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Die Grundlagen des Wissens

Exoplaneten Die Entdeckung neuer Planeten und der Traum von einer zweiten Erde

Auf der Suche nach neuen Welten haben Wissenschaftler bislang rund 3500 Planeten entdeckt. Neue Methoden und Messgeräte ermöglichten spektakuläre Funde. Immer näher kommen Astronomen so ihrem großen Ziel: auf fremden Planeten Leben nachweisen zu können

Kaum 20 Jahre ist es her, dass die Forscher kurz davor waren, die Suche nach fernen Planeten und Leben außerhalb unserer Galaxie ganz einzustellen. Noch im September 1995 schrieb der Astrophysiker David Black: "Bis heute sind keine anderen Planetensysteme gefunden, und das Fehlen einer solchen Entdeckung beginnt, statistisch signifikant zu werden."

Anders ausgedrückt: Gäbe es Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, wären sie längst entdeckt. Zwar waren die meisten Astronomen davon überzeugt, dass die Erde keine Ausnahmeerscheinung im Universum ist, sondern der Regelfall. Millionen fremder Planeten zögen sicher auch anderswo im All ihre Bahnen. Nur: Man sah sie einfach nicht.

Selbst mit den besten Teleskopen der Zeit und den raffiniertesten Raumsonden ließen sich die vermuteten Himmelskörper nicht entdecken. Doch nur wenige Wochen nach der Aussage von Black, am 5. Oktober 1995, berichteten die Schweizer Michel Mayor und Didier Queloz von der Universität Genf von einer aufsehenerregenden Himmelsbeobachtung. Die Astronomen hatten bei dem rund 50 Lichtjahre entfernten Stern 51 Pegasi Hinweise auf einen jupitergroßen Planeten entdeckt.

Die Erstbeobachtung dieses Exoplaneten begründete rasch eines der dynamischsten und populärsten Felder in der Astrophysik: Mittlerweile stoßen Wissenschaftler fast täglich auf neue Welten. In wohl kaum ein anderes Forschungsgebiet werden in den kommenden Jahren so viele Gelder fließen. Der Finanzbedarf ist immens, denn es erfordert einen immer größeren Aufwand am Rande des technisch Möglichen, den fernen Sternensystemen ihre Geheimnisse zu entlocken.

Exoplaneten ziehen in weiter Distanz zur Erde ihre Bahnen. Die Planeten um Trappist-1 etwa sind mit den Mitteln der heutigen Technik unerreichbar. Ein Düsenflugzeug bräuchte für den Trip in das Trappist-1-System 44 Millionen Jahre. Hinzu kommt: Die Sternenbegleiter leuchten kaum. Sie von der Erde aus zu beobachten gleicht dem Versuch, eine Fliege vor einem aufgeblendeten Flutlichtmast erkennen zu wollen.

Bisher gelang es daher erst 83 Mal, einen Exoplaneten durch direkte Aufnahmen zu entdecken. Darum spüren Astronomen die fernen Planeten meistens indirekt auf. Eine Möglichkeit ist die Radialgeschwindigkeitsmethode. Sie beruht auf folgendem Prinzip: Ein Stern zieht mit seiner starken Gravitation einen Planeten an, der ihn deshalb umrundet; doch auch die Anziehungskraft des ungleich kleineren Planeten zerrt an dem umkreisten Stern, lässt ihn leicht torkeln – und dadurch Licht in für den Beobachter unterschiedlicher Wellenlänge abstrahlen.

Der Grund: Entfernt sich der Stern auch nur minimal von uns, erscheint sein Licht längerwellig, also rötlicher; bewegt er sich auf uns zu, wird das Sternenlicht in den kurzwelligen bläulichen Bereich verschoben. Diese Wellenlängenverschiebung lässt nicht nur auf die Existenz eines Trabanten schließen, aus ihrer Stärke lassen sich zudem Rückschlüsse auf die Masse des Planeten ziehen.

Exoplaneten-Systeme: Im Bann der fremden Sonnen

Planeten EXOPLANETEN-SYSTEME

Viele Planetensysteme ähneln in ihrer Struktur dem unsrigen: Auf fast kreisförmigen Bahnen umkreisen Gasplaneten (4), Gesteinsplaneten (7) oder, wie in unserem Sonnensystem, eine Kombination aus beidem (6) das Zentralgestirn.

Planeten EXOPLANETEN-SYSTEME

Dieser Stern kann wiederum unterschiedlicher Art sein, etwa ein gigantischer Roter Riese (5) oder ein winziger Weißer Zwerg (9). Häufig gibt es auch Gruppen von zwei (2) oder gar vier Sternen (1), um die mehrere Planeten kreisen. Mitunter umrunden die ihre Sonne auch auf stark elliptischen (3) oder zueinander gekippten (8) Orbits.

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Die ganze Geschichte "Der Traum von einer zweiten Erde" lesen Sie in GEO kompakt Nr. 51 "Die Geburt des Universums".