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Sternbild Schütze

Astronomen finden Mini-Exoplaneten

Rund 300 ferne Planeten haben Forscher bislang im Universum aufgespürt - aber der nun entdeckte ist ein ganz besonderer: Der Himmelskörper ist nur mal dreimal so schwer wie die Erde und damit der leichteste bekannte Exoplanet.

St. Louis - Rasanter geht's kaum: Vor 20 Jahren waren Exoplaneten nur Theorie. Dass ein Tausende Lichtjahre von der Erde entfernter Stern von einer Art Erde umkreist wird, war denkbar, aber ein Nachweis dafür fehlte. 1992 wurde der erste Exoplanet entdeckt, mittlerweile sind es rund 300, die Astronomen mit unterschiedlichen Methoden aufgespürt haben.

DPA

Entdeckter Exoplanet (Zeichnung): Vermutlich von Wasser bedeckt

Abgesehen von dem exotischen Begleiter eines Neutronensterns waren die kleinsten bekannten Exoplaneten bislang zwei Gesteinsplaneten mit mindestens fünfmal so viel Masse wie die Erde. Der jetzt entdeckte ferne Planet besteht vermutlich vor allem aus Eis und Gestein. Die Wissenschaftler glauben, dass der Planet komplett von einem tiefen Ozean bedeckt ist. Konkrete Hinweise auf Wasser oder gar Leben haben sie allerdings nicht.

Der rund 3000 Lichtjahre entfernte Exoplanet umkreist sein Zentralgestirn in etwa demselben Abstand wie die Venus unsere Sonne. Der Stern ist ein sogenannter Brauner Zwerg, der nur etwa sechs Prozent der Masse unserer Sonne hat. Damit ist er vermutlich zu leicht, um das Kernfusionsfeuer eines echten Sterns zu zünden. Dieses ist erst ab 0,07 Sonnenmassen möglich.

"Unsere Entdeckung zeigt, dass selbst die kleinsten Sterne Planeten haben können", sagte Teamleiter David Bennett von der University of Notre Dame im US-Bundesstaat Indiana. Bislang hätten alle Heimatsterne bekannter Exoplaneten mindestens 20 Prozent der Sonnenmasse - sie seinen also schwer genug, damit die Kernfusion in Gang kommt.

Der Braune Zwerg schimmert nach Darstellung der Forscher schwach fliederfarben am Himmel der neu entdeckten Welt und versorgt sie nur spärlich mit Wärme. Der ferne Planet verfügt nach Angaben der Forscher jedoch wahrscheinlich über eine dicke Atmosphäre, die höhere Temperaturen ermöglichen könnte.

METHODEN DER PLANETENJAGD

Die Suche nach der zweiten Erde

David A. Hardy/ PPARC

Die Entdeckung der ersten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems galt als wissenschaftliche Sensation. 1992 wiesen Forscher die ersten Exoplaneten im Orbit um den Pulsar PSR B1257+12 nach. 1995 fanden Michel Mayor und Didier Queloz erstmals einen Planeten in der Umlaufbahn um einen Stern, der unserer Sonne ähnelt. Zuvor war es unter Forschern heftig umstritten, ob es überhaupt Planeten in den Tiefen des Alls gibt - oder ob unser Sonnensystem das einzige seiner Art ist. Inzwischen sind jedoch weit über 200 Exoplaneten in mehr als 180 Systemen bekannt.

Mit heutigen Teleskopen können Exoplaneten nur unter größten Schwierigkeiten direkt beobachtet werden, da ihr Heimatstern sie bei weitem überstrahlt. Astronomen sind deshalb auf indirekte Methoden angewiesen, die in den vergangenen Jahren immer weiter verfeinert wurden und die Entdeckung immer kleinerer Planeten erlauben. Das begehrteste Objekt ist eine "zweite Erde": ein Felsplanet, der in Größe und Masse der Erde ähnelt und seinen Stern in der sogenannten Grünen Zone umkreist, in der die Existenz von flüssigem Wasser auf der planetaren Oberfläche möglich ist.

Radialgeschwindigkeits-Messung

Die Messung der Radialgeschwindigkeit ist das älteste Verfahren zum Nachweis extrasolarer Planeten. Wenn ein Planet einen Stern umrundet, zwingt er ihm eine leichte Taumelbewegung auf: Der Stern schlingert wie ein Hammerwerfer. Dadurch bewegt er sich minimal auf den Betrachter zu und von ihm weg. Durch den Doppler-Effekt wird das Licht dabei abwechselnd kurzwelliger und langwelliger.

Anfangs war diese Methode noch so grob, dass mit ihr nur große Gasplaneten vom Kaliber des Jupiters entdeckt werden konnten, die ihren Stern zudem in einem engen Orbit umrunden. Leben ist auf diesen glühend heißen Giganten aber kaum möglich. Erst seit kurzem können Wissenschaftler mit dieser Methode auch kleinere Planeten von der Größe der Erde entdecken - vorzugsweise im Orbit um Rote Zwergsterne. Sie sind wesentlich kleiner und kühler als unsere Sonne, weshalb erdähnliche Planeten sie in einer engen Bahn umkreisen und dennoch lebensfreundlich sein können.

Transitmethode

Die Transitmethode kann angewandt werden, wenn ein Planet von der Erde aus gesehen direkt vor seinem Heimatstern vorbeizieht. Dabei verdeckt er einen Teil des Sternenlichts. Anhand der Abdunkelung können Astronomen auf die Existenz des Planeten schließen. Und nicht nur das: Die Transitmethode erlaubt auch gewisse Rückschlüsse auf die Atmosphäre eines Planeten. Während des Transits werden je nach Zusammensetzung der Gashülle verschiedene Wellenlängen des Sternenlichts unterschiedlich stark absorbiert. Auf diese Weise konnten Forscher in der Atmosphäre von HD 209458b Wasserstoff, Sauerstoff und möglicherweise sogar Wasserdampf nachweisen.

Gravitationslinsen-Effekt

Beim Gravitationslinsen-Effekt, auch "gravitational microlensing" genannt, wird das Licht eines Himmelskörpers durch ein Objekt im Vordergrund verstärkt. Der Effekt wird von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie beschrieben: Die Schwerkraft eines Objekts mit großer Masse, etwa eines Sterns oder einer Galaxie, krümmt die Raumzeit und lenkt das Licht ab - so, als ob eine gigantische optische Linse im Raum schweben würde. Auf diese Weise können auch lichtschwache Objekte sichtbar werden, die Astronomen sonst verborgen blieben. Mit dieser Methode wurden bereits mehrere Exoplaneten entdeckt.

Die Astronomen haben den Planeten mit der wissenschaftlichen Bezeichnung MOA-2007-BLG-192-Lb nicht direkt gesehen. Sie entdeckten die ferne Welt über einen Effekt der Allgemeinen Relativitätstheorie, demzufolge der Planet das Licht eines hinter ihm liegenden Sterns wie ein Brennglas bündelt, wie sie in einer der kommenden Ausgaben des Fachblatts "The Astrophysical Journal" berichten. Für diesen sogenannten Gravitationslinsen-Effekt müssen Erde, Planet und Hintergrundstern exakt in einer Linie liegen.

Die meisten der derzeit rund 300 bekannten Exoplaneten wurden dagegen bei sehr viel näheren Sternen entdeckt und verrieten sich durch ihre Schwerkraft, mit der sie an ihrem Heimatstern hin- und herzerren. Bei ihnen handelt es sich meist um riesige, jupiterähnliche Gasplaneten.

hda/dpa