Auf der Suche nach der zweiten Erde

Weit über 100 Exoplaneten sind bislang entdeckt worden. Allesamt Gasriesen, ähnlich dem Jupiter in unserem Sonnensystem. Jetzt will die ESA einen Riesenschritt vorangehen. Mit geschärftem Superblick ihres Weltraumteleskops Eddington sollen ab 2008 erdähnliche – möglicherweise bewohnte – Planeten in den Tiefen des Alls aufgespürt werden. Mehr noch: Sogar Monde, halb so groß wie die Erde, stehen auf der Fahndungsliste.

Die Planetenjagd soll nunmehr auf die kleinen Monde in fremden Sonnensystemen ausgeweitet werden. Wobei „klein“ ein sehr relativer Begriff ist. Ihr Durchmesser schwankt zwischen wenigen Kilometern bis zu mehreren tausend Kilometern. Ein Mond kann durchaus größer als ein Planet sein – beispielsweise Merkur oder Pluto. Newtons Gravitationsgesetze gelten überall. Selbst Asteroiden können kleine Monde besitzen. Entscheidend sind stets die Relationen zwischen dem jeweilig größeren Körper zu den ihn umkreisenden kleineren Monden.

Allein in unserem Sonnensystem sind inzwischen mehr als hundert Monde unterschiedlichster Größe bekannt. Auch wenn der Beweis noch aussteht: Weshalb sollten Exoplaneten keine Monde als Begleiter haben?

Nachdem über vier Jahrzehnte der Erdmond als nächster Himmelskörper das Ziel zahlreicher Sonden und sogar von Menschen war, rücken die Monde der Riesenplaneten Jupiter und Saturn immer mehr in den Blickpunkt der Betrachtungen. Das heißt jedoch nicht, dass der Erdbegleiter für die Wissenschaftler uninteressant geworden ist, wie die gerade erst gestartete ESA-Mondsonde SMART-1 beweist.

In zwei Jahren landet der von der Europäischen Weltraumorganisation ESA gebaute Lander Huygens – er befindet sich huckepack auf der amerikanischen Muttersonde Cassini – auf dem Saturnmond Titan und kann dann detaillierte Daten zur Erde übermitteln. Damit wird erstmals der Mond eines anderen Planeten direkt untersucht.

Nach den Aufsehen erregenden Fotos des Jupitersystems durch die deutsch-amerikanische Raumsonde Galileo warten die vier großen Monde Io, Europa, Ganymed und Callisto auf ihre detailliertere Erforschung. Besonders Europa ist für die Wissenschaftler interessant, vermuten sie doch, dass sich unter seiner Eisoberfläche ein Ozean befindet. Einige Forscher spekulieren sogar auf mögliches primitives Leben in diesem Ozean.

Eddington: Auf der Jagd nach erdähnlichen Planeten und Monden

In den 20er Jahren äußerte der Namensgeber des ESA-Weltraumteleskops, der britische Astronom Arthur Eddington, „es wäre arg voreilig anzunehmen, dass die Natur das merkwürdige Experiment, das sie auf der Erde durchgeführt hat, nirgends im Universum wiederholt hätte“. Wie Recht der vorausschauende Denker doch hatte. Mittlerweile sind bereits über 100 Exoplaneten, zumeist größer als die Gasriesen Jupiter und Saturn, entdeckt worden.

Damit hat die Jagd nach den fernen Himmelskörpern aber erst begonnen. Mehrere Satelliten mit speziellen Sensoren zur systematischen Suche nach extrasolaren Planeten und deren Monden werden in den nächsten Jahren gestartet. Die ESA beteiligt sich an der Suche u.a. mit dem 2008 zu startenden hochempfindlichen Eddington-Teleskop. Es überwacht die Helligkeit hunderttausender Sterne. Dabei achtet es auf minimalste Helligkeitsänderungen. Eddington ist derart lichtempfindlich, dass es bei einem Schwarm von 20 000 Glühwürmchen das Verlöschen eines einzigen Glühwürmchens in Lichtjahrentfernung feststellen würde.

Wie findet man einen Planeten?

Mit den heutigen Instrumenten auf der Erde oder an Bord von Satelliten ist es nicht möglich, extrasolare Planeten und deren Monde direkt zu erfassen. Es gibt aber verschiedene Möglichkeiten, die Begleiter eines Sternes indirekt aus der hochgenauen Messung der Bahnparameter sowie auftretender Helligkeitsänderungen zu ermitteln.
Die am häufigsten angewandte Methode ist das so genannte Transitverfahren: Zieht ein unsichtbarer Himmelskörper – Exoplanet oder Mond – vor seinem Heimatstern entlang, schluckt er einen Teil des Sternenlichts. Diese temporäre Verdunklung registriert der Astronom am Teleskop. Genau so funktioniert Eddington, das mit einem extrem präzisen Photometer für die Erfassung der Helligkeitsschwankungen ausgerüstet ist. Durch die Auswertung längerer Beobachtungsreihen lassen sich so die Umlaufbahnen und die Größe von Sternenbegleitern ermitteln.

Die an dem Projekt beteiligten Wissenschaftler und Techniker wollen 500 000 Sterne absuchen. Krönung der Mission wäre es, wenn sie erdähnliche Doppelsysteme – Planet plus Mond – in gleicher Entfernung von ihrer Sonne finden könnten. Die Wahrscheinlichkeit, dort extraterrestrische Lebensformen anzutreffen, wäre ziemlich groß. Späteren Generationen bliebe die Kontaktaufnahme vorbehalten.