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Technology Review

Die Suche nach der zweiten Erde

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Irgendwo da draußen müssen sie sein: Planeten, so groß wie die Erde, die ihren Heimatstern im genau richtigen Abstand umkreisen, um Leben gedeihen zu lassen. Bislang hat noch niemand solche Geschwister unseres Heimatplaneten entdeckt, doch die meisten Astronomen sind überzeugt, dass es sie gibt. Für das Exoplanet Roadmap Advisory Team der europäischen Weltraumorganisation ESA ist es nur eine Frage der Zeit, bis Himmelskundler erdähnliche Planeten außerhalb unseres Sonnensystems näher erforschen können. Noch im Lauf dieses Jahrzehnts dürften die ersten derartigen Objekte entdeckt werden, vermuten die Experten in ihrem jetzt vorgelegten Entwurf einer Forschungsstrategie.

Die ESA hatte das 11-köpfige Gremium vor knapp zwei Jahren zusammengerufen, um einen Plan für die Erforschung extrasolarer Planeten zu entwickeln. Der soll nun zunächst am 7. und 8. April auf einem Workshop in London mit Fachwissenschaftlern diskutiert werden. Die daraus hervorgehende endgültige Version wird dann im Mai offiziell der ESA übergeben.

Die Entdeckung einer zweiten Erde sei ein großes Ziel jeder Exoplanetensuche, schreiben die Wissenschaftler. Sie stellen aber auch fest, dass unter den mehr als 400 bislang entdeckten Exoplaneten nur wenige überhaupt irgendeinem Planeten unseres Sonnensystems ähneln. Das muss nicht bedeuten, dass das Sonnensystem eine Ausnahme im Universum darstellt. Vielmehr sind die Beobachtungsmethoden einfach noch nicht empfindlich genug, um vergleichbare Planetensysteme zu erfassen.

Die bislang wichtigste Methode zum Nachweis extrasolarer Planeten ist die Messung der Radialgeschwindigkeit ihres Zentralsterns. Sie erfasst das verräterische Pendeln des Sterns, hervorgerufen durch die Schwerkraft des umkreisenden Planeten, die den Stern regelmäßig auf uns zu und von uns weg bewegt. Das lässt sich durch die Verschiebung von Emissionslinien im Spektrum des Sterns erkennen, selbst wenn dessen Radialgeschwindigkeit nur wenige Meter pro Sekunde beträgt.

Mit Hilfe dieser Methode geraten allerdings bevorzugt große Planeten auf engen Umlaufbahnen in den Blick. So gelang zwar die Identifizierung eines Planeten von knapp der doppelten Erdmasse – doch GL 581 e umkreist sein Zentralgestirn in aberwitzigen drei Tagen, nur vier Millionen Kilometer von der Oberfläche des Sterns entfernt. Der bislang leichteste Planet auf einer erdähnlichen Umlaufbahn ist dagegen HD 74156 d mit 0,39 Jupitermassen – mehr als hundertmal so massiv wie die Erde. Um einen Planeten von der Größe der Erde auf einer vergleichbaren Umlaufbahn um einen sonnenähnlichen Stern zu entdecken, müssten über Zeiträume von mehreren Jahren Radialgeschwindigkeiten in der Größenordnung von zehn Zentimetern pro Sekunde erkannt werden. Die dafür erforderliche Technologie dürfte in den kommenden Jahren zur Verfügung stehen.

Die Anstrengungen der Planetenjäger beschränken sich aber nicht auf die Suche nach Zwillingen der Erde. Sie wollen insgesamt besser verstehen, wie Planetensysteme entstehen und wie sie sich entwickeln. Grundlage dafür sind statistische Erhebungen, für die sie zunächst einen umfassenderen Überblick über die Planetensysteme in unserer kosmischen Nachbarschaft brauchen. Ein besonderer Höhepunkt wäre für die Verfasser der Roadmap die Beobachtung von Planeten im Moment ihrer Entstehung.

Um dahin zu gelangen, bedarf es allerdings nicht nur leistungsfähiger Instrumente. Die Wissenschaftler betonen wiederholt die Notwendigkeit des Zusammenspiels von Weltraumobservatorien und bodengestützten Teleskopen. Anders als die US-Raumfahrtbehörde NASA, die auch astronomische Forschungen am Boden fördert, finanziert die ESA aber nur Raumfahrtprogramme. Für die Observatorien auf der Erde ist in Europa die ESO (European Southern Observatory) zuständig. Solche institutionellen Schwerfälligkeiten behindern die Erforschung von Exoplaneten ebenso wie die knappen Budgets, die in den kommenden zehn Jahren in Europa voraussichtlich nur eine kleine bis mittlere Weltraummission zulassen werden. Eine wichtige Empfehlung der Roadmap ist daher auch die verstärkte Suche nach Möglichkeiten internationaler Kooperation, namentlich mit den aufstrebenden Raumfahrtnationen China und Indien. (pmz)