Thursday, 28. July 2016
23.01.2012
 
 

Fremde Welten, alles andere als selten

Andreas von Rétyi

Höchste Zeit für einen Paradigmenwechsel – das Bild des Weltraums hat sich in den vergangenen zwanzig Jahren weitgehend unbeachtet von der Öffentlichkeit weit mehr geändert als in Jahrhunderten zuvor, und ein Ende dieser Entwicklung ist nicht in Sicht. Denn viele neue Entdeckungen haben vor allem »neue« Rätsel geschaffen. Doch abgesehen von großen kosmologischen Fragestellungen wird immerhin zunehmend auch klarer, dass Planetensysteme keine Seltenheit darstellen und auch fremde Welten manchmal gar nicht so fremdartig sein dürften. Nach aktuellen Ergebnissen gibt es wesentlich mehr Planeten als Sterne in unserer Galaxis. Und viele davon ähneln offenbar sogar unserer Erde.

Gegenwärtig konnten Astronomen mehrere hundert Exoplaneten »dingfest« machen, darunter  exotische Riesenwelten, die in engen Bahnen um ihre Heimatsonne kreisen und daher vor Hitze kochen müssen. Sie waren überhaupt die ersten, weil am einfachsten detektierbaren, Planeten um

andere Sterne. Doch die Verfeinerung der Technik holte auch zunehmend die kleineren und »gewöhnlicheren« Planeten aus der Dunkelheit – solche, die mehr und mehr der Erde entsprechen. Vor allem zwei Methoden führen zum Ziel: Die Suche nach charakteristischen Pendelbewegungen, die ein Stern vollführt, während er zusammen mit seinem – oder meist: seinen – Planeten um den gemeinsamen Systemschwerpunkt kreist. Die zweite Technik wurde als »Transitmethode« bekannt: Deckt sich die Bahnebene eines Exoplaneten mit der Verbindungslinie zur Erde, läuft er regelmäßig über die helle Oberfläche seines Sterns und erzeugt dabei eine relativ sehr kleine Finsternis. Dadurch verringert sich zeitweilig der Lichtfluss, und nach Berücksichtigung aller Fehlerquellen kann auf die Existenz eines Planeten geschlossen werden. Außerdem gibt es dann noch eine dritte Methode. Sie erfordert allerdings schon eine ganz besondere geometrische Konstellation, kann aber genau dort zum Erfolg führen, wo die anderen beiden Konzepte versagen. Der Trick: So genannte Mikrolinsen bringen Hintergrundsterne kurzzeitig zum Aufleuchten. Mikrolinsen können ebenfalls Sterne, aber auch deren Planeten sein. Ihre Schwerefelder lenken Lichtstrahlen ab, fokussieren sie genau wie optische Linsen und lassen Sterne kurzzeitig aufleuchten. So verraten extrem lichtschwache und somit zuvor unsichtbare Objekte ihre Anwesenheit.

 

 

Eine internationale Astronomengruppe hat sich dieser »Gravitationslinsen«-Methode bedient und nutzte hierzu ein weltweites Teleskopnetzwerk. Jetzt liegen die Ergebnisse vor. Die Methode hat wie gesagt den Vorteil, dass sie Planeten ans Licht bringen kann, die mit keiner anderen Technik auffindbar wären. Das funktioniert allerdings nur unter besonderen Umständen. Erst einmal braucht   es eine geeignet positionierte ferne Sonne und dazu im Vordergrund, wieder in der richtigen Position, nicht nur einen Stern als gravitative Linse, sondern natürlich auch noch mindestens einen ihn umkreisenden Planeten. Der ist ja das eigentliche Ziel der Suche und liefert seinen winzigen, aber messbaren Beitrag zum Gesamtereignis, jenem gleich wieder vorübergehenden Aufflammen des weiter entfernten Sterns. Nur ist der kleine planetare Beitrag nicht leicht aus den Daten herauszufiltern.

 

An sich ist die Wahrscheinlichkeit für ein Erfolgserlebnis bei der ganzen Geschichte so gering, dass das Verfahren letztlich ohne jedes Resultat bleiben müsste, zumindest, wenn nicht wirklich enorm viele Planeten existieren. Nun haben die Astronomen im Laufe von rund sechs Jahren allerdings immerhin drei eindeutige Mikrolinsen-Ereignisse verzeichnet. Sie führten zur Entdeckung einer »Supererde«, also einer gegenüber den bekannten Gasriesen des Sonnensystems vergleichsweise kleinen Welt, außerdem noch zu zwei größeren Planeten, einer von Neptunmasse, der andere vom Kaliber des Jupiter. Aus dieser Quote folgt nun, dass die Forscher entweder unverschämtes Glück hatten oder aber, dass die Menge der Planeten innerhalb unserer Galaxis und damit wohl auch in anderen Sternsystemen weit über die Zahl aller darin jeweils vorhandenen Sterne hinausgeht. Letzteres ist auch die Schlussfolgerung der Experten. Arnaud Cassan vom Institut für Astrophysik in Paris, führender Autor der jetzt im Fachblatt Nature veröffentlichten Studie, bestätigt hierzu ganz klar: »Wir haben in den vergangenen sechs Jahren unserer Mikrolinsenbeobachtungen nach Belegen für Exoplaneten gesucht. Bemerkenswerterweise zeigen diese Daten, dass Planeten in unserer Galaxis weitaus häufiger als Sterne sind. Wir haben auch gefunden, dass leichtere Planeten, so wie Supererden oder kühle Neptuns, häufiger als die schwereren sein müssen.« Anlässlich der neuen Entdeckungen ergänzt Koautor Daniel Kubas: »Wir gingen früher davon aus, dass die Erde in unserer Galaxie einzigartig sein könnte. Doch nun sieht es ganz danach aus, dass buchstäblich Milliarden von Planeten mit Massen ähnlich unserer Erde um die Sterne der Milchstraße kreisen.«

 

Bekanntlich wiederholt sich die Geschichte. Auch in der Astronomie. Die Sonne ist nicht einzigartig, jeder Stern am Himmel ist eine Sonne. Doch noch vor relativ kurzer Zeit war das alles andere als selbstverständlich, Behauptungen dieser Art bargen gar ein lebensbedrohliches Potenzial für jeden, der sie äußerte. Und weiter ging es im Streit um Hierarchien. Unser Stern steht genauso wenig im Mittelpunkt der Galaxis oder gar des Universums wie die Erde, obwohl Generationen genau hiervon überzeugt waren. Die Galaxis ihrerseits ist gleichfalls nicht einmalig, wobei es noch keine hundert Jahre zurückliegt, dass die Wissenschaft von »Spiralnebeln« sprach, weil die wahre Natur der Galaxien noch nicht enthüllt war. Heute weiß jeder, dass deren Zahl in die Myriaden geht. So geht es immer weiter, ein endlos geflochtenes Band, eine unendliche Geschichte. Wenigstens muss heute niemand mehr wegen solch radikalastronomischer Feststellungen um sein Leben bangen. Die Inquisition hat ihre Methodik geändert, wirksam ist sie jedoch nach wie vor.

 

Bekanntlich sind die Wege, die zu den Sternen führen, allesamt verschlungen und rau, was in der Natur der Sache liegt. Nur zögernd verraten diese kosmischen »Fernziele« ihre Natur – allein über das Licht, das uns aus der Ferne erreicht, geben sie ihre intimen Geheimnisse preis. Die Analyse der Spektrallinien lieferte die Erkenntnis, dass selbst die entferntesten Sterne noch den gleichen chemischen und physikalischen Gesetzen folgen, die hier auf der Erde und im Sonnensystem gelten. Damit verlor das Fremde einen guten Teil seiner Fremdartigkeit. Und während Astrophysiker der renommierten Londoner Royal Society mittlerweile mehr und mehr der Auffassung sind, dass auch fremde Intelligenzen uns letztlich gar nicht so unähnlich sein müssen wie zumeist vermutet, zeigen sich immer wieder auch überraschende Ähnlichkeiten zwischen der uns vertrauten Welt und fremden planetaren Körpern, abgesehen natürlich von Exoten, die allein schon im Sonnensystem zu finden sind. Wir dürften wohl vernünftigerweise davon ausgehen, dass im All eben buchstäblich wirklich das gesamte Spektrum diesbezüglicher Möglichkeiten vertreten ist.

 

Kürzlich werteten Forscher umfangreiche Datensätze der Cassini- und Huygens-Raumsonden aus. Huygens landete am 14. Januar 2005 und somit vor ziemlich genau sieben Jahren auf der Oberfläche des Saturnmonds Titan, der seine Landschaften in eine dichte Atmosphäre aus Stickstoff und Kohlenwasserstoffen hüllt. Es ist die einzige dichte Trabantenatmosphäre im gesamten Sonnensystem. Die aktuelle Auswertung umfasst auch dreidimensionale Atmosphärenmodelle und liefert erstaunliche Ergebnisse. Demnach ähneln sich die Lufthüllen von Titan und unserer Erde zwar nicht in der chemischen Zusammensetzung, aber doch im Aufbau mehr als bislang erwartet. Es zeigen sich auf Titan auch jahreszeitliche Änderungen und eine geringfügige tageszeitliche Variation, trotz des großen Abstands zur Sonne, was wiederum belegt, wie entscheidend der Einfluss unseres Sterns in jeder Hinsicht ist. Die Planetenwissenschaftler beschreiben nun Titan als eine Art »Erde im Zerrspiegel«. Denn trotz der enormen Unterschiede stießen sie auf grundsätzliche Übereinstimmungen, vor allem auch in der Schichtung der Troposphäre als unterster Atmosphärenlage. Die Oberflächenerwärmung ist stark genug, um Wolkenbildung und Windmuster auszubilden. Auf Titan existieren auch riesige Dünenfelder in der Äquatorialregion, Eisvulkane und  Seen aus Methan. Eine spektakuläre Raumsondenaufnahme zeigt sogar einen starken Totalreflex des streifend auf einen Titan-See einfallenden Sonnenlichts. In der nächsten Zeit wollen die Forscher ergründen, wie Methan aus den Gewässern der rund minus 180 Grad Celsius kalten Oberfläche aufsteigt und Wolken bildet, ähnlich dem Wasserkreislauf auf unserer Erde. Trotz der enormen Unterschiede zwischen diesen beiden Welten, den stark voneinander abweichenden Temperaturbereichen, der kaum vergleichbaren Sonnendistanzen oder auch der deutlich verschiedenen Durchmesser der beiden Himmelskörper, finden sich einige Muster, wie sie auf der Erde zu finden sind, überraschenderweise auch auf dem Titan wieder. Ähnliches darf auch für zahlreiche Exoplaneten erwartet werden.

 

Insgesamt haben die neuen Entdeckungen, sowohl bei fernen Sternen unserer Milchstraße als auch hier in unserem Sonnensystem, uns den Phänomenen anderer planetarer Welten näher gebracht. Und selbst, wenn weitere Funde unsere Erde dabei zunehmend der Einzigartigkeit entreißen, entthronen werden sie sie wohl kaum, zumindest nie aus unserer notwendigerweise eingeschränkten Perspektive. Immerhin aber öffnet sich der Blick in ein Universum, in dem erdartige Planeten nicht die Ausnahme, sondern die Regel darstellen. Hier beginnt sich die Sicht doch – sichtlich – zu ändern!

 

 


 

 

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