Woher wissen wir eigentlich, dass ferne Planeten erdähnlich sind?
„Niemand hat genau dieselben Vorstellungen von oder Kriterien für einen Planeten, den wir als erdähnlich bezeichnen würden“, so Leconte. Für manche reicht es schon, wenn ein Planet felsig ist. Das bedeutet, anders als bei Gasriesen wie Jupiter oder Saturn, eine feste Oberfläche. Um das zu klären, messen Forschende zunächst den Radius des Planeten, wenn dieser vor einem Stern vorbeizieht. Dadurch lässt sich die Größe des Planeten schätzen. Um die Masse zu berechnen, beobachten sie, wie stark der Stern durch die Umlaufbahn des Planeten ins „Wackeln“ gerät. Anhand dieser Berechnungen ist es dann möglich, die Dichte des Planeten zu ermitteln und somit zwischen Festkörpern und Gasgebilden zu unterscheiden. „Doch dann gibt es auch noch Gesteinsplaneten mit einer Temperatur von 2 000 °C, bei denen die Oberfläche buchstäblich schmilzt“, ergänzt Leconte. Bewohnbar sind diese sogenannten Lavaplaneten eher nicht. „Für uns jedenfalls nicht.“ Als nächstes wird geklärt, ob auf dem Planeten ein gemäßigtes Klima herrscht, in dem Wasser in flüssiger Form auf der Oberfläche existieren kann. Das ist anhand der Lichtmenge, die auf dem Planeten auftrifft, sowie seiner Umlaufbahn erkennbar. Doch auch das reicht manchen Fachleuten noch nicht aus, um einen Planeten als erdähnlich einzustufen. Sie möchten außerdem wissen, ob es eine entsprechende Atmosphäre gibt. Dazu betrachten sie erneut den Planeten beim Vorbeiziehen vor einem Stern. Da manche Gase bestimmte Lichtwellen blockieren, hinterlässt das auftreffende Licht um den Planeten in der atmosphärischen Signatur einen Abdruck. Am schwersten zu bestimmen ist allerdings, ob an der Oberfläche tatsächlich flüssiges Wasser vorkommt. Die Dichte eines Planeten könnte darauf Hinweise geben, doch die Berechnungen dazu müssen absolut exakt sein. Das liegt daran, dass Wasser selbst auf ozeanischen Planeten wie unserem, auf dem 71 % der Oberfläche davon bedeckt ist, nur einen verschwindend geringen Teil der Gesamtmasse ausmacht. Anders ausgedrückt: Der Erdradius beträgt rund 6 000 km, während die Ozeane durchschnittlich etwa 3,5 km tief sind. Doch mit all dem Wissen aus den oben beschriebenen Schritten wären alle zufriedengestellt. „Sofern niemand darauf besteht, die Außerirdischen dort persönlich zu sehen“, so Leconte, „ist das, was weitläufig unter erdähnlich verstanden wird – also ein Gesteinsplanet mit gemäßigter Temperatur, einer Atmosphäre und flüssigem Wasser – damit erfüllt.“
Untersuchung von Exoplaneten
Im Rahmen des EU-finanzierten Projektes WHIPLASH entwickelte Leconte eine Reihe neuer Instrumente und Verfahren, um die Atmosphären ferner Planeten zu analysieren. WHIPLASH erarbeitete außerdem ein neues Rahmenwerk, das auf einem innovativen 3D-Simulator für Planetenatmosphären basiert und mehr Aufschluss über die Physik und Zusammensetzung von Exoplanetenatmosphären geben soll. Mit dem jüngst gestarteten James-Webb-Weltraumteleskop und der Ariel-Mission der Europäischen Raumfahrtbehörde, die noch in diesem Jahrzehnt beginnen soll, wird die Wissenschaft ultrahochauflösende Daten zu fernen Planeten zur Hand haben, um weiterzuforschen. Das könnte nähere Erkenntnisse zu Exoplaneten um den nur 40 Lichtjahre von der Erde entfernten Stern TRAPPIST-1 liefern, zum Beispiel auch über ein mögliches Vorkommen von flüssigem Wasser an der Oberfläche.
Mission zu einer zweiten Erde?
Das unserem Sonnensystem am nächsten gelegene Sternensystem ist um den Roten Zwerg Proxima Centauri angeordnet. Und Proxima Centauri b ist in nur vier Lichtjahren Entfernung von der Erde der uns am nächsten gelegene erdähnliche Exoplanet. Wie bald dürfen wir also eine Mission dorthin erwarten? Selbst bei einer Reisegeschwindigkeit von 10 % der Lichtgeschwindigkeit würde die Reise noch 40 Jahre dauern. „Da gibt es einige verrückte Ideen, wie man besonders leichte Sonden entsenden könnte, die von einem Laser vorangetrieben werden“, merkt Leconte an. „Doch auch das ist momentan eher noch im Bereich der Science Fiction anzusiedeln. So bald wird das meiner Ansicht nach also nicht passieren.“ Klicken Sie hier, um mehr über die Forschung von Jérémy Leconte zu erfahren: Exoplaneten mit neuen Instrumenten genauer betrachten
Schlüsselbegriffe
WHIPLASH, Exoplanet, Erde, fern, entfernt, Galaxien, Forschung, Untersuchung, Atmosphäre