Supererden: Die Suche nach einem Ersatz-Planeten

Sogenannte Supererden könnten ähnliche Voraussetzungen für Leben bieten, wie die Erde. Zwar haben Astronom*innen mittlerweile viele solcher Planeten entdeckt, doch ob sie eine Atmosphäre haben und wie diese zusammengesetzt sind, ist äußerst kompliziert zu bestimmen.

Obwohl er unserem Sonnensystem am nächsten ist, ist wenig über den Exoplaneten Proxima Centauri b bekannt
Obwohl er unserem Sonnensystem am nächsten ist, ist wenig über den Exoplaneten Proxima Centauri b bekannt. Foto: ESO / M. Kornmesser / Reuters

Über eine Billion: So viele Exoplaneten könnte es Forschenden zufolge in der Galaxie Milchstraße geben. So werden Planeten bezeichnet, die sich außerhalb unseres Sonnensystems befinden – selbst aber um einen sonnenähnlichen Stern kreisen.

Ausganspunkt zur weiteren Erforschung des Alls

Die Suche nach Exoplaneten wird vor allem dadurch motiviert, dass sie der Erde ähneln und damit theoretisch ebenfalls bewohnbar sein könnten.

Nicht nur geht es dabei um die Beantwortung der Frage, ob auch außerhalb der Erde Leben möglich ist – ein erdähnlicher Exoplanet könnte auch wichtige Hinweise zur weiteren Erforschung des Weltalls geben.

Supererden besonders interessant

Bislang hat die US-Weltraumbehörde und größte astronomische Forschungseinrichtung, die NASA, über 5.000 Exoplaneten gefunden und bestätigt. Darunter besonders von Interesse: Supererden. Dabei handelt es sich um Exoplaneten, die mindestens die Masse der Erde aufweisen, aber nicht sehr viel größer sind.

Eine ähnliche Masse soll die Chance erhöhen, dass auf der Supererde eine vergleichbare Atmosphäre entstanden ist – wie die auf unserer Erde. Somit könnte der Planet bewohnbar sein. Bei rund einem Drittel aller bislang bestätigten Exoplaneten handelt es sich um solche Supererden.

Größe, Distanz zum Stern, Strahlung

Im Interview mit Mashable bezeichnet der NASA-Forscher Renyu Hu Supererden als „besonders aufregende Planeten“. Dazu zählt er etwa LP 890-9 c. Das ist eine Supererde, die erst vergangenes Jahr entdeckt wurde und vielversprechende Eigenschaften bereithält.

Es handelt sich dabei um einen felsigen Planeten, rund 40 Prozent größer als die Erde, der einen sonnenähnlichen Stern in der sogenannten habitablen Zone umkreist. Planeten, die sich in diesem Bereich zu „ihrem“ Stern befinden, könnten flüssiges Wasser tragen. Der minimale und maximale Abstand ist dabei nicht immer gleich, sondern hängt von der Leuchtkraft des Sterns ab. Daraus leitet sich die Oberflächentemperatur und die Intensität an Strahlung ab, die auf der Oberfläche des Planeten herrschen. Beides sind wichtige Voraussetzungen, neben der Existenz von Wasser, ob ein Planet bewohnbar ist.

Gibt es eine Atmosphäre?

Das ist aber nicht alles. Wichtig ist auch, ob den Planeten eine Atmosphäre umgibt und aus aus welchen Gasen sie besteht. Die der Erde enthält beispielsweise Stickstoff und Sauerstoff und Spuren weiterer Gase wie Argon und Kohlendioxid. Die Zusammensetzung zu bestimmen, selbst aus vielen Lichtjahren Entfernungen, dafür haben Forschenden starke Teleskope entwickelt. Mit ihrer Hilfe können sie näherungsweise ermitteln, welche Moleküle in fernen Atmosphären enthalten sind.

Allerdings funktioniert das nicht bei allen Exoplaneten, denn es kommt auf ihre Position im All an. Sie müssen sich, von der Erde aus gesehen, vor ihrem Stern vorbeibewegen. Nur dann dringt das Licht des Sterns von hinten durch die Atmosphäre des Planeten und trifft nach langer Reise auf das derzeit leistungsstärkste Teleskop, das James-Webb-Weltraumteleskop.

Nächster Exoplanet liegt ungünstig

Dort schlüsseln Spektrografen das empfangene Licht auf. Sie erkennen, ob es alle natürlichen Wellenlängen enthält oder nicht. Im zweiten Fall könnte das daran liegen, dass Gasmoleküle in der Atmosphäre des entfernten Exoplaneten Licht in manchen Wellenlängen absorbiert haben. Weil sich unterschiedliche Gase jeweils anders verhalten, kann aufgrund der hier empfangenen Wellenlängen auf die Zusammensetzung der fernen Atmosphäre geschlossen werden.

Wenn aber die Positionen des Sterns und des Exoplaneten nicht passen, gelangt kein durch die Atmosphäre gebrochenes Licht zur Erde. Das ist beispielsweise der Fall bei „Proxima Centauri b“, dem unserer Erde nächsten Exoplaneten. Aus diesem Grund ist wenig über ihn bekannt, auch wenn er schon vor über sechs Jahren entdeckt wurde.

Wie weit entfernt sind die Planeten?

NASA-Forscher Renyu Hu sagt, dass es zahlreiche vielversprechende Supererden gebe, die beispielsweise „Oberflächentemperaturen haben, die mit denen der Erde vergleichbar sind“. Sie böten zudem die richtigen physikalischen Bedingungen, um nach einer möglichen Bewohnbarkeit zu suchen.

Doch auch wenn alle Voraussetzungen erfüllt sind, handelt es sich bei der Suche Hus und seiner Kolleg*innen bislang um eine Maßnahme für eine ferne Zukunft. Zwar lernen sie mit jeder Entdeckung mehr, doch befinden sich die Supererden oft in so großer Distanz zur Erde, dass ein Menschenleben kaumausreicht, um dorthin zu reisen.

Bewohnbar oder nicht, das ist sicherlich die entscheidende Frage. Dazu kommt aber auch diese: Ist die potenzielle Ersatz-Erde auch erreichbar?

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