Exoplaneten Neue Messmethode hilft bei der Suche nach Wasser

Astronomen fahnden im All nach Planeten, die Leben beherbergen könnten. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist: Wasser. Nun soll eine neue Technik helfen, die Verbindung einfacher auf fernen Himmelskörpern nachzuweisen.

Der Stern HD 189733 und sein Begleiter: Exoplanet braucht gut zwei Tage für eine Umkreisung (Illustration)
ESA / NASA / Frederic Pont / Geneva University Observatory

Der Stern HD 189733 und sein Begleiter: Exoplanet braucht gut zwei Tage für eine Umkreisung (Illustration)


Mit einer neuen Technik haben Astronomen Wassermoleküle in der Atmosphäre eines Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Es ist zwar nicht der erste Hinweis auf Wasser bei diesem Exoplaneten. Neu ist aber die Methode: Sie könne eine Routinesuche nach Wasser bei Hunderten ferner Planeten ermöglichen, berichtete Forschungsleiterin Jane Birkby von der Universität Leiden (Niederlande) auf dem Jahreskongress der britischen Royal Astronomical Society im schottischen St. Andrews.

Die Wissenschaftler hatten den Stern mit der Katalognummer HD 189733 ins Visier genommen, den ein großer Gasplanet (HD 189733b) in nur 2,2 Tagen umkreist. Obwohl das Licht des Planeten mehr als tausendmal schwächer ist als das des Sterns, konnten sie den charakteristischen "Fingerabdruck" von Wassermolekülen aus der Planetenatmosphäre im Spektrum des kombinierten Sternen- und Planetenlichts nachweisen.

Charakteristische Linien im Sternenlicht

Für diese Analyse haben die Forscher eine Standardmethode erweitert, mit der die meisten der bisher rund 900 bekannten Exoplaneten gefunden worden sind: Sie haben sich durch ihre Schwerkraft verraten, mit der sie leicht an ihrem Heimatstern rütteln und ihn so regelmäßig hin- und herschwanken lassen. Das zeigt sich an charakteristischen Spektrallinien, die verschiedene chemische Elemente im Spektrum des Sternenlichts hinterlassen. Wenn diese Spektrallinien leicht hin- und herwandern, ist das ein Hinweis auf einen Begleiter.

Die chemischen Elemente und Verbindungen in der Atmosphäre der Exoplaneten hinterlassen ebenfalls charakteristische Linien im kombinierten Sternen- und Planetenlicht. Allerdings sind diese Linien sehr viel schwächer. Da sich der Planet jedoch stets viel schneller bewegt als sein Stern, schwanken die Linien viel stärker.

Der Begleiter von HD 189733 rast mit einer Bahngeschwindigkeit von rund 400.000 Kilometern pro Stunde um seinen Stern. Entsprechend stark schwanken seine Spektrallinien, was sie von den Linien aus der Atmosphäre seines Heimatsterns unterscheidet. Mit einem neuen Präzisionsinstrument, dem "Cryogenic high-resolution Infrared Echelle Spectrograph" (Crires) am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte Eso in Chile, konnten die Astronomen dies messen.

Suche nach erdähnlichen Planeten - oder sogar Leben - verfeinern

Auf diese Weise hatten Forscher bereits Kohlenmonoxid (CO) in der Atmosphäre nachgewiesen. "Wir wussten, dass unsere Technik für einfache Moleküle bei kürzeren Wellenlängen funktioniert", erläuterte Birkby. "Aber um nach Wasser zu fahnden, mussten wir in einem Bereich größerer Wellenlängen suchen, wo die Erdatmosphäre bereits beginnt, die gesuchten Signale zu verschlucken."

Der dennoch geglückte Nachweis von Wasser eröffne neue Möglichkeiten mit der nächsten Generation von Teleskopen wie dem European Extremely Large Telescope E-ELT, das 2020 in Chile in Betrieb gehen soll.

"Im nächsten Jahrzehnt wird unsere Arbeit Astronomen helfen, ihre Suche nach erdähnlichen Planeten - und sogar nach Leben - zu verfeinern", ist die Forscherin überzeugt. Auf dem nun untersuchten Planeten ist Leben jedoch trotz des Wassers nicht denkbar - seine Oberfläche ist wegen des geringen Abstands zu seinem Stern vermutlich mehr als 1500 Grad Celsius heiß.

wbr/dpa

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Seite 1
Spiegeluniversum 05.07.2013
1.
Toll. Als nächstes kommt Hoffentlich die Möglichkeit, elementaren Sauerstoff nachzuweisen, der zwar keine Voraussetzung für Leben, wie wir es kennen, ist, sondern ein Indiz dafür.
Layer_8 05.07.2013
2. h2o
Zitat von sysopESA / NASA / Frederic Pont / Geneva University ObservatoryAstronomen fahnden im All nach Planeten, die Leben beherbergen könnten. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist: Wasser. Nun soll eine neue Technik helfen, die Verbindung einfacher auf fernen Himmelskörpern nachzuweisen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/exoplaneten-neue-messmethode-hilft-bei-der-suche-nach-wasser-a-909497.html
"seine Oberfläche ist wegen des geringen Abstands zu seinem Stern vermutlich mehr als 1500 Grad Celsius heiß." Gibts bei diesen Temperaturen überhaupt noch Wasser in der Atmosphäre? Wegen Zersetzung meine ich, so ein Molekül bricht ja irgendwann mal auseinender, wenn die kinetische Energie der inneren Freiheitsgrade die Bindungsenergie übertrifft... Ansonsten: Gute Arbeit :-)
lennart 05.07.2013
3. Leben finden
Wenn noch weitere Verfeinerungen bei der Suche nach Exoplaneten kommen, sieht es gut aus, denke ich. Es ist nur eine Frage der Zeit bis wir sie finden. Wenn man bedenkt, wieviele Milliarden Sterne es allein in dieser Milchstraße gibt, von denen wahrscheinlich fast jeder mindestens einen Planeten besitzt, und es noch viel mehr Galaxien gibt, ist es sehr wahrscheinlich, dass es noch -intelligentes- Leben gibt.
Layer_8 05.07.2013
4. och...
Zitat von SpiegeluniversumToll. Als nächstes kommt Hoffentlich die Möglichkeit, elementaren Sauerstoff nachzuweisen, der zwar keine Voraussetzung für Leben, wie wir es kennen, ist, sondern ein Indiz dafür.
...wir kennen auch Leben ohne Sauerstoffatmung und/oder Photosynthese. Nur ist das meist dann eine einzellige Angelegenheit, welche auch ziemlich Alkohollastig sein kann :-)
marthog 05.07.2013
5. optional
"Sie haben sich durch ihre Schwerkraft verraten, mit der sie leicht an ihrem Heimatstern rütteln und ihn so regelmäßig hin- und herschwanken lassen" Terrestrische Planeten sind oft zu leicht, um eine ausreichende Bewegung für diese Messmethode zu bewirken. Meistens bestimmt man damit Gasriesen, die sich sehr dicht am Stern befinden und diese haben vielleicht Wasserdamp in der Atmosphäre, aber doch wohl kaum flüssiges Wasser. Damit Leben entstehen kann, muss der Planet erdähnlich, also terrestrisch, dichte Atmosphäre und innen noch flüssig sein, es muss auf dem Planet über einen langen Zeitraum flüssiges Wasser geben, also zwischen 0° und 100° C.
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