Exoplanetarer Fund der Sonderklasse: Zweite Erde zum Greifen nahe
US-Forscher entdecken im Großen Wagen fremdes Sonnensystem, das erdähnliche Planeten verbergen könnte
Anfang des 17. Jahrhunderts musste der große italienische Mathematiker und Philosoph Galileo Galilei seine Augen noch höchstpersönlich ans Okular seines konstruktionseigenen Teleskops pressen, um planetare Feinheiten erkennen zu können. Heute dagegen starren die Nachkommen Galileis in der Regel ausschließlich auf PC-Monitore, wo die Photonenflut Bit für Bit zu einem Bild komponiert wird. Wollen sie indes exoplanetare Feinheiten erkennen, müssen sie die Gravitationskraft der Planeten und die daraus resultierende kleine schaukelartige Bewegung des Zentralsterns messen. Offensichtlich ist dies wieder einmal gelungen. Wissenschaftler des Planet Search Teams der University of California warten jetzt mit einem Fund der Extraklasse auf
Als Michel Mayor und Didier Queloz 1995 vom Genfer Observatorium bei dem Stern 51 Pegasi den ersten Planeten einer noch nicht erloschenen Sonne entdeckten, durchlebten sie jenen Augenblick, den Philosophen vor Jahrtausenden vorhergesagt und auf den normalsterbliche Astronomen normalerweise ein ganzes Leben lang warten müssen. Mit einem Mal wurde das zur wissenschaftlich fundierten Gewissheit, was zuvor bloß reine Spekulation gewesen war: Die Erde ist nicht der einzige Planet in den Tiefen des Kosmos.
Lebensfeindliche Gaskugeln
Derweil ist der Katalog der neu entdeckten Sterntrabanten, der aufgrund der Erfolgsquote der Planetenjäger ständig aktualisiert werden muss, auf über 70 bestätigte Exoplaneten gestiegen. Zwar scheiden diese als potentielle Lebensträger aus, da sie sich allesamt in der Größenklasse von Jupiter bewegen und demzufolge nichts anderes als extrem heiße und lebensfeindliche Gaskugeln sind. Doch es ist wohl nur noch eine Frage der Zeit, bis der erste erdähnliche Planet im Fangnetz der Planetenjäger zappelt. Denn die ohnehin hochsensiblen Beobachtungsinstrumente werden immer feinfühliger - die Meßmethoden immer präziser: Das verräterische Taumeln der Sterne, das die Planeten durch ihre Gravitation verursachen, entlarvt immer kleinere Planeten.
Dieser Trend findet jetzt offensichtlich eine Bestätigung. Jüngst hat ein Team von US-Astronomen einen jupitergroßen Planeten entdeckt, der einen schwach leuchtenden Stern in der Größenklasse der Sonne umkreist. Bei der fremden Sonne handelt es sich um den 46 Lichtjahre von der Erde entfernten Stern Ursae Majoris 47 im Sternbild des Großen Wagen (Ursa Major/Großer Bär), der nach Ansicht der Forscher sieben Milliarden Jahre alt ist. Aufsehenerregend ist der Fund deshalb, weil es erstmals gelang, einen weiteren Exoplaneten in einem Sternsystem auszumachen, in dem bereits 1996 ein Planet aufgespürt wurde. Hinzu kommt, dass der neue Kandidat, der mindestens dreiviertel der Jupiter-Masse aufweist, ungewöhnlich dicht bei seinem größerem Bruder (siehe Foto-Montage) weilt und seinen Heimatstern in einer Entfernung von 3,73 AU umkreist (1 AU = eine astronomische Einheit entspricht der Entfernung Erde-Sonne/ca. 150 Millionen Kilometer). Der größere Planet, der das zweieinhalbfache der Jupitermasse hat, ist von seinem Muttergestirn dagegen nur 2,09 AU entfernt.
"Von allen Sonnensystemen, die bislang gefunden wurden, ist dies dasjenige, das unserem System am ähnlichsten ist", betont Debra Fischer vom Planet Search Team der University of California in Berkeley. "Nichts anderes kommt dem auch nur annähernd nahe." Tatsächlich fällt die Entdeckung der US-Astronomen aus dem bisher gewohnten Rahmen. Denn noch nie fanden Wissenschaftler exoplanetare Körper, die in derart geringer Distanz zu einander ihr Muttergestirn umkreisen. Bislang zeichnet sich das Gros der detektierten Großplaneten, die ausschließlich in bizarren Sonnensystemen ihr Dasein fristen, höchstens dadurch aus, dass sie ihre Sonne entweder sehr schnell oder in höchst exzentrischen Bahnen in geringen Abständen umkreisen.
Wackeleffekt nur drei Meter pro Sekunde
Dass das Planet Search Team überhaupt das verräterische periodische Wackeln des Ursae Majoris deutlich lokalisieren konnte, ist dem stark optimierten, empfindlichen Instrumentarium des Lick-Observatoriums in Kalifornien zu verdanken, das selbst den minimalen Wackeleffekt des Sterns, der gerade mal 11 Meter pro Sekunde betrug, noch registrierte. "Seitdem sich die Empfindlichkeit der Geräte verbessert hat, sehen wir endlich Planeten mit deutlich längeren Umlaufzeiten und zugleich extrasolare Systeme, die unserem Sonnensystem sehr ähneln", freut sich Debra Fischer.
Bereits heute können Exoplanetologen das durch die Gravitation extrasolarer Planeten verursachte Schwanken der Sterne metergenau berechnen. Mit dem momentan zur Verfügung stehenden Gerät lassen sich selbst noch Sterne registrieren, die nur bis zu drei Meter pro Sekunde schwanken. Schon in absehbarer Zeit wollen die Forscher diesen Wert bis auf ein Meter pro Sekunde optimieren. Damit böte sich ihnen die Option, entschieden kleinere Planeten als bisher zu orten - in einer Größenklasse, die bis das zu 20-fache Masse der Erde beträgt.
Ursae Majoris 47 - Vaterstern der zweiten Erde?
Nach Ansicht der Forscher können große Planeten kleinere zwar verdrängen, aber andererseits können große Planeten auch die Bedingungen für die Entwicklung von Leben auf kleineren, umliegenden Planeten begünstigen. So habe Jupiter bei der Entwicklung des Lebens auf der Erde eine entscheidende Rolle gespielt, weil Meteore, Kometen und Trümmer in den Anziehungsbereich des riesigen Planeten geraten seien, bevor sie auf der Erde hätten einschlagen können. Dies könnte auch für die beiden Planeten im Großen Wagen gelten. Es könne ferner durchaus möglich sein, dass kleine erdähnliche Himmelskörper wegen der Größe und der Form der Umlaufbahnen der beiden großen, gasförmigen Planeten auf weiter innen liegenden Bahnen existieren, vermuten die Astronomen. Sofern solche Sterntrabanten Wasser aufweisen, könnte dort auch Leben entstanden sein. "Zum ersten Mal haben wir einen Stern mit zwei Gas-Planeten, die vom Stern weit entfernt sind. Und wir wissen, dass sich näher dran am Stern kein Gas-Gigant mehr befindet", spekuliert Debra Fischer.
Und was kann man dort verstecken? - Man könnte die Erde dort verstecken. Dies ist der einzige Stern, der in der bewohnbaren Region in seinem Umfeld einen großen leeren Raum hat, ein Raum, in dem es Wasser geben könnte.
Das Planet Search Team, das von der NASA und der National Science Foundation (Arlington) finanziell unterstützt wird, hat einen Großteil der bisher ausgemachten fremden Planeten lokalisiert. Neben Debra Fischer gehören dem Team noch die bekannten Exo-Planetenspezialisten Geoffrey Marcy (Berkeley) und Paul Butler von dem Carnegie Institute in Washington an - sowie Steve Vogt von der University of California in Santa Cruz und Gregory Laughlin vom NASA Ames Research Center (Mountain View, Kalifornien).