Nächstes Kapitel der Planetenjagd

Wien. Der Glaube, es existiere intelligentes Leben auf anderen Himmelskörpern, reicht bis in die Antike zurück. So schrieb etwa der griechische Philosoph Metrodorus im vierten Jahrhundert vor Christus: "Die Erde als einzige bevölkerte Welt im unendlichen Weltraum zu betrachten ist genauso absurd wie die Behauptung, nur ein Samen in einem ganzen mit Hirse besäten Acker werde sprießen."

Im 16. Jahrhundert war der italienische Priester Giordano Bruno der Ansicht, dass das Weltall unendlich sei und es daher auch unendlich viele Lebewesen auf anderen Planeten gebe. Und 1977 brachten die Amerikaner vergoldete Datenplatten mit Informationen in Bild und Ton an Bord der Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 als Botschaft an Außerirdische. Etwaige intelligente Lebensformen sollten von der Menschheit und ihrer Position im Universum erfahren können. Da allerdings die Wahrscheinlichkeit gering ist, dass Außerirdische eine Schallplatte in die Hände kriegen, die in kosmischen Dimensionen so groß wie ein Staubkörnchen ist, wurden High-Tech-Teleskope gebaut und Sonden auf die Suche ins All geschickt. Die ersten Exoplaneten außerhalb unseres Sonnensystems wurden um den 1990 entdeckten Pulsar PSR 1257+12 bestätigt.

Gibt es Planeten, auf denen Bedingungen herrschen wie auf der Erde? Wenn ja, würde auch dort Leben erblühen? "Bisher wurden etwa 1000 extrasolare Planeten nachgewiesen", bilanziert Heike Rauer, Astrophysikerin vom Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Die meisten sind Gasplaneten. "Wenn wir nur die Gesteinsplaneten zählen, bleiben ein paar Dutzend." Eine felsige Oberfläche qualifiziert einen Planeten allerdings noch nicht dafür, dass auf ihm Lebewesen herumspazieren oder wachsen.

Jüngst konnten Rauer und ihre Kollegen das erste Sonnensystem in der Milchstraße nachweisen, das eine ähnliche Größe hat wie unseres. Einer Auswertung der Beobachtungsdaten des Nasa-Weltraumteleskops "Kepler" zufolge muss jeder fünfte sonnenähnliche Stern in der Milchstraße einen erdeähnlichen Planeten in seiner bewohnbaren Zone besitzen. "Wenn man zu den Sternen am Nachthimmel schaut, ist der nächste sonnenähnliche Stern mit einem erdgroßen Planeten in seiner bewohnbaren Zone mit dem bloßen Auge sichtbar", erläuterte Hauptautor Erik Petigura von der Universität von Kalifornien bei der Veröffentlichung der Ergebnisse. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Die Milchstraße hat 100.000 Lichtjahre Durchmesser.

Fleißiger "Kepler"

"Zu Beginn unserer Mission wusste niemand, ob Planeten von der Größe der Erde in unserer Galaxie häufig oder selten sind", sagte William Borucki, leitender Forscher der "Kepler"-Mission. Heute weiß man es. "Kepler" war nämlich ein fleißiger Planetenjäger. Von 2009 bis 2013 hat der Satellit 150.000 Sterne auf Planeten untersucht, die von der Erde aus gesehen vor ihrem Heimatstern vorbeiwandern und ihn damit vorübergehend leicht abdunkeln. Der Effekt ist ähnlich wie bei einem Venus-Transit, wenn die Venus vor der Sonne vorbeizieht und dabei eine kleine Sonnenfinsternis verursacht.

Transits von weiter entfernten Planeten sind leichter vom All aus zu sehen als von der Erde, weil
das teleskopische Auge dort nicht die Erdatmosphäre durchdringen muss. Im August musste "Kepler" jedoch seine Suche beenden. Da ein Defekt nicht behoben werden konnte, stellte die Nasa die 450 Millionen Euro teure Mission ein. Der Satellit, dessen Entdeckungen laufend Schlagzeilen machten, ist nun ein Stück Weltraummüll im ewigen All und als solcher ein Dämpfer für die Suche nach außerirdischem Leben. "Wir waren natürlich traurig", sagt Rudolf Dvorak vom Institut für Astronomie der Universität Wien: "Auf der anderen Seite haben wir noch sehr viele Messungen auszuwerten."

Dass "Kepler" nicht einfach weitersuchen kann, trifft die Astronomie doppelt, zumal der europäische Satellit "Corot" fast zeitgleich vor seinem Ablaufdatum versagte. "Es ist eine Ruhezeit in der Planetenjagd eingetreten", sagt Wolfgang Baumjohann, Direktor des Space Research Institute der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Graz: "Man wird sie nutzen, um festzulegen, welche der gefundenen Himmelskörper tatsächlich Kandidaten für erdähnliche Planeten sind." Ruhezeit heißt nicht Stillstand.

Größe, Dichte und Masse

Transit-Beobachtungen geben zwar Aufschluss über den Radius und damit die Größe von Planeten, nicht aber über deren Masse, Dichte und Beschaffenheit. Um nachzuweisen, ob ein Planet Ähnlichkeiten hat mit unserem, müssen Astronomen die Satellitendaten durch von der Erde aus gemachte Nachbeobachtungen ergänzen. Denn der Blick von der Erde ins All gibt Aufschluss über die Masse von Himmelskörpern.

Das teleskopische Auge sieht Verschiebungen in der Wellenlänge des Lichts: Ein Stern wird von einem Planeten umkreist, der ebenso wie er eine Masse hat. Die Planetenmasse bewirkt, dass sich der Stern und der Planet um einen gemeinsamen Schwerpunkt drehen - der Stern "eiert". Für den Beobachter auf der Erde hat dieses "Eiern" zur Folge, dass sich der Stern zuerst in Richtung des Beobachters bewegt und sich dann wieder von ihm entfernt. Beim Zubewegen auf die Erde sieht das Teleskop im Spektrum des Sterns eine Rotverschiebung, beim Wegbewegen eine Blauverschiebung. "So können wir feststellen, wie schwer ein Planet ist", sagt Baumjohann. Aus Radius und Masse kann dann die Dichte errechnet werden, die Aufschluss gibt, ob es sich um einen Felsplaneten handelt oder nicht. In den kommenden Jahren widmet sich die Planetenjagd der Kombination dieser Faktoren.

Frühestens ab 2017 werden neue Daten im Weltraum gemessen. Dann soll der Satellit "Tess" der Nasa ins All geschickt werden und an die 10.000 Planetentransits beobachten. Für die Europäische Weltraumagentur ESA sind die Satelliten "Keops", "Plato" und "Echo" im Rennen, um die Arbeit von "Corot" fortzusetzen. Österreichische Forscher arbeiten in allen Projekten mit. Die besten Chancen werden "Keops" eingeräumt, weil sie die kleinste und kostengünstigste Mission ist. "Alle drei Teleskope beobachten Transits und Planeten-Atmosphären", sagt Dvorak. Sie sind somit noch mehr auf Planeten in bewohnbaren Zonen geeicht.

Der Abdruck von Sauerstoff

Planeten-Atmosphären werden auch das European-Extremely Large Telescope (E-ELT) der Europäischen Südsternwarte in Chile und das James-Webb-Teleskop der Nasa messen, das 2018 ins All starten soll. "Das sind die ersten Teleskope, mit denen wir nach Spuren von Leben suchen können", sagt die Planetenforscherin Lisa Kaltenegger vom Max Planck-Institut für Astronomie. "Wir suchen dann nach dem spektralen Abdruck von Sauerstoff, Methan oder Wasser in den Planeten-Atmosphären."

Wenn ein Planet sich vor seine Sonne schiebt, filtert seine Atmosphäre einen Teil des Sonnenlichts. Die Forscher wollen dieses gefilterte Licht einfangen und es wie bei einem Regenbogen in seine Lichtfarben aufspalten. Wo die Lichtfarben an Intensität verlieren, fehlt Energie, die von Wasser-, Methan- oder Ozon-Molekülen absorbiert wurde. "Damit wissen wir, welche Moleküle die Planeten-Atmosphäre enthält", so Kaltenegger. Methan kann allerdings nicht nur auf organischem, sondern auch auf nicht-organischem Weg entstehen. "Der wahrscheinlich beste Beweis wäre Sauerstoff in der Atmosphäre, der ohne Leben nicht entsteht", sagt Baumjohann.

"Leben dauert sehr lang und zerstört sich wieder. Aber ich bin überzeugt, dass wir niedriges Leben in den nächsten zehn bis 20 Jahren in Form von Spuren in den Atmosphären nachweisen", sagt Dvorak. Bei 100 bis 300 Milliarden Sonnen in unserer Galaxie sei das schon allein aufgrund der hohen Zahlen sehr wahrscheinlich. Vermutlich finden wir es auch - wenn es sich nicht gerade selbst zerstört. Unser Nachbarplanet Venus ist der erdähnlichste, den wir kennen. Dort hat es aufgrund eines Treibhausgaseffekts 400 Grad Celsius. Wenn wir lange so weitermachen wie jetzt, könnte es auch bei uns so heiß werden. Dann würden Außerirdische, die bis dahin doch unsere Schallplatte in Händen halten, hier kein Leben mehr vorfinden.