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Expl0307: Die Exoplaneten
Zuerst waren die Aliens in unseren Filmen böse, dann superlieb und zur Zeit sind sie eher wieder böse. Es ist also die Frage, ob es eine gute Sache ist, dass wir mittlerweile wissen, wieviele Planeten es da draußen so gibt. Hier also die Methoden, mit denen man das so macht…
Download der Episode hier.
Opener: „Outer Space: “We are the Planets,” The Solar System Song“ by StoryBots
Closer: „Carl Sagan Cosmos Intro“ von The Cosmos Is Also Within Us
Beitragsbild: “444226main exoplanet20100414-a-full” by NASA/JPL-Caltech/Palomar Observatory – http://www.nasa.gov/topics/universe/features/exoplanet20100414-a.html. Licensed under Public Domain via Commons.
Musik: „Louder“ von Kinematic / CC BY-ND 3.0
2008 hatte ich eine App auf meinem Telefon, dass mir immer eine Nachricht geschrieben hat, wenn ein neuer Planet entdeckt wurde. Da hab’ ich mich dann jedes Mal ein bisschen gefreut. Letztes Jahr habe ich sie endgültig gelöscht, die dauernden Nachrichten jeden Tag haben einfach genervt.
Denn es ist gar nicht so lange her, da war es keineswegs sicher, ob andere Sonnen in unserer Milchstraße überhaupt Planeten haben. Vielleicht war unser Sonnensystem einfach eine große Ausnahme. Ein Sonderfall in der Milchstraße.
Unsere Heimatgalaxis hat eine Menge Sterne. Wieviele genau, das wissen wir noch nicht einmal. Die Frage nach „Weisst Du wieviel Sterne stehen…“ ist wissenschaftlich gesehen noch nicht eindeutig beantwortet. Es sind in unserer Milchstraße auf jeden Fall mehr als 100 Milliarden und nicht mehr als 300 Milliarden.
Und eine Milliarde ist ein Haufen Zeug. Das vergisst man leicht. Hundert, das kann man sich noch vorstellen. Z.B. einen Hundert-Euro-Schein. So. Um nun eine Million Euro zu haben, braucht man schon 10.000 Hundert-Euro-Scheine. Der Stapel würde dann bis an die Tischkante gehen. Wollte man jetzt eine Milliarde Euros stapeln, dann wäre der entstehende Turm ca. einen Kilometer hoch.
Und mittlerweile geht die Wissenschaft davon aus, dass jeder der Sterne in der Milchstraße einen bis zwei Planeten hat. So, da kuckste, was?
Also mindestens 100 Milliarden Euro, quatsch Planeten in unserer Galaxis alleine. Die ja auch nicht die einzige ist. Wenn also die Wahrscheinlichkeit, dass es noch andere Planeten gibt, auf denen Leben möglich ist, 0,000000000001 % wäre, würde das immer noch reichen.
Denn mittlerweile haben wir fast 2000 Planeten entdeckt. Das war gar nicht einfach. Den Planeten haben gegenüber Sonnen einen entscheidenden Nachteil: Sie leuchten kein bisschen.
Wenn man also mit dem Fernrohr oder einem Teleskop auf eine Sonne kuckt, dann kann man die kleinen schwarzen Punkte darum herum gar nicht sehen, denn die Leuchtkraft der Sonne überstrahlt die einfach.
Darum wurden die ersten Planeten nicht um eine Sonne wie der unseren entdeckt, sondern um einen Pulsar. Das ist ein Neutronenstern. D.h. ein Objekt mit extrem hoher Dichte. Bei einem typischen Durchmesser von 20 km haben diese Sterne oft das doppelte Gewicht der Sonne. Und wenn die sich schnell drehen, dann senden sie eine elektromagnetische Strahlung aus.
Kann man sich gut merken, denn Pulsar ist eine Abkürzung für pulsating source of radio emission, also pulsieren Radioquelle.
Und der polnische Astronom Aleksander Wolszczan und sein Team beobachteten 1990, dass die Radiosendungen des Pulsars PSR 1257+12 regelmäßig gestört werden. Und das war der erste Nachweis für Planeten um einen Stern. Dieser Neutronenstern hat sogar drei Planeten, wir wissen aus diesen Messungen auch um deren Masse und die Umlaufzeit.
Und so müssen wir das fast immer machen, wenn wir Planeten nachweisen. Wir müssen mit Tricks arbeiten. Richtige Fotos von Exoplaneten haben wir ca. 4 Stück. Und die zeigen Planeten, die um braune Zwerge kreisen. Und das sind die lichtärmsten Sterne überhaupt. Und die Planetetn sind weit weg und nur deshalb direkt beobachtbar.
Alle anderen der 2000 Exoplaneten aber finden wir nur durch wissenschaftliche Kniffe. Im wesentlichen gibt es da vier Methoden.
Da wäre die Transitmethode. Wenn wir Glück haben, dann läuft die Bahn des gesuchten Planeten direkt über die Sonne. Sie liegt also horizontal zu unserer Beobachtung. Dann können wir messen, dass die Helligkeit des Sterns abnimmt, wenn der Planet vorüberzieht. Praktisch, geht aber nicht immer.
Dann gibt es die Radialgeschwindigkeitsmethode. Da messen wir einfach, wie sehr der Stern wobbelt. Das ist wahrscheinlich nicht der korrekte wissenschaftliche Ausdruck, aber er beschreibt ganz gut, was da passiert. Sterne ziehen Planeten mit ihrer hohen Masse an, klar. Darum bleiben die in einer Umlaufbahn. Aber Planeten haben auch eine Masse und ziehen den Stern an. Darum liegt der nicht ruhig an einem Punkt, sondern er wobbelt. Das kann man messen und auf die Planeten rückschließen.
So ähnlich geht das auch mit der astrometrischen Methode. Da kann man auf das Wobbeln des Sterns rückschließen, in dem man seine Position in der Relation zu anderen Sternen vermisst.
Spannender ist noch die Gravitational-microlensing-Methode. Klingt cool und ist es auch. Microlense ist ein interessanter astronomische Effekt. Denn Objekte mit großer Masse sorgen dafür, dass selbst das Licht abgelenkt wird, also angezogen wird. Wenn man jetzt also einen Stern beobachtet und ein anderer steht davor, dann wird das Licht des hinteren durch den vorderen verzerrt. Und auch das kann man messen. Das klappt aber nicht oft, darum ist das die seltenste Nachweismethode.
Noch nicht ganz fertig ist eine Methode, die die Beobachtung von Planeten durch die Auswirkungen, die sie auf andere Planeten hat, möglich macht. Auch die Umlaufbahn der Erde wird sozusagen vom Jupiter gestört, wie man sich vorstellen kann.
Und dann bleibt noch die Licht-Laufzeit-Methode. Das ist der Trick mit dem Pulsar von weiter oben.
Auf diese Art haben wir jetzt schon 2000 Planeten nachgewiesen, 800 davon letztes Jahr – weswegen ich die App deinstalliert habe, wie ihr vielleicht verstehen könnt…
Leider sind die entdeckten Planeten alle ziemlich groß, die Methoden sind noch nicht so richtig fein. Das heißt, dass sind fast alles so Brocken wie der Jupiter, Gasriesen mit einer großen Masse. Da wobbelt halt der Heimatstern auch schön. Bis 2004 konnten wir keinen Planeten beobachten, der nicht mindesten die 11fache Masse unseres Planeten hatte.
Aber seit 2013 haben wir auch einen kleinen Exoplaneten in der Tabelle, nämlich Kepler 138b. Der ist nur ein bisschen größer als der Mond. Das ist der Planet, der letztes Jahr als „Erde 2“ durch die Zeitungen geisterte.
Es werden uns nicht so schnell Keplerianer besuchen.
Ob das schade ist oder nicht? Das wäre ein gutes Thema für eine andere Sendung, oder?