Fremde Welt: Exoplanet ist schwärzer als Kohle

Der Exoplanet TrES-2b kreist 750 Lichtjahre von der Erde entfernt um seinen Stern - und verblüfft nun die Astronomen. Seine Atmosphäre enthält besonders viele lichtschluckende Substanzen. Deswegen strahlt er nur ein Prozent des Lichts, das ihn erreicht, wieder ins All ab.

Exoplanet TrES-2b (künstlerische Darstellung): Roter Glanz wie glühende Kohle Zur Großansicht
AFP / Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Exoplanet TrES-2b (künstlerische Darstellung): Roter Glanz wie glühende Kohle

Cambridge - Mit großer Regelmäßigkeit können Astronomen den Fund neuer Planeten in fernen Sternsystemen vermelden. Und immer wieder sind besonders exotische Kandidaten dabei - gebeutelt von Monsterstürmen, leicht wie Kork oder taumelnd auf einer tödlichen Bahn. Und auch TrES-2b ist so extremer Fall. Der Planet umkreist rund 750 Lichtjahre von der Erde entfernt einen sonnenähnlichen Stern im Sternbild Drachen - und ist unglaublich schwarz.

Der vor fünf Jahren zum ersten Mal entdeckte Himmelskörper, der mit dem Nasa-Weltraumteleskop "Kepler" untersucht wurde, reflektiere weniger als ein Prozent des einfallenden Lichts, berichten Forscher um David Kipping vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge (US-Bundesstaat Massachusetts) in den "Monthly Notices" der britischen Royal Astronomical Society.

TrES-2b reflektiere weniger Licht "als schwarze Acrylfarbe", sagt Forscher Kipping. "Er ist also wirklich eine fremde Welt." Der Planet, der etwa so groß ist wie der Jupiter, besteht den Forschern zufolge demnach aus Gas - und nicht wie Erde oder Mars aus Gestein.

In der Atmosphäre des Exoplaneten kommen nach Angaben der Forscher möglicherweise lichtabsorbierende Chemikalien wie gasförmiges Natrium, Kalium und Titanoxid vor. Aber keine dieser Substanzen könne die Schwärze des Planeten erklären, der dunkler sei als alle Planeten oder Monde in unserem Sonnensystem. Warum er so "außergewöhnlich dunkel" ist, sei völlig "unklar", erklärt David Spiegel von der Princeton University.

Der Gasplanet TrES-2b umkreist seinen Zentralstern in einer Entfernung von nur fünf Millionen Kilometern. Im Vergleich zur Erde, die in einer Entfernung von rund 150 Millionen Kilometern um die Sonne kreist, ist das sehr nah. Seine Atmosphäre ist mit mehr als 1000 Grad Celsius dementsprechend heiß.

Darum sieht der Planet genaugenommen auch nicht "stockfinster" aus, wie Spiegel klarstellt. "Er ist so heiß, dass er einen schwachen roten Glanz abstrahlt, wie glühende Kohle oder die Heizstäbe in einem elektrischen Kocher."

chs/AFP

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Exoplaneten: Suche nach der zweiten Erde
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.