Exoplaneten: Die Planeten der anderen

Der Verdacht der alten Griechen war naheliegend, doch er war falsch. Den Blick zum Himmel gerichtet, kamen sie zu dem Schluss: Der Mond besteht aus Meeren und Landschaften, die bewohnt sind. Je besser die Fernrohre wurden, umso mehr Argumente gegen diese „zweite Erde“ kamen zusammen. Doch die Idee hatte sich längst in den Köpfen der Menschen festgesetzt. Gibt es da draußen einen erdähnlichen Himmelskörper, der möglicherweise sogar Leben hervorgebracht hat?

Nachdem sich die Planeten unseres Sonnensystems bei genauerem Hinsehen als ebenso wenig lebensfreundlich wie der Mond erwiesen, richten sich die Hoffnungen auf Planeten, die fremde Sterne umkreisen. In den vergangenen 20 Jahren wurden bereits mehr als 430 dieser Exoplaneten entdeckt. Heute meldet ein internationales Team um Hans-Jörg Deeg vom Astronomischen Institut der Kanaren im Fachblatt „Nature“ den jüngsten Fund (Band 464, Seite 384). Wie viele andere ist auch dieser Exoplanet zu groß, um in die Kategorie der „Supererden“ eingeordnet zu werden. Dazu gehören nur etwa ein Dutzend Himmelskörper, die nicht aus Gas bestehen und höchstens zehnmal so groß wie unser Heimatplanet sind. Unter diesen Zwergen jene Brocken zu finden, die keine kochend heiße Oberfläche haben, sondern moderate Bedingungen aufweisen, erschwert die Arbeit nochmals.

In jüngster Zeit wurden jedoch einige Entdeckungen gemacht, die Planetenjägern einen Motivationsschub geben dürften. So berichtete ein Team um David Charbonneau aus Harvard von einem Planeten, dessen Radius nur 2,7 mal größer ist als der unserer Erde. Nach Corot-7b ist es der zweitkleinste der bislang entdeckten Exoplaneten. Die Dichte des Himmelskörpers GJ 1214b lasse vermuten, dass er zu etwa drei Vierteln aus Wasser und zu einem Viertel aus Stein bestehe, schreiben die Forscher in „Nature“ (Band 462, Seite 891). Außerdem habe er wahrscheinlich eine Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium. Da GJ 1214b nur 42 Lichtjahre entfernt ist, könne man die Gashülle mit dem Weltraumteleskop Hubble genauer untersuchen, hofft Charbonneau. „Dann wäre es die erste Supererde mit nachgewiesener Atmosphäre.“

Seine Oberflächentemperatur liegt schätzungsweise bei 200 Grad Celsius. Damit ist er einer der kältesten aller bekannten Exoplaneten. In einem Kommentar feiert Geoffrey Marcy von der Universität Kalifornien die Entdeckung der fernen Wasserwelt als „Durchbruch“ bei der Suche nach erdähnlichen Planeten („Nature“, Band 462, Seite 853). Gerade mit dem Weltraumteleskop Kepler, das im Auftrag der Nasa seit einem Jahr das Firmament nach Exoplaneten durchforstet, stünden große Entdeckungen bevor.

Bislang hat der Späher nur jupiterähnliche Riesen aufgespürt, allerdings mit teils beeindruckenden Eigenschaften. Kepler 7-b etwa hat eine Dichte von 0,17 Gramm je Kubikzentimeter, was nur etwas mehr ist als bei Kork. Da der Nachweis von fernen Planeten sehr zeitaufwendig ist (siehe Kasten), wird es noch eine Weile dauern, bis die Nasa-Mission auch die gesuchten Supererden liefert.

„Ich bin mir sehr sicher, dass Kepler bald einen Kandidaten findet, auf dem die Voraussetzungen für Leben prinzipiell gut sind“, sagt die Berliner Planetenforscherin Heike Rauer, die an der europäischen Corot-Mission beteiligt ist.

Doch welche Kriterien müssen erfüllt sein, um Leben zu ermöglichen? „Nach gegenwärtigen Kenntnissen ist flüssiges Wasser eine Grundvoraussetzung dafür“, sagt die Wissenschaftlerin vom Institut für Planetenforschung im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Auch eine Atmosphäre und ein Magnetfeld seien wichtig, um die Biomasse vor kosmischen Einflüssen zu schützen. Solche Planeteneigenschaften könnten in absehbarer Zukunft bestimmt werden, glaubt sie.

„Der Nachweis einer wie auch immer gearteten Lebensform hingegen ist um einiges schwieriger.“ Das beginne mit der Frage, wonach man überhaupt suchen soll. Methan jedenfalls, das habe man vom Mars gelernt, muss nicht zwingend einen biogenen Ursprung haben. Lachgas könnte zuverlässiger sein. Auch Sauerstoff ist ein starker Biomarker. „Andererseits wissen wir, dass das Leben auf der Erde begann, bevor es Sauerstoff in der Atmosphäre gab“, gibt Rauer zu bedenken. „Allein auf das uns vertraute Gas zu schauen, genügt sicher nicht.“ Außerdem habe man in den letzten Jahren auf unserem Planeten viele Extrembiotope entdeckt, etwa Bakterien, die tief im Gestein leben und ihren Stoffwechsel mit Methan oder Sulfat betreiben. „Wenn das Leben auf der Erde fast jede Nische besiedeln kann, warum sollte es das nicht auch auf anderen Planeten tun?“, fragt sie.

Der US-Planetenforscher Francis Nimmo geht noch weiter. Er hält es für möglich, dass sogar Monde von Saturn und Jupiter belebt sein könnten. Für Europa und Enceladus gebe es deutliche Hinweise, dass sie unter ihrer eisigen Oberfläche flüssiges Wasser bergen. Die gebogenen Umlaufbahnen der Trabanten um die Planeten führten zu starken Gezeitenkräften. „Dabei werden die Monde immer wieder gequetscht und gestreckt“, beschreibt Nimmo. Dieses Durchwalken könnte genügend Wärme erzeugen, um die vermuteten Ozeane vorm Einfrieren zu schützen. Die darüber liegende Eisdecke wiederum wäre ein wirksamer Schutz vor der Kälte des Alls und schädlichen Strahlen. Ob es in den Monden tatsächlich Lebewesen gibt, lässt sich wohl erst feststellen, wenn Forschungsroboter dorthin reisen. Im Fall der Exoplaneten wäre so eine Expedition unsinnig. Der nächste Stern, der wahrscheinlich nicht mal ein Planetensystem hat, ist immerhin 4,2 Lichtjahre entfernt.

Es ist also noch ein weiter Weg bis zum Nachweis einer fremden Welt. Heike Rauer konzentriert sich deshalb auf nahe liegende Forschungsziele. „Wir haben einige Exoplaneten entdeckt, die sicher kein Leben bergen, aber trotzdem absolut faszinierend sind.“ Planeten, die in wenigen Tagen ihren Stern umkreisen und an der Oberfläche teils mehr als 2000 Grad heiß sind, habe man sich bis vor wenigen Jahren gar nicht vorstellen können. „Da gibt es viele Fragen“, sagt die Forscherin. Wie sind sie entstanden? Ist ihre Umlaufbahn stabil oder werden sie bald in ihren Mutterstern stürzen?

Die Begeisterung für die exotischen Himmelskörper nimmt auch unter Fachkollegen zu, hat Rauer beobachtet. „Die Fixierung auf eine belebte, zweite Erde löst sich glücklicherweise auf.“ Zu tun gibt es für die Astroforscher jedenfalls genug. Im Herbst wurde die Corot-Mission um weitere drei Jahre verlängert.