• vom 24.09.2010, 16:21 Uhr

Kompendium

Update: 24.09.2010, 16:29 Uhr

Astronomie

Steckbrief für die zweite Erde




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Von Christian Pinter

  • Astronomen überlegen, wie sie einen bewohnten Planeten erkennen könnten, und sie suchen deshalb im Weltall nach diversen "Biosignaturen".

Unsere Sonne mit ihren acht Planeten ist kein Einzelfall. Im Orbit um fremde Sterne hat man bisher ein halbes Tausend sogenannter "Exoplaneten" aufgestöbert - fast immer im indirekten Suchverfahren. Denn jede planetare Welt zerrt an ihrem Mutterstern, das heißt, sie lässt diesen ein klein wenig "tanzen". Manche Exoplaneten laufen, aus unserer Perspektive betrachtet, außerdem einmal pro Umlauf direkt vor ihrem Stern vorbei, was sich an einem minimalen Lichtrückgang zeigt. Bei sehr großen Welten verliert der Stern dabei kurzzeitig ein Prozent seines Glanzes, bei sehr kleinen aber nicht einmal ein Zehntel Promille. Selbst das außerordentlich empfindliche Weltraumobservatorium "Kepler" tut sich in diesen Fällen schwer. Dennoch: Der indirekte, aber gesicherte Fund von erdkleinen Planeten steht vermutlich unmittelbar bevor.


Einen Exoplaneten direkt abzulichten, ist aber sehr, sehr schwer. Aus Dutzenden Lichtjahren Abstand besehen, scheint eine ferne Welt gleichsam an ihrem Stern festzukleben. Sie wird von dessen Helligkeit völlig überstrahlt. Es ist so, als wollte man ein Glühwürmchen am Rand eines gleißenden Scheinwerfers erkennen. Ein derartiges Kunststück gelang bisher nur in Ausnahmefällen, etwa beim Stern Beta Pictoris in der Konstellation "Maler" oder beim HD 189733 im Sternbild "Füchschen". Dabei schaltete man mehrere Großteleskope zusammen, die im Abstand von 330 Metern errichtet wurden. Während Astronomen noch an der Verbesserung solch ausgefuchster, bildgebender Verfahren arbeiten, malen sie sich aber schon den nächsten Schritt aus: Wie könnte man herausfinden, ob ein solcher Planet geeignet wäre, Lebewesen zu beherbergen?

Pflanzen leuchten auf einem Infrarot-Foto hell auf. Foto: Pinter

Pflanzen leuchten auf einem Infrarot-Foto hell auf. Foto: Pinter Pflanzen leuchten auf einem Infrarot-Foto hell auf. Foto: Pinter

Suche nach Wasser

Das Leben auf der Erde scheint an die Existenz von flüssigem Wasser gebunden zu sein. Will sich also ein weiterer Planet als "bewohnbar" qualifizieren, sollte er über das kostbare Nass verfügen. Doch viele der bisher entdeckten Planeten umrunden ihre Sonnen auf viel zu engen Bahnen: ein "Jahr" dauert dort nur ein paar Tage oder gar nur Stunden. Solch intime Nähe verwandelt diese Welten in Gluthöllen mit Temperaturen von tausend Grad Celsius und mehr. Wasser wäre hier längst verdampft.

Andere Planeten wiederum kreisen in trostlos weitem Abstand um ihren Stern; dort erstarrt Wasser zum Eispanzer. Eine grundsätzlich bewohnbare Welt müsste demnach eine eher schmale, wohltemperierte Zone zwischen den Extremen besetzen. Doch kommt es auch auf die Planetenmasse an. Bis jetzt gingen den Astronomen vor allem planetare Schwergewichte ins Netz: Gasgiganten mit mehr als 15, gelegentlich sogar über 1000 Erdmassen. Solche Riesen übertreffen sogar Jupiter, den "Goliath" unseres eigenen Sonnensystems; sie bestehen vor allem aus Wasserstoff und Helium; sie haben keine feste Oberfläche; Leben dürfte dort also unmöglich sein.

Interessanter sind da schon Welten mit bis zu zehnfacher Erdmasse, oft "Supererden" genannt. Sie übertreffen den Erddurchmesser höchstens ums Doppelte und besitzen nicht genug Anziehungskraft, um die mächtigen Gashüllen der Riesenplaneten an sich zu reißen. Damit flüssiges Wasser dort existieren könnte, bedürfte es einer ordentlichen Atmosphäre. Doch die wird ohne schützenden Magnetschirm vom Sternenwind leicht verblasen. Schmächtige Welten generieren aber kein Magnetfeld. Auf der Oberfläche kleiner Planeten herrscht daher "Luft"- und Wassermangel, wie unser Nachbarplanet Mars belegt. Der weist bloß ein Zehntel der Erdmasse auf und hat etwa den halben Erddurchmesser. Vielleicht bildet das die Untergrenze für die ersehnte "zweite Erde".

Raumsonden werfen gerne einen wehmütigen Blick zurück auf ihren Ausgangspunkt. Aus vielen Dutzend Millionen Kilometern Abstand betrachtet, schrumpft die Erde zu einem fahlen Lichtpunkt zusammen. Auf dem Weg zum Kometen Hartley-2 analysierte die NASA-Sonde Deep Impact die Pastellfarben des Erdpünktchens. Die bläuliche Tönung stammt von der Streuung des Sonnenlichts in der Lufthülle oder von Ozeanen. Rotieren Kontinente ins Bild, wird der Farbton wärmer. Spiegelt sich die Sonne in einem Ozean, blitzt der Punkt kurzzeitig auf. Exoplaneten sieht man bestenfalls als schwache Lichtpunkte. Mit Hilfe des obigen Verfahrens könnte man sie dennoch nach Festlandmassen, Meeren oder spiegelglatten Eisflächen absuchen.

Auch die europäische Sonde Venus Express riskierte einen Seitenblick zur Erde. Dabei fiel ihr ein Helligkeitsüberschuss von fünf Prozent im nahen Infrarot auf. Irdisches Blattgrün verschluckt den blauen und den roten Anteil des Sonnenlichts; hingegen geben Pflanzen aber Wärmestrahlung ab. Im Infrarot verriete sich die verbliebene Vegetation sogar noch während einer Eiszeit, wie emsige Forscher errechnet haben. Und diese Methode wird man wohl bei Exoplaneten anwenden.

Aus der Ferne betrachtet, würde die Erde zum simplen Lichtpunkt zusammenschrumpfen. Doch auch der verriete einem kundigen Beobachter noch die Existenz von Leben. Foto: NASA

Aus der Ferne betrachtet, würde die Erde zum simplen Lichtpunkt zusammenschrumpfen. Doch auch der verriete einem kundigen Beobachter noch die Existenz von Leben. Foto: NASA Aus der Ferne betrachtet, würde die Erde zum simplen Lichtpunkt zusammenschrumpfen. Doch auch der verriete einem kundigen Beobachter noch die Existenz von Leben. Foto: NASA

Seit 2007 liegen die ersten Spektren von fernen Welten vor, zu deren Feststellung Riesenteleskope und stundenlange Belichtungszeiten nötig sind. Feine, dunkle Linien im Spektrum geben die Zusammensetzung der planetaren Atmosphären preis. In der mächtigen Gashülle eines Riesenplaneten hat man bereits Spuren von Wasserdampf nachgewiesen. Hätte man mehr davon gefunden, und zwar bei einer deutlich schmächtigeren Welt mit mutmaßlich festem Antlitz, wäre die Aufregung weitaus größer gewesen: Denn dann würde der Wasserdampf womöglich von Verdunstungsprozessen bei Seen oder Ozeanen erzählen. Die Entdeckung von Kohlenstoff ließe Forscherherzen ebenfalls höher schlagen. Doch selbst damit hätte man bloß Voraussetzungen für Leben aufgestöbert, nicht aber schon Lebewesen selbst. Daher sucht man die Spektren nach sogenannten "Biosignaturen" ab - also nach Gasen, die primär durch biologische Aktivitäten erzeugt werden.

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Dokumenten Information
Copyright © Wiener Zeitung Online 2018
Dokument erstellt am 2010-09-24 16:21:54
Letzte nderung am 2010-09-24 16:29:00



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