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Suche nach zweiter Erde nicht leicht
von Stefan Deiters
astronews.com
20. März 2009
Die Suche von Planeten, die ähnlich groß wie die Erde sind
und in der habitablen Zone um ihre Sonne kreisen, ist durch den Start der
Mission Kepler in eine neue Phase getreten. Doch könnte man, etwas mit
dem Nachfolger des Weltraumteleskops Hubble, auch feststellen, ob die
entdeckten Welten Leben beherbergen? Es wird sehr schwierig, meinen jetzt zwei
Astronomen in einer Studie.
Die Entdeckung
einer "zweiten Erde" dürfte schwieriger sein als
vermutet.
Bild: David A. Aguilar (CfA) |
Mit der Kepler-Mission, die vor rund zwei Wochen
gestartet wurde, will die NASA endlich Planeten aufspüren, die unserer Erde
gleichen: Sie sollen in etwa ihre Größe haben und ihre jeweilige Sonne in einem
Abstand umrunden, der die Existenz von flüssigem Wasser möglich macht. Der Fund
eines solchen Planeten bedeutet aber nicht, dass er auch tatsächlich bewohnbar
oder gar von Leben bewohnt ist. Doch zweifellos wird sich die Frage danach bald
nach der ersten Entdeckung stellen.
Lisa Kaltenegger vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und
Wesley Traub vom Jet Propulsion Laboratory der NASA haben jetzt
untersucht, wie leicht sich diese Frage beispielsweise mit dem Nachfolger des
Weltraumteleskops Hubble, dem James Webb Space Telescope,
beantworten lassen würde. Das Teleskop soll im Jahr 2013 gestartet werden.
Kaltenegger und Traub untersuchten, wie es mit den Fähigkeiten des Hubble-Nachfolgers
aussieht, bei einem Transit eines Exoplaneten vor seiner Sonne Spuren von Gasen
in dessen Atmosphäre nachzuweisen, die gemeinhin als "Biomarker" gelten, also
etwa von Ozon oder Methan.
Die Chancen sind dabei schlechter als vielleicht gehofft: Gelingen könnte
dies nur für die erdnächsten Funde: "Wir müssten schon sehr viel Glück haben, um
die Atmosphäre eines erdähnlichen Planeten während eines Transits so analysieren
zu können, dass wir uns sicher sein könnten, dass er wirklich der Erde ähnlich
ist", fasst Kaltenegger zusammen. "Wir werden viele Transits brauchen; sogar bei
Sternen, die nur 20 Lichtjahre entfernt sind, mehrere Hundert. Aber obwohl es
sehr schwer ist, ist es natürlich eine absolut faszinierende Aufgabe, die
Atmosphäre eines Exoplaneten zu entschlüsseln."
Die beiden Wissenschaftler haben sich zunächst ein System ähnlich der Erde
und der Sonne angeschaut: Um dort ein verwertbares Signal bei nur einem Transit
zu erhalten, müsste der Planet sehr nahe sein - nur Alpha Centauri A käme
hierfür in Frage, doch Planeten wurden bei diesem Stern bislang nicht entdeckt.
Auch Planeten um sogenannte rote Zwerge haben Kaltenegger und Traub studiert.
Rote Zwerge sind masseärmer als unsere Sonne und stellen den größten Anteil
unter den Sternen der Milchstraße dar. Ein Planet müsste hier, damit Wasser
flüssig bleibt, in größerer Nähe um seinen Sonne kreisen als etwa im Falle
unserer Sonne. Dies würde zu kürzeren Transits führen aber auch zu einer höheren
Zahl von Transits in einem bestimmten Zeitraum. Man könnte also die
Informationen aus verschiedenen Transits sammeln.
In einem dem Sonnensystem ähnlichen System würde eine "zweite Erde" jedes
Jahr für einen rund zehnstündigen Transit sorgen. Benötigt man 100 Stunden
Transitbeobachtungen müsste man unser System also zehn Jahre studieren. Ein
erdähnlicher Planet um einen mittleren roten Zwerg zeigt alle zehn Tage einen
einstündigen Transit. Die 100 Stunden Transitbeobachtungen würde man also in
weniger als drei Jahren erreichen. "Nahe rote Zwerge bieten also die besten
Möglichkeiten Biomarker in der Atmosphäre eines umlaufenden Planeten zu
entdecken", so Kaltenegger.
"Am Ende wird sich vermutlich die direkte Abbildung von extrasolaren
Planeten, also das direkte Studium des Lichts des Planeten - als die
leistungsfähigere Methode im Vergleich zum Transitverfahren erweisen", glaubt
Traub. Mit dem Transitverfahren wurden bislang nur die Atmosphären von Gasriesen
untersucht. Die Analyse der Atmosphäre von - noch zu entdeckenden - Planeten von
Erdgröße wäre somit der nächste Schritt, ganz gleich ob mit der Transitmethode
oder direkt.
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