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Astronomie: Milchstraße besitzt mehr Planeten als Sonnen

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Die Zahl der fernen Welten im All ist offenbar viel größer als bisher angenommen. Forscher haben in jahrelanger Kleinarbeit 100 Millionen Sterne systematisch überwacht. Das Ergebnis: Planeten gibt es praktisch überall - und Winzlinge wie die Erde könnten sogar am häufigsten vorkommen.

Super-Erde (Computergrafik): Mehr Planeten als Sterne in der Milchstraße? Zur Großansicht
REUTERS / ESO / L. Calcada

Super-Erde (Computergrafik): Mehr Planeten als Sterne in der Milchstraße?

Was für ein Wandel. Noch vor 20 Jahren zweifelten Astronomen daran, dass es im All überhaupt Planeten außerhalb unseres Sonnensystems geben könnte. Dann wurden Anfang der neunziger Jahre die ersten Exoplaneten entdeckt - es war eine wissenschaftliche Sensation. Dennoch galten die fernen Welten zunächst als Exoten. Kaum jemand wagte zu behaupten, dass sie häufiger vorkommen oder gar die Regel sein könnten.

Doch genau das besagt jetzt eine neue Studie. Demnach hat jeder der geschätzt 300 Milliarden Sterne in der Milchstraße mindestens einen Planeten. Das allein würde die Wahrscheinlichkeit, dass die Erde nicht der einzige bewohnte Ort im All ist, gegenüber bisherigen Schätzungen deutlich erhöhen. Doch das internationale Team um Arnaud Cassan vom Astrophysikalischen Institut in Paris hat zudem herausgefunden, dass relativ kleine Planeten - und damit potentiell erdähnliche - am häufigsten sind.

"Planeten kommen in der Milchstraße häufiger vor als Sterne", erklärt Cassan in einer Mitteilung der Europäischen Südsternwarte Eso. Die Astronomen haben hochgerechnet, dass vermutlich etwa zehn Milliarden Sterne unserer Milchstraße Planeten in der sogenannten bewohnbaren Zone besitzen, wo Wasser flüssig wäre. "Wir haben festgestellt, dass es in einer Region, die dem Gebiet zwischen Venus und Saturn in unserem System entspricht, im Schnitt 1,6 Planeten mit einer Masse von fünf Erden oder mehr gibt", erläuterte Teammitglied Uffe Gråe Jørgensen vom Niels-Bohr-Institut der Universität Kopenhagen. Kleinere Planeten kämen eventuell sogar noch häufiger vor.

Planetenjagd mit Linseneffekt

Für ihre Untersuchung nutzten die Forscher den sogenannten Gravitationslinseneffekt - weil er nach ihrer Meinung allen anderen Methoden überlegen ist, wenn man die Verteilung von Planeten messen will. Dieser Effekt sorgt in diesem Fall dafür, dass das Licht eines Sterns durch den Planeten im Vordergrund verstärkt wird. Die Masse des Planeten krümmt die Raumzeit und lenkt das Licht des hinter ihm liegenden Sterns ab - so, als ob eine gigantische optische Linse im Raum schweben würde.

Diese Methode des "gravitational microlensing" unterscheidet sich von anderen Arten der Planetenjagd. Meist verraten sich Exoplaneten, weil sie ihren Heimatsternen eine Schlingerbewegung aufzwingen, ähnlich der eines Hammerwerfers. Viele andere Exoplaneten wurden entdeckt, weil sie aus Sicht der Erde genau vor ihrem Heimatstern vorbeiziehen und dessen Licht minimal abdunkeln.

"Mit diesen beiden Methoden findet man allerdings bevorzugt große und massereiche Planeten, die ihre Sterne eng umkreisen", sagt Joachim Wambsganß von der Universität Heidelberg, einer der Autoren der neuen Studie, die im Fachblatt "Nature" erschienen ist. Bei der Gravitationslinsenmethode sei dieses Problem weit weniger stark ausgeprägt. "Sie ist deshalb die derzeit beste und objektivste Methode, um die Häufigkeit von Planeten zu messen", sagte Wambsganß zu SPIEGEL ONLINE.

Das zeige sich auch an den aktuellen Ergebnissen. 100 Millionen Sterne haben die Astronomen sechs Jahre lang systematisch überwacht und dabei rund 3000 Gravitationslinseneffekte festgestellt. Insgesamt wurden 500 Sterne mit hoher Auflösung beobachtet. Dabei habe man die Gravitationslinseneffekte von zehn Planeten entdeckt. Fünf von ihnen seien Gasriesen von der Größe des Jupiters oder Saturns, fünf seien sogenannte Super-Erden - Planeten mit der fünf- bis zehnfachen Masse der Erde. Allein das zeigt laut Wambsganß den Wert der Methode. Denn unter den bisher bekannten mehr als 700 Exoplaneten haben Super-Erden nur einen Anteil von rund fünf Prozent.

Kritik an Statistiken

Der Nachteil der Methode ist allerdings, dass Gravitationslinseneffekte nur sehr selten auftreten. Entsprechend klein ist die Zahl der Funde und entsprechend groß sind die möglichen Fehlermargen. Zwar rechnen die Forscher vor, dass rund 17 Prozent aller Sterne Planeten von der Masse des Jupiters besitzen, 52 Prozent Neptun-ähnliche Begleiter und 62 Prozent Super-Erden beherbergen.

Allerdings geben die Wissenschaftler bei den Jupiter-Planeten eine mögliche Abweichung von plus sechs und minus neun Prozentpunkten an, bei den Neptun-Objekten sind es schon plus 22 und minus 29. Der Anteil der Super-Erden kann sogar um 35 Prozentpunkte nach oben und 37 nach unten abweichen - also im Extremfall bei 25 oder gar 97 Prozent liegen.

Hans-Jörg Deeg vom Instituto de Astrofísica de Canarias kritisiert nicht nur die geringe Zahl von nur drei Planeten, die für den "Nature"-Beitrag detailliert untersucht wurden. Einer von ihnen sei auch noch gar nicht offiziell bestätigt. Zudem enthalte der Beitrag nicht viel substantiell Neues. Die darin beschriebene Verteilung der Planeten sei bereits bekannt, das Gleiche gelte für die Fähigkeiten der Gravitationslinsenmethode.

Auch Lisa Kaltenegger vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg deutete an, dass es noch einiges zu tun gibt: Sie bezeichnete die neuen Statistiken als "sehr vielversprechend" für die Suche nach erdähnlichen Planeten, wie sie etwa vom "Kepler"-Weltraumteleskop durchgeführt wird.

Mit Material von dpa

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1.
DJ Doena 11.01.2012
Kommt das wirklich überraschend? Ich mein, Sol hat allein neu, äh, nein, acht Planeten. Ich war jetzt eigentlich davon ausgegangen, dass ein planetenloses Sonnensystem die Ausnahme und nicht die Regel sei. Woraus folgt, dass Sonnen und Planeten eher paritätisch seien. Meine Vermutung wäre eher, dass ein Sonnensystem im Schnitt 3-5 Planeten hat. Ob die nun eher Merkur- oder Saturn-ähnlich sind, steht ja wieder auf einem ganz anderen Blatt.
2. Mir schwant übles!
Dumme Fragen 11.01.2012
Zitat von DJ DoenaKommt das wirklich überraschend? Ich mein, Sol hat allein neu, äh, nein, acht Planeten. Ich war jetzt eigentlich davon ausgegangen, dass ein planetenloses Sonnensystem die Ausnahme und nicht die Regel sei. Woraus folgt, dass Sonnen und Planeten eher paritätisch seien. Meine Vermutung wäre eher, dass ein Sonnensystem im Schnitt 3-5 Planeten hat. Ob die nun eher Merkur- oder Saturn-ähnlich sind, steht ja wieder auf einem ganz anderen Blatt.
einige Milliarden Planeten, auf denen sich Leben entwickeln kann, und auf jedem findet sich ein morgens übergelauntes Bewohnerkollektiv, welches sich für die Krönung der Schöpfung hält bzw. als das ihres jeweiligen Gottes ausgewähltes Volk fühlt und das ganze Universum bekehren will...
3. ....
toledo 11.01.2012
Tja, was für ein Pech für die Heilsbringer, die die Erde als einzigartig erhöht haben! Wenns denn eventuell doch mal gelingt, die irrsinnigen Entfernungen zu überwinden, können wir uns doch noch nen schicken Ersatz suchen! Vorausgesetzt, die Natur hat nicht den gleichen Evolutionsfehler gemacht und auch dort die Entwicklung des Menschen ermöglicht!
4.
DJ Doena 11.01.2012
Zitat von Dumme Frageneinige Milliarden Planeten, auf denen sich Leben entwickeln kann, und auf jedem findet sich ein morgens übergelauntes Bewohnerkollektiv, welches sich für die Krönung der Schöpfung hält bzw. als das ihres jeweiligen Gottes ausgewähltes Volk fühlt und das ganze Universum bekehren will...
Ja, aber zum Glück sind die evolutionär alle mindestens 100.000 Jahre auseinander - was in galaktischen Dimensionen lächerlich gering ist. Aber wer weiß, ob es das Jahr 12.012 AD für Menschen überhaupt geben wird. Das ist fast doppelt so viel Zeit in die Zukunft, wie die Pyramiden stehen.
5. Undlich viele Welten
Isix 11.01.2012
Womöglich sagt jetzt noch ein schlauer Wissenschaftler: "In dem unendlich großen Raum existiert eine unendliche Anzahl von Welten. Es gibt unendlich viele Welten, die der unsrigen ähnlich sind, und unendlich viele, die ihr nicht ähnlich sind;". Aber halt, das hat ja in der Antike schon Epikur zu Alexander der Große gesagt. So langsam stellt sich heraus, dass er wohl recht hatte.
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Methoden der Planetenjagd
Die Suche nach der zweiten Erde
ESO
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 eines Sterns, der unserer Sonne ähnelt. Zuvor war 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 rund 600 Exoplaneten in mehr als 480 Systemen bekannt.
Die größte Hürde
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.
Radialgeschwindigkeitsmessung
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.
Gravitationslinseneffekt
Beim Gravitationslinseneffekt, 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.

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