Exoplaneten„Leben da draußen ist möglich“

17. Dezember 2019, von Felix Willeke

Foto: pixabay/bluemount_score

1994 wurde der erste Exoplanet nachgewiesen – die Entdecker erhielten 2019 dafür den Physik-Nobelpreis. Unter den bisher bekannten 4.000 Exoplaneten ist keiner der Erde ähnlich.

Am 18. Dezember 2019 ist das Weltraumteleskop CHEOPS gestartet. Die Mission der European Space Agency (ESA) wird bereits bekannte Exoplaneten genauer untersuchen und damit Grundlagenforschung betreiben. Wie das funktioniert, was Exoplaneten überhaupt sind und ob außerirdisches Leben denkbar ist, erklärt Astrophysiker Dr. Holger M. Müller von der Sternwarte der Universität Hamburg.

Herr Dr. Müller, können wir auf Exoplaneten leben?

Nicht auf denen, die wir heute kennen.

Warum nicht?

Als Exoplaneten werden erst einmal alle Planeten außerhalb unseres Sonnensystems bezeichnet. Wir Menschen bräuchten einen Planeten, der erstens dieselbe Masse und Größe wie die Erde haben müsste. Zweitens müsste er eine Atmosphäre halten, die wir atmen können, und es müsste Wasser und Sauerstoff geben. Bisher ist uns solch ein Planet noch nicht bekannt.

Wie weit weg sind Exoplaneten?

CHEOPS wird Himmelskörper beobachten, die im Schnitt 100 Lichtjahre entfernt sind. Das entspricht ca. 1,23 Milliarden mal der Entfernung von der Erde zum Mond und zurück, das sind schon ca. 768.000 Kilometer.

Wie wird denn ein so weit entfernter Himmelskörper untersucht?

Das größte Problem bei der Entfernung ist: Wir können Exoplaneten nur sehr schwer sehen. Planeten sind ja nicht wie Sterne, also Sonnen, die von selbst leuchten. Um Exoplaneten zu erkennen, brauchen wir daher Satelliten wie CHEOPS, die aus einer maximal möglichen Dunkelheit heraus beobachten können. Meistens werden zwei unterschiedliche Methoden verwendet.  Zum einen indem man die Kräfte misst, die auf einen Stern wirken. Diese sogenannte Radialgeschwindigkeitsmethode weist auf die Existenz von Planeten in dem Umfeld des Sterns hin. Wenn man die Kräfte misst, kann man die Masse des jeweiligen Planeten berechnen. Das Problem bei dieser Methode ist, dass wir nur die Masse berechnen können, die Lage der Umlaufbahn jedoch nicht. Das funktioniert hingegen mit der Transitmethode, mit der auch CHEOPS arbeiten wird. Das heißt, ein Stern wird beobachtet, und wenn ein Planet vorbeizieht, verdunkelt dieser den Stern an einem Punkt. Diesen misst CHEOPS aus und kann damit den Radius des vorbeiziehenden Planeten berechnen. Wenn wir dann aus der Radialgeschwindigkeitsmethode die Masse und aus der Transitmethode die Größe kennen, können wir die Dichte des Exoplaneten berechnen und erkennen, ob es sich um einen erdähnlichen Himmelskörper handelt.

Wie lange ist CHEOPS denn unterwegs?

Die Mission wird von der ESA als kleine Mission eingestuft. Sie ist mit einem vergleichsweise geringen Budget von knapp 150 Millionen Euro ausgestattet und dauert nur drei Jahre. Der Satellit wird in einer Entfernung von ca. 700 km um die Erde kreisen. Dabei bewegt sich CHEOPS immer abgewandt von Mond und Sonne, um von der Erde wegblickend die Exoplaneten ohne störende Lichteinflüsse beobachten zu können

Wie groß ist die Chance, einen erdähnlichen Planeten zu finden und damit auch außeririsches Leben?

An Spekulationen beteilige ich mich als Wissenschaftler nicht. Aber statistisch gesehen ist es wahrscheinlich, dass es da draußen Leben gibt, denn wir kennen noch längst nicht alle der Milliarden Planeten. Auch CHEOPS untersucht hauptsächlich bereits bekannte Himmelskörper.

Warum?

Die Mission trägt den Titel CHaracterising ExOPlanet Satellite – also der Satellit, der Exoplaneten charakterisiert. Das heißt, CHEOPS soll durch erneute Messungen mit der Transitmethode helfen, die Planeten besser kennen zu lernen.  

Warum brauchen wir solche Missionen?

Weil wir mehr wissen wollen. Schauen Sie auf Ihr Handy. Die Kamera darin beruht auf einer Technik, die Physiker entwickelt haben. Damals wusste auch keiner, wohin wir mit dieser Entwicklung kommen. So ist es auch bei CHEOPS: Wir gewinnen Erkenntnisse, von denen wir heute noch nicht wissen, was sie uns morgen bringen.

Und was kommt danach?

Wir schauen weiter ins All. CHEOPS soll Grundlagenforschung betreiben und damit den Grundstein für weitere Forschung legen. Für den 30. März 2021 plant die amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde NASA den Start des James Webb Space Telescope, welches noch tiefergehende Untersuchungen vornehmen soll.