leben ermöglichen kann. Sie beschreibt lediglich einen Bereich, in dem flüssiges Wasser unter geeigneten Bedingungen möglich wäre.

Entscheidend ist vor allem die Atmosphäre. Sie bestimmt, wie viel Wärme ein Planet speichert, wie groß die Temperaturunterschiede zwischen Tag- und Nachtseite sind und ob flüssiges Wasser dauerhaft bestehen könnte. Auch die Zusammensetzung des Planeten, seine geologische Aktivität und die Strahlung seines Sterns spielen eine wichtige Rolle.

Die Erde befindet sich selbstverständlich ebenfalls in der habitablen Zone der Sonne. Der Mond allerdings ebenso – und dennoch besitzt er weder Ozeane noch eine lebensfreundliche Atmosphäre. Die Lage allein reicht also nicht aus.

Welcher TRAPPIST-1-Planet könnte am ehesten Leben ermöglichen?

Unter den sieben Planeten gilt TRAPPIST-1 e als besonders interessantes Ziel. Er besitzt ungefähr die Größe der Erde und erhält von seinem Stern eine Energiemenge, die prinzipiell mit gemäßigten Oberflächentemperaturen vereinbar sein könnte.

Klimamodelle zeigen seit Jahren, dass auf TRAPPIST-1 e unter bestimmten Voraussetzungen flüssiges Wasser möglich sein könnte. Dafür müsste der Planet jedoch eine geeignete Atmosphäre besitzen. Genau diese Frage wird derzeit intensiv untersucht.

Erste Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop haben eine wichtige Möglichkeit bereits ausgeschlossen: TRAPPIST-1 e besitzt keine dicke, wasserstoffreiche Atmosphäre. Das ist für einen erdähnlichen Planeten nicht unbedingt eine schlechte Nachricht, denn auch die Erdatmosphäre besteht nicht überwiegend aus Wasserstoff. Eine dichtere Atmosphäre aus Stickstoff, Kohlendioxid oder anderen schwereren Gasen ist mit den bisherigen Messungen grundsätzlich weiterhin vereinbar. Gleichzeitig können die Daten aber auch mit einem Planeten ohne nennenswerte Atmosphäre erklärt werden. Eine eindeutige Entscheidung ist bislang nicht möglich.

Damit bleibt TRAPPIST-1 e eines der spannendsten Ziele der Exoplanetenforschung – aber noch längst keine zweite Erde.

Was hat das James-Webb-Teleskop über TRAPPIST-1 herausgefunden?

Seit Beginn seiner wissenschaftlichen Arbeit versucht das James-Webb-Weltraumteleskop, die Atmosphären kleiner Exoplaneten genauer zu untersuchen. Das ist deutlich schwieriger als die Analyse großer Gasplaneten. Die dünne Gashülle eines erdgroßen Planeten hinterlässt im Licht seines Sterns nur winzige Spuren.

Bei TRAPPIST-1 b und c wurden inzwischen vergleichsweise klare Ergebnisse erzielt. Die beiden innersten Planeten scheinen keine dicken Atmosphären zu besitzen. Neuere Messungen der Wärmeverteilung zeigen, dass TRAPPIST-1 b sehr wahrscheinlich weitgehend ohne Atmosphäre ist. Bei TRAPPIST-1 c ist entweder ebenfalls nur sehr wenig Gas vorhanden oder möglicherweise eine sehr dünne Atmosphäre. Dicke Atmosphären mit einem Druck von ungefähr einem Bar oder mehr werden durch aktuelle Messungen deutlich unwahrscheinlicher.

Für TRAPPIST-1 d und e ist die Lage weniger eindeutig. Bei beiden konnten dicke wasserstoffreiche Atmosphären ausgeschlossen werden, doch dünnere Atmosphären aus schwereren Gasen sind weiterhin möglich. Daten zu TRAPPIST-1 f, g und h werden ebenfalls untersucht.

Die Forschung befindet sich damit an einem bemerkenswerten Punkt: Erstmals können Astronomen bei erdgroßen Planeten in einem anderen Sonnensystem nicht nur Masse und Größe bestimmen, sondern beginnen tatsächlich zu überprüfen, welche Art von Atmosphäre dort vorhanden sein könnte.

Warum ist der Stern TRAPPIST-1 ein Problem für mögliches Leben?

Die größten Schwierigkeiten entstehen möglicherweise nicht auf den Planeten selbst, sondern bei ihrem Stern.

Rote Zwerge können über lange Zeit ausgesprochen aktiv sein. Sie erzeugen Flares – plötzliche Ausbrüche, bei denen große Mengen energiereicher Strahlung freigesetzt werden. TRAPPIST-1 zeigt zudem Sternflecken und andere magnetische Aktivitäten. Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop haben deutlich gemacht, dass diese Aktivität stärker und komplizierter ist als zunächst erwartet.

Für mögliche Atmosphären ist das entscheidend. Intensive Strahlung kann Gasmoleküle aufspalten und langfristig dazu beitragen, dass ein Planet Teile seiner Atmosphäre verliert. Besonders in der frühen Entwicklungsphase eines Roten Zwergs könnte diese Belastung erheblich gewesen sein.

Allerdings folgt daraus nicht automatisch, dass sämtliche Planeten von TRAPPIST-1 atmosphärenlos sein müssen. Magnetfelder, ursprüngliche Gasvorräte, vulkanische Aktivität oder eine spätere Freisetzung von Gasen aus dem Inneren könnten beeinflussen, wie viel Atmosphäre ein Planet über Milliarden Jahre behalten kann.

Genau deshalb sind die äußeren Planeten des Systems so wichtig. Wenn TRAPPIST-1 e, f oder g trotz der Aktivität ihres Sterns eine stabile Atmosphäre besitzen, würde das zeigen, dass kleine Planeten um Rote Zwerge lebensfreundliche Bedingungen möglicherweise länger bewahren können als bisher angenommen.

Sind die Planeten von TRAPPIST-1 immer mit derselben Seite zum Stern gedreht?

Sehr wahrscheinlich rotieren zumindest mehrere der Planeten gebunden. Das bedeutet, dass ihre Umlaufzeit um TRAPPIST-1 ungefähr ihrer Rotationsdauer entspricht. Eine Seite wäre dadurch dauerhaft dem Stern zugewandt, während auf der anderen Seite möglicherweise ewige Nacht herrscht.

Auf den ersten Blick klingt das ausgesprochen lebensfeindlich. Ohne Atmosphäre könnte die Tagseite sehr heiß und die Nachtseite extrem kalt werden. Mit einer ausreichend dichten Atmosphäre sähe die Situation jedoch anders aus. Winde könnten Wärme von der beleuchteten Seite zur dunklen Seite transportieren. Auch Ozeane könnten dabei helfen, Temperaturunterschiede auszugleichen.

Klimasimulationen zeigen deshalb, dass gebundene Rotation allein einen Planeten nicht unbewohnbar machen muss. Entscheidend wäre wieder die Frage, ob eine Atmosphäre vorhanden ist und wie sie zusammengesetzt ist.

Gibt es Wasser auf den TRAPPIST-1-Planeten?

Bis heute wurde kein Ozean und kein Oberflächenwasser auf einem der sieben Planeten direkt nachgewiesen.

Aus Größe, Masse und Dichte lassen sich Hinweise auf die innere Zusammensetzung der Planeten ableiten. Einige Modelle erlauben erhebliche Mengen an Wasser oder anderen flüchtigen Stoffen. Solche Berechnungen sind jedoch keine Beobachtung eines Ozeans. Verschiedene Kombinationen aus Gestein, Eisen, Wasser und Atmosphäre können ähnliche Messwerte erzeugen.

Bei der Frage nach Wasser kommt deshalb der Atmosphäre eine besondere Rolle zu. Wenn Astronomen eines Tages Wasserdampf zusammen mit anderen Gasen in einer stabilen Atmosphäre nachweisen könnten, ließen sich deutlich bessere Rückschlüsse auf mögliche Oberflächenbedingungen ziehen.

Gerade deshalb sind TRAPPIST-1 e, f und g weiterhin so interessant. Sie befinden sich in einem Bereich, in dem Wasser unter geeigneten Bedingungen flüssig sein könnte. Ob diese Bedingungen tatsächlich existieren, ist jedoch offen.

Hat man bei TRAPPIST-1 Hinweise auf Leben gefunden?

Nein.

Bis August 2026 gibt es keinen belastbaren Nachweis für Leben auf einem der sieben TRAPPIST-1-Planeten. Es wurden weder biologische Prozesse noch eindeutige Biosignaturen entdeckt.

Eine Biosignatur wäre ein beobachtbares Merkmal, das durch Leben erzeugt worden sein könnte. Dazu könnten bestimmte Kombinationen von Gasen in einer Atmosphäre gehören. Doch selbst solche Hinweise müssten äußerst vorsichtig interpretiert werden, weil viele Moleküle auch durch geologische oder photochemische Prozesse entstehen können.

Bei TRAPPIST-1 ist die Forschung momentan noch einen Schritt früher. Bevor ernsthaft nach möglichen biologischen Signaturen gesucht werden kann, muss zunächst geklärt werden, welche Planeten überhaupt Atmosphären besitzen.

Warum ist die Suche nach Atmosphären bei TRAPPIST-1 so schwierig?

Das Grundprinzip klingt erstaunlich einfach. Wenn einer der Planeten vor seinem Stern vorbeizieht, durchquert ein kleiner Teil des Sternlichts die Atmosphäre des Planeten. Verschiedene Gase absorbieren bestimmte Wellenlängen dieses Lichts. Daraus lässt sich theoretisch ein chemischer Fingerabdruck der Atmosphäre erstellen.

In der Praxis ist das Signal winzig.

Hinzu kommt ausgerechnet bei TRAPPIST-1 ein weiteres Problem: Der Stern selbst verändert sein Spektrum durch Flecken, heiße Regionen und Flares. Dadurch können Strukturen entstehen, die wie ein atmosphärisches Signal des Planeten aussehen oder ein echtes Signal überlagern.

Bei den ersten Untersuchungen von TRAPPIST-1 e zeigte sich diese sogenannte stellare Kontamination besonders deutlich. Deshalb werden zahlreiche weitere Transitbeobachtungen benötigt. Forscher gehen inzwischen davon aus, dass bei manchen Planeten möglicherweise Dutzende oder sogar sehr viele Beobachtungen kombiniert werden müssen, bevor sich eine Atmosphäre zuverlässig charakterisieren lässt.

Das erklärt auch, warum die Ergebnisse langsamer eintreffen als nach dem Start des James-Webb-Teleskops teilweise erwartet wurde. Die Messinstrumente sind empfindlich genug – aber der Stern selbst macht die Interpretation kompliziert.

Welcher Planet ist derzeit der spannendste Kandidat?

Wenn man nur nach möglichen lebensfreundlichen Bedingungen fragt, bleibt TRAPPIST-1 e derzeit wahrscheinlich der interessanteste Kandidat des Systems.

Seine Größe, seine Position in der habitablen Zone und seine Strahlungsbedingungen machen ihn besonders geeignet für weitere Untersuchungen. Die bisherigen Webb-Daten haben weder eine lebensfreundliche Atmosphäre nachgewiesen noch sie ausgeschlossen. Genau diese offene Situation macht den Planeten wissenschaftlich so spannend.

Auch TRAPPIST-1 f und g bleiben wichtig. Beide liegen weiter außen in der habitablen Zone und könnten unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen flüssiges Wasser ermöglichen. Ihre Atmosphären sind jedoch noch weniger gut charakterisiert.

Damit könnte es am Ende sogar sein, dass nicht ein einzelner Planet, sondern der Vergleich mehrerer Welten die entscheidenden Antworten liefert.

Gibt es also Leben bei TRAPPIST-1?

Der aktuelle Forschungsstand lässt nur eine nüchterne Antwort zu: Wir wissen es nicht.

Die sieben Planeten sind reale Gesteinswelten ungefähr in der Größenordnung der Erde. Drei davon bewegen sich in der klassischen habitablen Zone ihres Sterns. Besonders TRAPPIST-1 e könnte unter geeigneten atmosphärischen Bedingungen Temperaturen besitzen, die flüssiges Wasser ermöglichen. Doch bislang wurde weder eine lebensfreundliche Atmosphäre noch Wasser auf seiner Oberfläche oder gar Leben nachgewiesen.

Gleichzeitig ist die Geschichte von TRAPPIST-1 noch längst nicht abgeschlossen. Das James-Webb-Weltraumteleskop hat inzwischen Informationen zu allen sieben Planeten gesammelt, und weitere Messungen werden benötigt, um die äußeren Welten genauer zu verstehen.

Vielleicht wird TRAPPIST-1 am Ende zeigen, dass erdgroße Planeten um Rote Zwerge ihre Atmosphären nur schwer behalten können. Vielleicht zeigt das System aber auch das Gegenteil – dass selbst unter der Strahlung eines aktiven kleinen Sterns einzelne Welten über Milliarden Jahre lebensfreundliche Bedingungen bewahren können.

Schon deshalb ist TRAPPIST-1 weit mehr als nur ein Planetensystem mit sieben ungewöhnlichen Welten. Es ist eines der derzeit besten natürlichen Labore für eine der größten Fragen der Astronomie: Ist eine Erde etwas Besonderes – oder entstehen lebensfreundliche Welten überall dort, wo die Bedingungen nur ein wenig passen?

Quellen
▪︎ NASA Science – TRAPPIST-1-System und aktuelle Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop
▪︎ NASA, ESA, CSA und Space Telescope Science Institute – Untersuchungen von TRAPPIST-1 e
▪︎ European Space Agency – Habitable Zonen und Lebensbedingungen auf Exoplaneten
▪︎ Gillon et al., Nature Astronomy – Atmosphären von TRAPPIST-1 b und c anhand von JWST-Phasenkurven
▪︎ TRAPPIST-1 JWST Community Initiative, Nature Astronomy – Strategien zur Atmosphärenuntersuchung der TRAPPIST-1-Planeten
▪︎ Gillon et al., Nature – Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1