Faszinierende Exoplaneten

Planeten und ihre unendlichen Möglichkeiten

Das Universum überrascht uns immer wieder auf eine faszinierende Art und Weise. Erst in den 90er Jahren haben wir den ersten Exoplaneten entdeckt. Seitdem ist die Menschheit auf der Mission, ständig weitere Exoplaneten zu finden. Doch je mehr Planeten die Menschheit entdeckt, umso mehr Fragen tun sich auf. Gibt es Leben auf diesen anderen Planeten? Nach einer neuen Studie kann Leben nur zu einer gewissen Zeit und in einem bestimmten Abstand vom Zentrum seiner Galaxie entstehen.

Erst im Jahr 1995 wurde die Existenz von Exoplaneten, also Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems, wissenschaftlich belegt. Entdeckt wurde der erste Exoplanet vom Schweizer Astronom Michel Mayor und seinem Mitarbeiter Didier Queloz. Der Planet kreist um den sonnenähnlichen Stern 51 Pegasi und hat deshalb zunächst den Namen 51 Pegasi b erhalten. Er ist rund doppelt so gross wie unser Jupiter jedoch nur halb so schwer. Daher bekam er 2015 den Namen Dimidium (Lateinisch für „die Hälfte“). Durch die Nähe zu seiner Sonne umkreist er diese in nur vier Tagen. Im Jahr 2019 erhielten die beiden Entdecker des Planeten den Nobelpreis für Physik.

Nach der Entdeckung von 51 Pegasi b beteiligten sich immer mehr Astronomen an der Suche nach Exoplaneten. Die NASA schickte am 6. März 2009 mit dem Kepler-Satelliten eigens ein Weltraumteleskop ins All, um nach fremden Planeten Ausschau zuhalten. Auf dem Stand vom 17. Januar 2021 wurden von der NASA 4‘331 Planeten archiviert. NASA-Experten schätzen inzwischen 100 Milliarden dieser Himmerlskörper in der Milchstrasse. Da zu jedem Stern an unserem Himmel sehr wahrscheinlich Planeten gehören, gibt es mehr Planeten als Sonnen.

Exoplaneten ausserhalb unserer Norm

J1407b: Der Super-Saturn
Der Super-Saturn, auch genannt „der Herr der Ringe“, besitzt ein 200-mal grösseres Ringsystem als unser Saturn und wurde 2012 von einem Team unter der Leitung von Eric Mamajek an der Universität Rochester, USA entdeckt. Dies mithilfe der sogenannten Transit-Methode: Wenn von der Erde aus gesehen, ein Planet vor seiner Sonne vorbeizieht, verdunkelt sich das ausgestrahlte Licht – meist nur geringfügig. Daraus können Rückschlüsse über die Grösse des vorbeiziehenden Planeten getroffen werden.

Am Anteil der Verdunkelung und der Dauer des Transits von J1407b konnte man auch die Grösse und das Ausmass der Ringe studieren. Diese blockierten wochenlang bis zu 95 Prozent des Sternenlichtes. Daraus berechneten die Forscher die Grösse des Ringsystems: Es hat einen Durchmesser von 120 Millionen Kilometern und enthält wahrscheinlich einmal die Masse der Erde, wenn man die lichtverdeckenden Staubpartikel zusammenzählt. Lücken in den Ringen, weisen darauf hin, dass sich dort Exomonde gebildet haben könnten.

Zuerst wurde angenommen, dass „Super-Saturn“ den Stern J1407 umkreist, daher der Name J1407b. Im Jahr 2015 veröffentlichten Astronomen des Observatoriums der Universität Leiden in den Niederlanden und der Universität Rochester, weitere Erkenntnisse.

In der Annahme, J1407b kreise regelmässig um seinen Stern, werteten Forscher um R.T. Mentel alte Fotoplatten von 1890 bis 1990 und von 2012 bis 2018 aus. Dies um aus vergangenen Transiten weitere vorherzusagen. Sie fanden jedoch keine regelmässigen Umlaufperioden. Das deutet darauf hin, dass J1407b möglicherweise nicht an den Stern J1407 gebunden ist und nur vorübergehend in dessen System zu Gast war. Somit hatten wir wohl die einmalige Chance diesen beeindruckenden Exoplaneten zu beobachten.

TrES-2b: Der Dunkelste
TrES-2b ist der dunkelste Exoplanet, der bis jetzt entdeckt wurde. Seine Oberfläche reflektiert weniger als ein Prozent des Lichtes, das auf ihn trifft. Das macht ihn dunkler als Kohle und schwarze Acrylfarbe. Er wurde 2006 von der Trans-Atlantic Exoplanet Survey (TrES) entdeckt. Dieses Suchprogramm verwendete drei Teleskope um Exoplaneten zu lokalisieren: Am Lowell Observatory, am Palomar Observatory (beide in den USA) und am Observatorio del Teide auf Teneriffa. Die Astronomen verwendeten dabei die Transit-Methode, dasselbe Vorgehen, das auch für die Entdeckung von J1407b verwendet wurde.

Der Abstand zwischen Tres-2b und seiner Sonne beträgt nur 4,8 Millionen km – im Vergleich dazu kreist die Erde mit rund 150 Millionen km Distanz zur Sonne. Da die Sonne von Tres-2b ähnlich heiss ist wie unsere, führt dies auf dem Planeten zu entsprechend hohen Temperaturen von fast 1000 °C. Dadurch können keine reflektierenden aber auch keine Ammoniakwolken entstehen. Die Atmosphäre des Planeten beinhaltet lichtabsorbierende Substanzen, wie gasförmiges Natrium, Kalium und Titan(IV)-oxid. Jedoch erklärt das Vorhandensein dieser Substanzen nicht vollkommen die Dunkelheit des Planeten. Diese bleibt für uns noch immer ein Mysterium.

Eine Frage, die sich viele stellen: Gibt es Leben auf anderen Planeten?

Bei geschätzten 100 Milliarden Exoplaneten in unserer Galaxie, sollte die Wahrscheinlichkeit sehr hoch sein, dass auf einem dieser Planeten Bedingungen herrschen, die Leben ermöglichen.

Im Jahr 1961 entwickelte der Astrophysiker Frank Drake eine Gleichung, um die Wahrscheinlichkeit der Existenz einer intelligenten, ausserirdischen Zivilisation in unserer Milchstrasse zu berechnen. Zu seiner Zeit nahm man an, dass die Wahrscheinlichkeit für die Existenz anderer intelligenter Zivilisationen sehr hoch sei. Dies widerlegten 2018 Anders Sandberg, Eric Drexler und Toby Ord, vom Future of Humanity Institute der Universität Oxford . Nach ihrer Analyse ist die Wahrscheinlichkeit, dass wir die einzigen intelligente Wesen in der Milchstrasse sind bei 99,6% und dass wir es im Universum sind auf 85%.

Eine Caltech-Studie vom Januar 2021 bringt nun neue spannende Erkenntnisse ins Gespräch. Mit dem Hubble- und dem Kepler-Weltraumteleskop konnten wir viel über die Dichte von Gas und Sternen in der Milchstrasse lernen, aber auch über die Entstehung von Sternen und Exoplaneten, sowie über die Häufigkeit von Supernovae. Daher wird vermutet, dass es im Laufe des Lebens einer Galaxie einen bestimmten Moment und Ort gibt, welche die Entstehung von Leben begünstigen. So wird für die Milchstrasse angenommen, dass das Leben in einem Abstand von 13’000 Lichtjahren vom Zentrum und 8 Milliarden Jahren nach Entstehung der Milchstrasse am wahrscheinlichsten ist.

Die Erde ist 25’000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstrasse entfernt und die menschliche Zivilisation entstand erst etwa 13,5 Milliarden Jahre nach der Bildung der Milchstrasse. Damit weichen wir etwas von der postulierten günstigen Zone ab.

Und es könnte durchaus sein, dass es früher Zivilisationen in der Milchstrasse gegeben hat, die aber zum heutigen Zeitpunkt nicht mehr existieren.

Was nun?
Was uns die bisher entdeckten Exoplaneten gelehrt haben: Vieles ist möglich, was wir uns vorher noch gar nicht vorstellen konnten. Bei all den Sonnen und der noch viel grösseren Menge an Planeten wird uns bewusst, wie klein wir Menschen eigentlich sind. Das macht das Universum umso mächtiger und mysteriöser.

Es birgt noch so einige Geheimnisse in sich, die die Menschheit noch erst entdecken muss – viele werden ihr wohl aber für immer verborgen bleiben.

Im Netz

Ein spannender Vortrag von der NASA über Exoplaneten.

Exoplanets: Eine Seite der NASA auf welcher Exoplaneten gezählt werden, mit spannenden Fakten.

Planeten mit Wasser sind nicht selten, Artikel von phys.org

Beitragsbild: Soaking up the Rays of a Sun-like Star, NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle