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Weltraum
Hat die Nasa eine zweite Erde entdeckt?

Bilder: Das ist das Weltraumteleskop Kepler
Bilder: Das ist das Weltraumteleskop Kepler FOTO: NASA
Düsseldorf. Die Nasa wird am Donnerstag um 18 Uhr unserer Zeit überraschend eine "große Erklärung" abgeben. Es hat etwas mit dem Kepler-Weltraumteleskop zu tun, das seit 2009 nach Planeten um ferne Sonnen sucht – und das mit überwältigendem Erfolg. Hat Kepler nun eine zweite Erde entdeckt? Von Ludwig Jovanovic

Die plötzliche Ankündigung der Nasa am Mittwoch, dass es am Donnerstag um 18 Uhr unserer Zeit eine Pressekonferenz geben würde, kam überraschend. Das Thema: die Suche nach Planeten um ferne Sonnen, den Exoplanten, und den Ergebnissen des Kepler-Weltraumteleskops. Was viele aber elektrisierte, war die Wortwahl. "Exoplaneten, insbesondere kleine erdgroße Welten, gehörten vor 21 Jahren noch ins Reich der Science Fiction." Und heute und nach Tausenden von Entdeckungen würden Astronomen am Rande von etwas stehen, "von dem Menschen seit Jahrtausenden träumen – einer anderen Erde". Danach kochten die Gerüchte im Internet hoch. Hat die Nasa tatsächlich einen Planeten entdeckt, der unserer Heimat so ähnlich ist, dass er als "zweite Erde" gelten kann?

Tatsächlich waren Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, die ferne Sterne umkreisen, über Jahrzehnte nicht mehr als Spekulation. Als 1988 die kanadischen Astronomen Bruce Campbell, Gordon Walker und Stephenson Yang dann zum ersten Mal davon sprachen, dass sie möglicherweise einen Planeten um den 45 Lichtjahre entfernten Stern Gamma Cephei im Sternbild Kepheus entdeckt haben, hagelte es gleich Kritik. Es sei kein Planet, sondern ein brauner Zwerg – nicht mehr also als eine verkappte Sonne, die es nicht geschafft hat, das Feuer zu zünden, welches sie strahlen lässt. Ein Planet aber so weit entfernt? Unwahrscheinlich! Die Bedingungen für ein Sonnensystem seien so schwer zu erfüllen, dass vermutlich unseres das Einzige in der Milchstraße sei.

Dann veröffentlichten am 21. April 1992 die Radioastronomen Aleksander Wolszczan und Dale Frail ihre Entdeckung: zwei Planeten um den Pulsar PSR B1257+12. Das war umso ungewöhnlicher, weil ein Pulsar das Relikt einer Sternenexplosion war – nicht mehr als eine schnell rotierende Sternenleiche. An den Daten gab es aber kaum noch Zweifel. Allerdings schien es sich um einen Exoten zu handeln. Eine Laune der Natur, die nicht repräsentativ war. 1995 gelang Michel Mayor an der Uni Genf indes der Nachweis eines "gewöhnlichen" Planeten mit der halben Masse des Jupiter im Orbit um eine reguläre Sonne: In 50 Lichtjahren Entfernung umkreist er in 4,2 Tagen den Stern 51 Pegasi im Sternbild Pegasus.

Mini-Satelliten der Nasa FOTO: NASA

Knapp 2000 Exoplaneten bekannt

Danach ging es quasi Schlag auf Schlag. Immer mehr solcher exosolaren Planeten oder kurz Exoplaneten wurden entdeckt. Mittlerweile sind es knapp 2000 in 1200 Sonnensystemen. Zählt man noch die bislang unbestätigten Kandidaten dazu, sind es 5344 Objekte, die als Planeten um ferne Sonnen identifiziert wurden oder zumindest Kandidaten sind  – vor allem dank dem Weltraumteleskop Kepler. Das hatte die US-Weltraumbehörde Nasa 2009 gestartet – mit der Aufgabe, einen Teil der Milchstraße nach Planeten zu durchforsten. Kepler sollte dabei in einem Orbit um die Sonne der Erde auf ihrer Umlaufbahn folgen, damit die Sonde immer einen idealen Blick auf die Sterne in unserer Milchstraße haben könnte und immer noch nah genug war, um die gewaltigen Datenmengen problemlos zu übertragen.

Nach mehr als fünf Jahren hat Kepler bereits mehr als 1000 Planeten um 440 Sterne entdeckt, von denen zig  zumindest das Potenzial haben, lebensfreundlich zu sein. Rechnet man die Kepler-Ergebnisse hoch auf die gesamte Milchstraße, dann leben wir in einem Universum voller fremder Welten. Oder wie es Francois Fressin von Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics 2013 bei einer Pressekonferenz formulierte: "Praktisch fast jeder sonnenähnliche Stern hat Planeten." Und mehr als Drittel davon scheinen etwas kleiner als die Erde bis doppelt so groß zu sein. Ein überraschendes Ergebnis. Vor Kepler hatte man vor allem Gasriesen um ferne Sonnen entdeckt und zunächst angenommen, sie seien häufig. Nun stellt sich aber heraus, dass sie eher selten sind. Der Grund für diese Fehlinterpretation: Die Giganten sind von der Erdoberfläche aus sehr viel leichter zu finden als die eher kleinen Vertreter so wie unsere Erde. Erst Kepler öffnete den Blick auf die tatsächlichen Verhältnisse in der scheinbaren Unendlichkeit des Weltalls.

"New Horizons" und Nasa zeigen neue Pluto-Bilder FOTO: ap

Durchbruch mit dem Weltraumteleskop Kepler

Das etwa eine Tonne schwere Weltraumteleskop mit seinem 1,4 Meter durchmessenden Hauptspiegel macht dabei im Grunde nicht mehr, als die Sterne zu beobachten. Alle sechs Sekunden wird dabei ein 95-Megapixel-Bild aufgenommen. Im Monat werden so etwa zwölf Gigabyte zur Erde gesendet. Und das auch nur, weil die Nasa-Forscher bereits vorher festlegen, von welchen Sternen sie Aufnahmen untersuchen wollen, um so die Datenmenge im Vorfeld zu reduzieren.

Mit den empfindlichen Sensoren an Bord ist Kepler in der Lage die minimalen Helligkeitsunterschiede zu messen, wenn ein Planet an seinem Stern vorbeizieht (Transit) und ihn dabei etwas abschattet. Ein erdgroßer Planet wird dabei die Helligkeit um das Hundertstel eines Prozents verändern. Das ist so wenig, dass dermaßen genaue Messungen von der Erdoberfläche aus kaum möglich sind. In den unsteten Luftschichten der Atmosphäre würden solche minimalen Unterschiede untergehen. Um sich sicher zu sein, muss selbst Kepler noch die Sterne mehrmals beobachten. Erst so lassen sich Messungen verifizieren. Schließlich sind die fernen Sonnen keine unveränderlichen Objekte, sondern wabernde, heiße Gasbälle, deren Helligkeit immer wieder variieren kann.

Fotos: Hubble-Aufnahmen seit über 20 Jahren FOTO: dpa, Hubble, European Space Agency

Sektor zwischen Sternbild Leier und Schwan

Das Weltraumteleskop nimmt dabei immer denselben Sektor zwischen den Sternbildern Leier und Schwan auf und erfasst dabei rund 150.000 Sterne, die bis zu 3000 Lichtjahre weit weg sind. Aus den so gewonnenen Daten extrapolieren die Astronomen dann die Häufigkeit von Planeten in unserer gesamten Galaxis mit etwa 100.000 Lichtjahren Durchmesser und mehr als 100 Milliarden Sternen. Dass Kepler trotz seines eher engen Blickwinkels bereits so viele Kandidaten entdeckt hat, überraschte die Astronomen. Denn das Weltraumteleskop hat ein Handicap: Es kann nur dann den Transit eines Planeten feststellen, wenn es quasi auf den "Tellerrand" der Bahn blickt. Das schränkt die Wahrscheinlichkeit einer Entdeckung ein, und dennoch sind es bereits Tausende möglicher oder verifizierter Welten in den Weiten unseres Alls, die Kepler entdeckt hat. Überschattet wurde das 2013 dadurch, dass nacheinander mehrere Stabilisierungssysteme ausfielen. Damit aber konnte Kepler seinen Blick nicht mehr ausrichten, Der Satellit stand vor dem aus, bis man eine provisorische Lösung gefunden hatte, um Kepler weiterzubetreiben – mit eingeschränkter Leistung.

Hoffnung auf Spuren einer Alien-Zivilisation

Und wenn nun definitiv erdähnliche Planeten entdeckt wurden im richtigen Abstand zu ihrem Hauptstern, so dass Leben möglich scheint? Dann werden Wissenschaftler diese Kandidaten noch genauer unter die Lupe nehmen mit noch empfindlicheren Instrumenten. Das Ziel wäre dann, so viel wie möglich über die Zusammensetzung der Atmosphäre zu erfahren – und dabei Sauerstoff zu finden. Das wäre ein starkes Indiz für lebensfreundliche Bedingungen bis hin zu außerirdischem Leben selbst. Eventuell würde man auf Spuren von Industrialisierung stoßen. Das könnten beispielsweise Fluorkohlenwasserstoffe sein, die auch wir tonnenweise in die Atmosphäre emittiert haben und die nicht natürlichen Ursprungs sind. Oder aber radioaktive Isotope, die bei Kernwaffentests oder einem Reaktorunglück entstanden sind. Dann wüssten wir, dass es dort zumindest einmal intelligentes Leben gab mit einer technisch fortgeschritten Zivilisation.

Mit etwas Glück wäre so ein Planet nah genug, dass sogar ein Kommunikationsversuch möglich scheint – auch wenn es Jahrzehnte dauern würde, bis ein Signal unsere Nachbarn erreichen kann. Immer in der Hoffnung, dass man es dort auch empfangen und verstehen würde. Mit etwas Pech aber wird so ein Planet mehr als Tausend Lichtjahre entfernt sein. Dann macht eine Grußbotschaft keinen Sinn mehr: Das, was wir sehen würden, wäre bereits mehr als 1000 Jahre alt und viel zu weit entfernt. Wir würden dann niemals erfahren, ob die Aliens es geschafft haben, die Probleme der Industrialisierung in den Griff zu kriegen – oder ob sie schon längst untergangen sind und wir nicht mehr als das Grablicht ihrer Zivilisation beobachten. In beiden Fällen aber wüssten wir wenigstens, dass wir nicht alleine sind im Universum.

 
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