Gegenwärtig sind bereits Hunderte von Exoplaneten bekannt – Welten, die um andere Sterne kreisen. Damit hat sich das Bild der Galaxis deutlich gewandelt. Was noch vor kurzer Zeit als unwahrscheinlich galt, wird nun als kosmischer Alltag gehandelt. Vor allem Entdeckungen mit sehr speziellen Methoden wie der Mikrolinsentechnik lassen darauf schließen, dass es in unserem Milchstraßensystem nur so von Planeten wimmelt. Damit wächst auch die Wahrscheinlichkeit für die Existenz fremder Erden, die mit verbesserten optischen Hilfsmitteln zunehmend ins

astronomische Beuteschema passen. Ganz anders als zu Beginn der Planetenfahndung, bei der nur riesige Gaswelten in unmittelbarer Nähe ihrer Heimatsterne aufgespürt werden konnten. Das Paradoxe daran: Rein physikalisch gesehen machen sich solche Objekte am stärksten bemerkbar, doch hätte niemand mit ihnen gerechnet. Es dürfte sie eigentlich gar nicht geben.

Bis heute ist ungeklärt, wie Planeten von den Ausmaßen des Jupiter und sogar noch wesentlich größer in extrem geringer Entfernung von ihrer Sonne nicht nur entstehen, sondern auch lange bestehen konnten. Diese Heißen Jupiters sind nach wie vor ein Rätsel. Und ein Beleg dafür, dass die Natur immer wieder mit Überraschungen aufwartet. So auch vor einiger Zeit, als der rund 63 Lichtjahre entfernte Stern HD 189733 A einen heftigen Ausbruch im UV- und Röntgenbereich erlebte und dadurch auch eine deutliche Veränderung auf seinem planetaren Begleiter HD 189733 b bewirkte. Heute wurden die Forschungsergebnisse zu diesem erstmals beobachteten Vorgang veröffentlicht.

Der französische Astronom Alain Lecavelier des Etangs studierte bereits im Jahr 2010 zusammen mit seiner Arbeitsgruppe das Sternsystem mit der Nummer 189733 im berühmten Katalog von Henry Draper und nutzte hierzu das seit vielen Jahren so erfolgreiche Hubble-Weltraumteleskop (NASA / ESA). Im Prinzip gingen die Forscher genau so vor, wie auch Anfang Juni etliche Profis , die den Transit der Venus vor der Sonnenscheibe beobachteten. Das grelle Licht im Hintergrund durchstrahlt die Atmosphäre des vorüberziehenden Planeten und verändert somit das Spektrum des Sterns. Zieht man dieses bekannte Muster ab, bleibt die Veränderung selbst übrig – sie offenbart die Chemie der planetaren Atmosphäre. So wollte man mehr über die oberen Luftschichten der Venusatmosphäre erfahren.

Bei einem fernen Exoplaneten ist das natürlich viel problematischer zu messen. Doch immerhin liefert eine solche Passage die Chance, etwas zu sehen, was sich bisher jeder Beobachtung entzog. Genau diese Gelegenheit bot sich beim Transit von HD 189733 b vor seinem Stern, bezogen auf irdische Perspektive. Jener Planet zählt ebenfalls zu den Heißen Jupiters. Er läuft also auf engem Orbit um seinen Heimatstern und ist sehr groß, ein Gasriese, noch rund zehn Prozent größer als Jupiter. Für einen Umlauf benötigt er nur 53 Stunden! Seine Atmosphäre besteht vorrangig aus Wasserstoff, der das kurzwellige Sternenlicht von HD 189733 A stark streut, sodass der Himmel des Exoplaneten in erdähnlichem Blau leuchtet. Aber darin erschöpfen sich dann auch schon die Übereinstimmungen mit unserer Erde!

Planetentransits waren bisher das einzige Mittel, mehr über die unscheinbaren stellaren Begleiter zu erfahren. Wie gerade zu diesem 28. Juni bekannt wurde, gelang es allerdings jetzt erstmals, einen Exoplaneten direkt zu erfassen und eine Detailuntersuchung der Atmosphäre mittels hochauflösender Infrarotspektroskopie durchzuführen. Dieser technische Coup glückte wiederum einer Forschergruppe um den Astronomen Matteo Brogi, Universität Leiden, beim 61 Lichtjahre entfernten Planeten Tau Boötis B unter Einsatz des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile. Die Astronomen konnten den winzigen Lichtanteil des Planeten von der ungleich stärkeren Strahlung seines Sterns trennen und sogar verschiedene Schichten der Atmosphäre untersuchen, obwohl Tau Boötis B von der Erde aus gesehen niemals direkt vor seinem Stern vorbeizieht. Transits lassen sich also nicht beobachten. Jetzt konnten Bahnneigung und Masse von Tau Boötis erstmalig bestimmt werden. Das Beispiel belegt auf ein Neues, wie die Möglichkeiten mit der rasanten Perfektionierung der Instrumente ansteigen.

Zurück zu HD 189733 A und seinem Planeten. Die Astronomen versuchten bereits 2010, einen Einfluss der energiereichen stellaren Strahlung auf die Atmosphäre jener Welt festzustellen. Wenn ein Planet hierfür geeignet war, dann HD 189733 b. Zwar ist sein Zentralstern ein wenig kleiner und auch kühler als unsere Sonne, doch die geringe Distanz sorgt für mehr als nur einen »Ausgleich«: Der Planet wird mit extremer UV-Strahlung (EUV) und Röntgenphotonen regelrecht bombardiert, was an Röntgenstrahlung eintrifft, erreicht das Dreimillionenfache der irdischen Werte. Die Gashülle von HD 189733 b muss rein rechnerisch Temperaturen jenseits der 1.000 Grad Celsius erreichen.

Trotz alledem, bei ihren ersten Beobachtungen gingen die Astronomen leer aus: Die reguläre stellare Strahlung reicht nicht, um eine nachweisbare atmosphärische Verdunstung zu bewirken. Dann kam das Jahr 2011 und alles sah plötzlich ganz anders aus: Vom besagten Planeten ging nun eine deutlich erkennbare Gaswolke aus, wobei die Atmosphäre mit einer Rate von mindestens 1.000 Tonnen pro Sekunde abströmte. Niemand hatte eine so deutliche Veränderung erwartet. Was war zwischenzeitlich auf dem Planeten geschehen? Eigentlich sollte die Frage eher lauten, was mit dem Stern HD 189733 A geschehen war, denn von ihm musste das Spektakel ausgehen! Die Antwort konnte Hubble nicht geben, doch der vor allem für die Beobachtung von Gammastrahlen-Ausbrüchen zuständige internationale Swift-Satellit lieferte mittels der ebenfalls an Bord befindlichen optischen, UV- und Röntgendetektoren des Rätsels Lösung: Die Parallelbeobachtungen zeigten, dass HD 189733 A  einen intensiven Strahlungsausbruch erlebte, nur wenige Stunden, bevor das Hubble-Weltraumteleskop ein zweites Mal auf den Stern gerichtet wurde. Während des Ausbruchs stieg die Röntgenintensität von HD 189733 A kurzzeitig um das Vierfache an! Der britische Astronom Peter Wheatley, der als Autor an der Studie mitwirkte, erklärt hierzu: »Das war von mehreren bislang beobachteten Ereignissen der hellste Röntgenflare von HD 189733 A, und es erscheint als sehr naheliegend, dass der Aufprall dieses Flares auf den Planeten die wenige Stunden später mit Hubble beobachtete Evaporation bewirkt hat.«

Was dort geschah, ähnelte einer dramatischeren Variante der uns gut bekannten Einflüsse solarer Ausbrüche auf die Erde. Wenn die hochenergetische elektromagnetische Strahlung unseres Sterns nach Sonnenflares wesentlich ansteigt, wird die Hochatmosphäre von diesem Röntgenüberschuss aufgeheizt und dehnt sich merklich aus. Das hat schon manchen Satelliten aus der Bahn und zum Absturz gebracht.

Ob der Ausbruch von HD 189733 A ein besonders starkes Einzelereignis war oder aber in Zusammenhang mit einer ansteigenden stellaren Aktivität steht, weiß derzeit niemand. Doch so, wie unsere Sonne einem ausgeprägten, durchschnittlich 11,2 Jahre währenden Aktivitätszyklus folgt, dem weitere überlagert sind, unterliegen natürlich auch andere Sterne ähnlichen Rhythmen. Somit wäre denkbar, dass die Aktivität von HD 189733 A noch ansteigt. Weitere Beobachtungen mithilfe von Hubble und dem XMM-Newton-Röntgensatelliten sollen dies aufklären helfen.

Was aber bleibt über lange Zeiträume hinweg betrachtet von Heißen Jupiters wie HD 189733 b? Felsige »Super-Erden« nahe fremder Sterne könnten Relikte einstiger Gasriesen sein, die durch fortgesetzten starken EUV- und Röntgenbeschuss schließlich ihre Atmosphären weitgehend oder völlig eingebüßt haben.

Während diese Vorgänge interessante Einblicke in planetare Entwicklung und Kosmogonie fremder Sonnensysteme vermitteln, wird das Augenmerk der Forschung jedoch auch in Zukunft vorrangig auf die Suche nach erdartigen Planeten in habitablen Zonen gerichtet. Auf Welten, deren Oberflächen flüssiges Wasser tragen, solche Welten, die auch genügend Licht und Wärme erhalten und die in etwa so groß sind wie die Erde. Dort ist im Prinzip alles denkbar, denn die wesentlichen Voraussetzungen für Leben sind erfüllt. Hyperteleskope im All, die aus unzähligen Spiegeln bestehen und eine heute noch unvorstellbare optische Auflösungskraft besitzen, könnten in Zukunft einen direkten Blick auf derartige Planeten zulassen und bei entsprechend großer Konstruktion sogar Kontinente und Anzeichen von Leben darauf entdecken. Noch ist das alles »Zukunftsmusik«, doch schon heute denken Physiker, Astrobiologen und SETI-Forscher ganz ernsthaft über diese Möglichkeiten nach.

Interesse an mehr Hintergrundinformationen?

Werfen Sie einen Blick hinter die Kulissen der Macht – und erfahren Sie, was die Massenmedien Ihnen verschweigen!

Lesen Sie weitere brisante Informationen im neuen KOPP Exklusiv. KOPP Exklusiv wird grundsätzlich nicht an die Presse verschickt und dient ausschließlich zu Ihrer persönlichen Information. Jede Ausgabe ist gründlich recherchiert, im Klartext geschrieben und setzt Maßstäbe für einen kritischen Informationsdienst, der nur unter ausgewählten Lesern zirkuliert und nur im Abonnement zu beziehen ist.

In der aktuellen Ausgabe finden sie unabhängige Hintergrundinformationen unter anderem zu folgenden Themen:

• Umwelt: Ozon aus Amerika verdirbt die Weizenernte in Europa

• Das Euro-Endspiel: Wird Europa bald zum Kapitalgefängnis?

• Prostatakrebs schonend behandeln

• Deutschland: Im Würgegriff der russischen Ölkonzerne

Das alles und viele weitere Kurzberichte im neuen KOPP Exklusiv, fordern Sie noch heute Ihr Probeabonnement an!