Gesundheit: Zweite Erde gesucht

Unser blauer Planet ist etwas ganz Besonderes. Gut 200 Welten haben die Astronomen zwar schon bei anderen Sternen entdeckt. Doch eine zweite Erde war nicht dabei: kein Planet mit der richtigen Beschaffenheit und der passenden Umlaufbahn, um Lebewesen eine Heimstatt bieten zu können. Doch die Erde könnte ihren Sonderstatus schon bald verlieren. Denn am 27. Dezember wird die Jagd auf erdähnliche Planeten eröffnet.

Mit einer russischen Sojus-Rakete soll der französische Satellit „Corot“ vom Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan aus starten. Eine der Hauptaufgaben von Corot ist die Entdeckung weiterer Planeten bei anderen Sternen – darunter, wie die beteiligten Forscher aus mehreren europäischen Nationen hoffen, erstmals auch erdähnliche Welten. „Wir rechnen damit, rund einhundert neue Planeten zu finden“, sagt der an der Mission beteiligte Astronom Didier Queloz von der Sternwarte Genf, „und darunter sollten dann auch zehn kleine, felsige Planeten sein.“

Über 120 000 Sterne nimmt der 4,2 Meter große, 670 Kilogramm schwere Satellit bei der Suche mit seinem 27-Zentimeter-Teleskop ins Visier. Dabei setzen die Planetenjäger auf eine Laune der Natur. Denn bei einigen dieser Sterne sollten die Bahnen ihrer Planeten zufällig genau in unserer Blickrichtung liegen. Dann ziehen die Planeten von der Erde aus gesehen bei jedem Umlauf einmal vor dem Stern vorüber. „Transit“ nennen die Forscher dieses Ereignis, bei dem der Planet einen Teil des Sterns verdeckt und dadurch dessen Helligkeit geringfügig abschwächt. Aus der Stärke der Abschwächung können die Astronomen dann die Größe des jeweiligen Planeten ablesen.

Bislang wurde bei der Jagd nach solchen Planeten auf eine andere Methode gesetzt: Man sucht nach einem leichten Torkeln der Sterne durch die Anziehungskraft ihrer Begleiter. Genau genommen kreist ein Planet nicht um seinen Stern, sondern beide um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Auch der Stern bewegt sich also, und diese Bewegung verrät sich über den Doppler-Effekt im Sternenlicht.

Im Herbst 1995 entdeckten Queloz und sein Kollege Michel Mayor mit dieser Methode den ersten „Exoplaneten“ bei einem sonnenähnlichen Stern. Der jupitergroße Körper umkreist den 48 Lichtjahre entfernten Stern 51 Pegasi mit einer Umlaufzeit von nur vier Tagen. „Die Entdeckung kam völlig unerwartet“, erklärt Queloz. Denn bis dahin hatten die Astronomen unser Sonnensystem für die Norm gehalten: Die Planeten umrunden ihr Zentralgestirn auf nahezu exakten Kreisbahnen, innen die felsigen, erdähnlichen Planeten, weit draußen die großen Gasplaneten.

Neben solchen „heißen Jupitern“ auf engen Umlaufbahnen haben die Astronomen inzwischen eine erstaunliche Vielfalt unterschiedlicher Planeten aufgespürt: kalte Gasriesen ähnlich unserem Jupiter, kühle Neptun-ähnliche Planeten und „Super-Erden“ mit der mehrfachen Masse der Erde. Die Entdeckungen zeigen, dass unser Sonnensystem im Universum alles andere als die Norm ist – möglicherweise sogar ein seltener Ausnahmefall. Denn während sich in unserem Heimatsystem die Planeten geordnet auf Kreisbahnen um die Sonne bewegen, weichen die Planetenbahnen bei anderen Sternen zumeist stark von der Kreisform ab.

Wie selten lebensfreundliche Systeme wie das unsere sind, können aber erst weitere Beobachtungen zeigen. Queloz hält es für denkbar, dass die scheinbare Sonderrolle des Sonnensystems auf Auswahleffekte zurückzuführen ist: „Wir suchen erst seit etwa zehn Jahren nach Exoplaneten – das entspricht etwa der Umlaufzeit des Jupiter. Es ist also kein Wunder, dass wir gerade erst damit beginnen, auch jupiterähnliche Planeten aufzuspüren.“

Die Doppler-Methode bevorzugt zudem Planeten mit großer Masse, da deren Schwerkraft und damit auch die durch sie verursachte Torkelbewegung des Sterns am größten ist. „Wir haben deshalb bisher überwiegend extrem große Planeten mit einem Vielfachen der Jupitermasse gefunden – und solche Planeten destabilisieren die Umlaufbahnen in einem System.“

Um einen zweiten, unabhängigen Blick in die Demografie der Exoplaneten zu erhalten, wenden sich die Forscher verstärkt der Transit-Methode zu. Insgesamt 14 jupitergroße Planeten haben sie auf diese Weise bislang entdeckt. Doch auch hier stoßen die Forscher bei Beobachtungen vom Erdboden aus rasch an Grenzen. Denn je kleiner ein Planet, desto geringer fällt die Helligkeitsänderung aus. Ein erdähnlicher Planet würde die Helligkeit eines Sterns lediglich um ein Zehntausendstel verringern. Aber Störungen in der irdischen Atmosphäre lassen das Sternenlicht stärker flimmern und verhindern so die Entdeckung des Planeten- Transits.

Deshalb weichen die Wissenschaftler mit Corot in den Weltraum aus, wo es keine solchen Störungen gibt. Planeten bis hinunter zur zweifachen Größe der Erde, vielleicht sogar noch kleiner, hoffen die Forscher mit Corot nachzuweisen. Allerdings kann Corot bedingt durch sein Messverfahren nur Planeten mit Umlaufzeiten bis zu 50 Tagen aufspüren.

Der Satellit beobachtet nacheinander mehrere unterschiedliche Himmelsregionen für jeweils 150 Tage. Und nur wenn sich in dieser Zeit eine Helligkeitsabschwächung zumindest dreimal periodisch wiederholt, können sich die Astronomen sicher sein, dass es sich wirklich um Planeten-Transits handelt. „So können wir zwar keinen Zwilling, aber vielleicht eine Schwester der Erde entdecken“, hofft Queloz. Denn bei einem kühlen Zwergstern könnte ein erdgroßer Planet mit einer kurzen Umlaufzeit und einer entsprechend engeren Umlaufbahn durchaus erdähnliche Bedingungen bieten: „Bei kühlen Sternen liegt die lebensfreundliche Zone näher am Stern.“

-