Jeder sechste Stern hat ein Planetensystem - "Sonnensysteme wie unseres sind nicht einzigartig"

Fundstücke

Sonnensysteme wie unseres sind nicht weit verbreitet, aber auch nicht einmalig

Jeder sechste Stern hat ein Planetensystem

"Sonnensysteme wie unseres sind nicht einzigartig"

Jeder sechste Stern in der Milchstraße hat wohl ein Planetensystem, das mit unserem vergleichbar ist. Das schließt ein Team um den Astronomen Scott Gaudi der "Ohio State University"aus den Beobachtungen von vier Jahren.

Etwa 15 Prozent der Sterne in unserer Galaxie bilden demnach ähnliche Systeme mit mehreren großen Gasplaneten in den Außenbezirken. "Nun kennen wir unseren Platz in der Galaxis", sagte Gaudi am 5. Januar 2010 auf der Jahrestagung der Amerikanischen Astronomengesellschaft (AAS) in Washington. "Sonnensysteme wie unseres sind nicht einzigartig - aber auch nicht weit verbreitet."

Gaudis internationales Team hat über mehrere Jahre die Galaxis nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems abgesucht. Dabei stützten sie sich auf den Mikro-Gravitationslinsen-Effekt. Dieser setzt ein, wenn aus Sicht der Erde ein Stern den anderen kreuzt. Der Himmelskörper, der näher an der Erde ist, verstärkt wie eine Lupe das Licht des entfernteren Sterns. Umkreisen Planeten den Lupen-Stern, erhöhen sie diese Verstärkung kurzzeitig.

Mit dieser Technik spürten die Forscher in den vier Beobachtungsjahren nur ein einziges Sonnensystem wie unseres auf, das große Gasplaneten in den Außenbezirken besitzt. "Hätte jeder Stern ein Sonnensystem wie unseres, hätten wir etwa sechs finden müssen", erläuterte Gaudi, der für seine Forschung den Helen-B.-Warner-Preis für Astronomie bekommen hat. Große Gasplaneten in den Außenbezirken eines Sonnensystems gelten als günstig für die Entwicklung von Leben auf möglichen inneren Gesteinsplaneten. Dank ihrer enormen Schwerkraft fangen sie herumtrudelnde Bruchstücke, Kometen und Asteroiden ein und mildern so das tödliche kosmische Bombardement innerer Planeten.

Kleine Hinweise verraten versteckte Planeten

So ein ganz klein wenig wie die Erde sollten Exoplaneten schon sein

"Die meisten Exoplaneten haben wir anhand einer winzigen Veränderung der (Radial-) Geschwindigkeit ihrer Sterne entdeckt, da dieser eine Planet um sie kreist", schildert der Genfer Astrophysiker Michel Mayor. "Unser Spektrograph ist empfindlich genug, um dieses Eiern messen zu können." Wenn ein ferner Planet seinen Stern umkreist, dann zerrt seine Schwerkraft am Stern minimal, doch messbar. Der Stern eiert und tanzt. Jeder Stern, der so rhythmisch wackelt, muss demnach von einem anderen Körper umgeben sein. Jedoch muss er die Masse unseres Jupiters haben. Eine Welt von der Größe der Erde zerrt zu schwach.

Zweite Möglichkeit: Ein Planet läuft sichtbar vor dem Stern durch und verringert so dessen Helligkeit. Mit dem Auge ist das nicht zu sehen, aber empfindliche Messinstrumente können dies wahrnehmen und erzeugen markante Diagramme mit Helligkeitskurven.

Dritte Möglichkeit: Der Stern und der Planet befinden sich vor einem zweiten, weit entfernten Stern. Dessen Licht verstärken beide wie eine gigantische Linse. Der Planet führt dabei zu einem winzigen Ausschlag auf der Helligkeitsmessung. Bald will man noch weiter gehen: Teleskope werden im Weltall ausgesetzt. Sie können mit Interferometrie das Licht des Sterns ausschalten. So wird der ferne Planet sogar sichtbar gemacht. Spätestens mit dieser Technik wollen die Forscher Planeten entdecken, auf denen Leben möglich ist.

Dass es ganz normal ist, dass es Planeten im All gibt, hat ein Experiment gezeigt. Forscher der Uni Jena demonstrierten, wie aus Staub in der Schwerelosigkeit ein Planet entsteht. Dadurch ist auch bewiesen: Überall, wo Staub einen Stern umkreist, können Planeten entstehen. Es könnte also viele Planeten geben und darunter auch einige, die wie die Erde bewohnbar sind.

Suchmethoden

Messen des "Taumelns" eines Sterns - verursacht durch Gravitation eines Planeten
Messen der Lichtveränderung eines Sterns - verursacht durch Linsen-Wirkung eines Planeten
In Zukunft: Infrarot-Teleskopie mit Teleskopen, die im Weltraum schweben und zusammengeschaltet sind

Voraussetzungen für Leben

Man braucht einen Zentralstern, der ungefähr die Masse der Sonne hat
eine bestimmte Masse - ist sie zu groß, wird alles Leben erdrückt bzw. ist die Temperatur zu hoch; ist sie zu klein, kann der Planet keine Atmosphäre halten
eine bestimmte Temperatur: D.h. Wasser darf nicht gefrieren und nicht kochen - der Planet muss also eine bestimmte Entfernung von der Sonne haben (bewohnbare Zone) und er muss ausgekühlt sein, also eine feste Oberfläche haben.
Er braucht einen benachbarten Gasriesen, ähnlich dem Jupiter oder Saturn.
Dieser Planet darf nicht zu nah sein, so dass den Planeten nicht aus seiner Bahn wirft. Aber er muss nah genug sein, um Asteroiden und Meteoriten durch seine Schwerkraft anzuziehen und von dem bewohnbaren Planeten abzulenken.
Er braucht eine konzentrische Bewegung um die Sonne (keine elliptische) und er muss mit einer gewissen Geschwindigkeit rotieren - so bleibt er stabil in der Bahn, und keine Seite ist auf Dauer extremen Temperaturen ausgesetzt.
Er braucht Plattentektonik bzw. Konvektionsströme, damit laufend Nährstoffe aus der Tiefe an die Oberfläche gelangen.
Er braucht genügend CO₂, damit Pflanzen auf ihm siedeln können, die wiederum die Atmosphäre mit Sauerstoff anreichern.

Exoplaneten im Fokus

Planeten, die um eine entfernte Sonne kreisen
Die Sensation schlug vor einem Jahrzehnt ein: Die Astrophysiker Michel Mayor und Didier Queloz vom Genfer Observatorium verkündeten, den ersten Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckt zu haben.