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04. Mai 2010

Weltraumforschung: Die Suche nach Außerirdischen

 Von Brigitte Röthlein
Ein Kandidat für Leben ist dieser Exoplanet mit dem wissenschaftlichen Namen OGLE-2005-BLG-390Lb im Sternbild Schütze.  Foto: Zeichnung/EOS/ddp

Mit Riesenschritten nähern sich Forscher der Entdeckung einer "Supererde": Ins Visier kommen dabei jetzt die Exoplaneten. Von Brigitte Röthlein

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Wissenschaftler, sonst eher zurückhaltend und vorsichtig mit ihren Aussagen, zeigen hier seltene Euphorie: "Die neue astronomische Revolution" sei ausgebrochen, "der Vorhang wird geöffnet", ein neues Zeitalter der Menschheit stehe zu erwarten. Die Rede ist von der Erforschung der Exoplaneten, jener Planeten, die außerhalb unseres Sonnensystems einen anderen Stern umkreisen.

Wenn es erdähnliches Leben gibt jenseits unserer Erde, dann auf einer solchen "Supererde". Nur dort können nach heutigem Wissen Bedingungen herrschen, die biologische Prozesse ermöglichen: moderate Temperaturen, eine gasgeschwängerte Atmosphäre und Wasser im flüssigen Zustand. Auf allen anderen Himmelskörpern dürfte es zu heiß sein, die Gravitation zu hoch, oder intensive elektromagnetische Strahlung würde jedes Leben sofort vernichten.

Heute steht nicht mehr nur die Entdeckung neuer Planeten im Fokus; das ist fast schon Tagesgeschäft. Jede Woche kommen weitere hinzu, und sogar die Auswertung alter Daten unter neuen Aspekten offenbart häufig, "dass man manche Exoplaneten beim ersten Hinschauen schlicht und einfach übersehen hat", so der deutsche Astronom Burkhard Militzer von der University of California in Berkeley kürzlich auf einer Tagung im Kavli-Institut in Santa Barbara, Kalifornien.

Was jetzt in diesem noch jungen Zweig der Forschung mehr und mehr in den Vordergrund tritt, ist die Untersuchung der entdeckten Objekte. "Wir wollen verstehen, wie Planeten entstehen und wie sie funktionieren," sagte Tagungsorganisator Adam Burrows von der Princeton Universität.

Es begann schon bei der Entdeckung des ersten Exoplaneten, der einen Stern umkreist. Michel Mayor von der Universität Genf fand 1994 einen großen Gasplaneten, ähnlich unserem Jupiter, der eine Umlaufzeit von nur vier Tagen hat. Unglaublich schien dies damals, denn er war seinem Mutterstern so nahe, dass man vermutet hätte, der Planet würde durch die ungeheuren Kräfte, die auf ihn wirken, zerrissen. Jupiter benötigt für einen Umlauf um die Sonne fast zwölf Jahre.

Rasant, aber stabil

Heute ist bewiesen: Trotz der hohen Umlaufgeschwindigkeit ist der Exoplanet stabil, und deshalb muss man nun über die Verhältnisse im Inneren solcher Riesenplaneten - auch des Jupiter - neu nachdenken.

Heutige Forscher können die Wirklichkeit auf dem Computer simulieren. In diese Computerspiele der Planetologen fließen nun immer mehr physikalische Phänomene mit ein: Während man früher nur Flüssigkeitsmodelle, verwirbelte Gaskugeln oder -scheiben berechnen konnte, spielen nun auch unterschiedliche chemische Elemente, Wind, Wolken und sogar eine mögliche Plattentektonik der Planeten, eine Rolle.

Plötzlich ergeben sich daraus neue Sichtweisen, die sowohl die Erkenntnisse über unser eigenes Sonnensystem verändern können als auch die über die Dynamik in fremden Planeten.

Eine weitere, als sicher geglaubte Annahme, wurde im selben Zeitraum über den Haufen geworfen: Bisher ging man davon aus, dass man am Himmel ganz eindeutig Sterne von Planeten unterscheiden könne. Sterne ziehen als Einzelobjekte ihre Bahn durch die Galaxien, Planeten aber umkreisen immer ein zentrales Objekt. Sterne erzeugen in ihrem Inneren Energie, indem sie Wasserstoff zu Helium fusionieren; dies ist auch der Grund, warum sie leuchten. Planeten hingegen besitzen keine derartige Energiequelle im Inneren, dafür seien sie zu klein, so glaubte man.

Diese alte Ordnung geriet 1995 ins Schwanken, als Tadashi Nakajima vom California Institute of Technology und seine Kollegen einen dunklen Stern entdeckten, den man Gliese 229B nannte. Messungen zeigten, dass er weit kälter ist als andere Sterne, also keine innere Fusions-Energiequelle haben konnte. Inzwischen wurden 276 derartige "Braune Zwerge" gefunden.

Manche sehen ähnlich aus wie Jupiter, andere eher wie der Saturnmond Titan. Auf manchen gibt es Kohlendioxid, Wasser und Methan, und so könnten sie auch Kandidaten sein für die Entstehung von Leben. Eines ist aber schon heute klar: "Sie füllen die Lücke zwischen Sternen und Planeten, die es Jahrtausende lang gab", sagt Adam Burgasser von der University of California in San Diego.

Noch vor 20 Jahren hätte man sich mit Vermutungen über belebte Supererden lächerlich gemacht. Zwar hatten schon seit Jahrhunderten Gelehrte vermutet, dass es außer unserer auch noch andere Welten gebe. Bereits Epikur sprach von "unendlich vielen Welten", und der Mönch Giordano Bruno schrieb 1584: "Es gibt zahllose Sonnen und Erden."

Aber was so lange als reine Glaubenssache galt, haben die Astronomen seit 1995 mit einer Vielzahl neuer Beobachtungen in greifbare Nähe gerückt. Dass dies vorher nicht möglich war, liegt daran, dass die Messgeräte empfindlicher und die Computerprogramme zur Auswertung der Daten leistungsfähiger sind. "Es ist unglaublich, was wir in nur 15 Jahren erreicht haben", sagt Alan Boss von der Carnegie Institution in Washington. Und der Astronom Alex Wolszczan von der Pennsylvania State University glaubt: "In den nächsten 15 bis 20 Jahren werden wir es schaffen, außerirdisches Leben zu entdecken."

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