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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Suche nach extrasolaren Planeten in vollem Gang |
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| | | Seit der Astronom Michel Mayor im Oktober 1995 seine Entdeckung eines extrasolarenPlaneten bei einem sonnenähnlichen Stern vorstellte, wollten ihm viele Kollegen erst gar nicht glauben. Bis dahin hatten das nicht wenige Wissenschaftler für unwahrscheinlich gehalten. Mit jener Entdeckung begann freilich eine fieberhafte Suche nach extrasolaren Planeten, die durch kommende Großprojekte von NASA und ESA noch intensiviert wird. |
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Die Entdeckung dieses planetenartigen Himmelskörpers war allerdings nicht der allererste, deutliche Hinweis auf planetare Spuren außerhalb unseres Sonnensystems.
Denn bereits 1992 wurde in der Nähe eines Pulsars etwas planetenartiges "gesichtet", allerdings nicht bei einem sonnenähnlichen Himmelskörper. "Inzwischen werden jeden Monat neue Trabanten entdeckt", sagt der Potsdamer Astrophysiker Mark McCaughrean, der selbst noch keine Entdeckung vorzuweisen hat.
77 Sternenbegleiter sind den Forschern bisher bekannt. Knapp die Hälfte geht auf das Konto des Genfer Astronomen, der mit seiner Entdeckung ein ganz neues Fachgebiet etablierte und inzwischen auch für den Nobelpreis gehandelt wird.
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Extrasolare Planeten I
Die Entdeckung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zählt zu den herausragendsten Ereignissen der Astronomie des letzten Jahrzehnts. Der erste dieser "extra-solaren Planeten" wurde 1992 bei dem Pulsar PSR 1257+12 gefunden und gab somit erstmals Antwort auf die offene Frage nach der Existenz anderer Planetensysteme. Drei Jahre danach gelang es dem Genfer Astronomen Michel Mayor den ersten Planeten bei einem sonnenähnlichen Stern (bei 51 Pegasi) nachzuweisen. Der planetare Begleiter von 51 Pegasi umläuft seinen Zentralstern in nur 4,2 Tagen, wodurch sich eine Umlaufgeschwindigkeit von circa 120 km/s ergibt - das entspricht etwa der vierfachen Geschwindigkeit der Erde um die Sonne. |
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 Suche nach erdähnlichen Planeten |
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Kein Selbstzweck |
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Doch die Suche nach den so genannten extrasolaren Planeten ist kein Selbstzweck. Die Astronomen erwarten sich dadurch nicht nur Aufschluss über die Entstehung unseres Sonnensystems. In den Tiefen des Weltalls, spekulieren sie, könnten möglicherweise auch erdähnliche Trabanten existieren.
Sollte dieser Nachweis gelingen, stünde unter Umständen auch die Lösung der größten aller Fragen an: Existiert jenseits unseres Planeten noch anderes intelligentes Leben im Universum?
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Schwankendes Verhalten als Hinweis |
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"Ich bin mir sicher, dass noch eine Erde existiert", sagt Michel Mayor. Aber die heutigen Methoden seien zu ungenau, um einen solchen Himmelskörper nachweisen zu können: "Da wartet noch viel Arbeit auf uns."
Mayor entdeckte seinen ersten Planeten, indem er das spezielle Verhalten des rund 40 Lichtjahre entfernten Sterns "51 Pegasi" gemessen hatte.
Dieses "schwankende" Verhalten des Planeten sei durch die Gravitationskraft des Begleiters hervorgerufen worden. Die taumelnden Sterne bewegen sich auf den Erd-Beobachter zu und wieder weg und geben mit dieser Bewegung Auskunft über die Existenz eines Trabanten.
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Extra-solare Planeten II
Bis vor wenigen Jahren konnten extrasolare Planeten mangels geeigneter photometrischer Messmethoden nicht entdeckt werden. Erst mit Hilfe neuer Methoden, die sich die periodische Dopplerverschiebung im Sternspektrum zunutze machen, ließen sich die Planeten aufspüren. Heute kennt man bereits Dutzende extrasolare Planeten, deren Planetenmassen unter 13 Jupitermassen liegen - dies ist circa jene Grenze, bis zu der ein Himmelsobjekt als Planet klassifiziert wird (1 Jupitermasse entspricht ca. 317 Erdmassen). |
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Ein Heliumweb als kosmische Stammzelle? |
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Beobachtung entfernter Trabanten illusorisch |
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"Das heutige Instrumentarium reicht aber nur aus, massereiche Planeten nachzuweisen", erklärt der Potsdamer Astronomie-Professor Joachim Wambsganß, "und die liegen quasi alle in unserem Vorgarten."
Die Beobachtung weiter entfernter Trabanten sei illusorisch. Der bisher leichteste entdeckte Sternenbegleiter habe eine 50 Mal größere Masse als die Erde, so Wambsganß.
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Erdähnliche Planeten in 15 Jahren nachweisbar? |
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Hoffnungen setzen die Planetensucher deshalb in die neue "Transitereignis-Methode", erklärt Mark McCaughrean. Dabei werde die Lichtschwankung eines Sterns gemessen, wenn ein Planet sich in seiner Umlaufbahn "vor ihn setzt". "Die Helligkeit nimmt geringfügig ab, wenn das geschieht."
Dazu würden aber leistungsfähigere Teleskope benötigt. Mit deren Einsatz sei aber nicht vor dem Ende dieses Jahrzehnts zu rechnen.
Im Rahmen der "Eddington"-Mission der europäischen Weltraumbehörde ESA würden ab 2009 erstmals in großem Stil die Suche nach planetenartigen Sternenbegleitern in Angriff genommen und "Hunderttausende Sterne gleichzeitig beobachtet", so der Experte.
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Was ist ein Planet?
Gemäß Definition ist ein Planet ein Objekt mit so geringer Masse, dass im Inneren keine Fusionsprozesse zünden können. Die Massengrenze, bei der das Wasserstoffbrennen zündet, liegt bei 0,08 Sonnenmassen = 80 Jupitermassen. Die Untergrenze, bei der die Fusion von Deuterium, ein Wasserstoff-Isotop, einsetzt, liegt bei 13 Jupitermassen. Objekte im Massebereich von 13 bis 80 Jupitermassen werden als "Braune Zwerge" bezeichnet. Der obere Massebereich für Planeten ist somit bei 13 Jupitermassen anzusetzen. Die Masse Plutos beträgt nur 1/500 der Erdmasse, in diesem Bereich kann die untere Massegrenze für Planeten angesetzt werden. |
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Wandernde Himmelsmysterien |
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Hubble-Nachfolger ab 2009 |
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Dann soll auch das derzeit größte Projekt der Astrophysik starten, wie Mark McCaughrean erklärt. Ab 2009 soll der Nachfolger des Hubble-Teleskops seine Daten zur Erde funken, das "Next Generation Space Telescope (NGST)".
Auf rund 220 Grad abgekühlt und durch Schirme vor der Strahlung der Sonne geschützt, wird es nach den Plänen der NASA rund 1.5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt Position beziehen.
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"Noch 20 Jahre in Geduld üben" |
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"Wir müssen dennoch geduldig sein", mahnt Michel Mayor. Mit dem NGST seien auch nur Planeten zu entdecken, die das Fünffache der Erdmasse haben. Mit der Entdeckung eines Erd-Zwillings sei vor 15 bis 20 Jahren kaum zu rechnen.
Erst wenn wie geplant 2015 das europäische Projekt "Darwin" und das amerikanische "Terrestial Planet Finder" (TPF) starten, könne mit besseren Daten gerechnet werden.
Dann sollen vier bis fünf Teleskope von zwei Metern Durchmessern ihre aus dem Weltall gesammelte elktromagnetische Strahlung bündeln, erklärt McCaughrean. Mit diesem Trick hätte die Konstruktion ein Leistungsvermögen wie ein Teleskop von 100 Metern Durchmesser.
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Spektroskopie ermöglicht Materie-Analyse |
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Damit sollen dann auch spektroskopische Messungen die Bestimmung einzelner Gase wie Sauerstoff oder Kohlendioxid in der Atmosphäre ferner Planeten möglich machen.
"Einen Riesenschritt" könnte dies nach Ansicht McCaughreans bedeuten. Falls Sauerstoff oder Kohlendioxid nachgewiesen werden sollten, dann könnte vielleicht auch die große kosmische Frage nach der Existenz einer "anderen Erde" beantwortet werden.
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01.01.2010 |
