irgendwo noch eine erde? - Astronomische Vereinigung Tübingen eV

IRGENDWO NOCH EINE ERDE?
Was die Forschung über Exoplaneten bislang gebracht hat
Vortrag von Wolfgang Wettlaufer, Diplombiologe
Astronomische Vereinigung Tübingen
am 14. Oktober um 20 Uhr in der Sternwarte Tübingen
Das Jahr 1995 brachte die astronomische Forschung einen Riesenschritt weiter,
was die Suche nach Planeten anderer Sterne angeht: Beim sonnenähnlichen Stern
"51 Pegasi" (gerade an der Sichtbarkeitsgrenze fürs bloße Auge; mit der
'Hausnummer' 51 im Sternbild des Pegasus) wurde ein Begleiter von planetaren
Ausmaßen entdeckt. Bis heute lassen sich solche Mitglieder fremder
Sonnensysteme nur in Ausnahmefällen direkt abbilden. Auch der "Exoplanet" bei
der Sonne 51 Pegasi bleibt fürs erste - in etwa 50 Lichtjahren Abstand - direkten
Abbildungstechniken verborgen.
Von seinem Heimatstern wird er im optischen Spektralbereich natürlich kräftig
überstrahlt. Im Infraroten ist das Erfassen von Exoplaneten leichter, wenn das
Licht des Sterns ausgeblendet werden kann. Doch wenn auch der Planet bei 51
Pegasi von 'großem Kaliber' ist - er ist um die dreimal massiger als Jupiter in
unserem heimischen System -, gelang seine Abbildung neben dem Stern bislang
nicht. Auch deshalb, weil "51 Pegasi b" eine Umlaufbahn besitzt, welche die
Planetenfahnder damals sehr verblüfft hat: sie ist acht mal näher beim Stern
angesiedelt als es bei unserem sonnennächsten Planeten: dem Merkur der Fall ist.
Dies beschert 51 Pegasi b denn auch lebensfeindliche Temperaturen. Mit dem
raschen Auffinden von Hunderten Exoplaneten seit 1995 hat die Statistik gezeigt,
dass ein solcher Fall eines "heißen Jupiter" bei anderen Sternen sehr oft
verwirklicht ist. Generell haben sich "fremde" Sonnensysteme als von anderer
Bauart erwiesen, als sie in dem unseren verwirklicht ist. Legt dieser Befund nahe,
dass wir selber hier in einer "bevorzugten" Welt leben?
Auch konnten bei anderen Sternen bald mehrere Planeten geortet werden. Das
"Auffinden" ist bislang in den allermeisten Fällen nur über ein diskretes Signal
möglich gewesen: die "Radialverschiebung" von Spektrallinien der Zielsterne =
ausgelöst durch das leichte "Trudeln" des Sterns um seinen Schwerpunkt, während
die Schwerkräfte von Planeten an ihm zerren. Heutige Spektroskopie und
zugehörige Algorithmen zur Rauschunterdrückung bei Signalen gestatttet es,
Sternbewegungen von einem Meter pro Sekunde "radial" zu uns vermessen! Damit
ließen sich von außerhalb unseres eigenen Sonnensystems die Großplaneten
eindeutig nachweisen. Ein Kleinplanet wie unsere Erde jedoch bewirkt ein zu
geringes spektrales Signal, um sich über die "Dopplerverschiebungen" bei den
Radialgeschwindigkeitsmessungen heutiger Qualität zu erkennen zu geben.
Deshalb bleibt die größte Frage der Astronomen bis heute unbeantwortet: gibt es
denn bei irgendeinem Stern auch eine "zweite Erde"? - Eine weitere Möglichkeit
des Nachweises von Exoplaneten hat es jedoch gestattet, der Lösung dieser
elementaren Frage ein wenig näherzukommen: die Transitmethode. Detektiert
und vermessen wird dabei der Helligkeitsverlust, den ein Stern bei der Passage
eines Planeten vor seiner Scheibe aufweist; bei jupitergroßen kann er bis zu einem
Prozent betragen. Potenziert noch durch ein meßtechnisches Wunderwerk, die
nach Johannes KEPLER benannte Raumsonde, sind nun allein in einem kleinen
Suchgebiet im Sternbild Schwan bis zu Anfang 2010 über tausend mögliche
"Supererden" aktenkundig geworden! Ihre Natur konnte dabei allein durch die von
ihnen ausgelöste geringe Abschattung des Sterns abgeleitet werden; in den
allermeisten Fällen sind sie immer noch größer als unser eigener Planet. Sogar
ihre Nähe zum jeweiligen Stern ließ sich eingrenzen. In mehrererlei Hinsicht aber
müssen diese Kandidaten noch näher vermessen und charakterisiert werden, um
als wirklich erdähnlich gelten zu können. Die Hoffnung der Forscher liegt darin,
spektrale Signale aus den Atmosphären dieser Exoplaneten sicher nachweisen zu
können, welche auch auf unserer Erde die Folge von Lebensäußerungen und
Stoffwechsel sind - "biochemische Fingerabdrücke" gleichsam: etwa die des
Ozons.