Was ist ein Exoplanet?

Was ist ein Exoplanet?

Überblick

Überblick

Die meisten der bisher entdeckten Exoplaneten befinden sich in einer relativ kleinen Region unserer Galaxie, der Milchstraße. Durch das Kepler-Weltraumteleskop der NASA wissen wir, dass es mehr Planeten als Sterne in der Galaxie gibt.

Durch die Messung der Größe (Durchmesser) und Masse (Gewicht) von Exoplaneten können wir die Zusammensetzung von sehr felsigem Gestein (wie Erde und Venus) bis zu sehr gasreichem Gas (wie Jupiter und Saturn) feststellen. Exoplaneten bestehen aus ähnlichen Elementen wie die Planeten in unserem Sonnensystem, aber die Mischung dieser Elemente kann unterschiedlich sein. Einige Planeten bestehen überwiegend aus Wasser oder Eis, während auf anderen Eisen oder Kohlenstoff vorherrscht. Wir haben Lavawelten identifiziert, die mit geschmolzenen Meeren bedeckt sind, aufgeblähte Planeten mit der Dichte von Styropor und dichte Kerne von Planeten, die noch um ihre Sterne kreisen.

Die ersten Exoplaneten wurden in den 1990er Jahren entdeckt, und seither haben wir Tausende von ihnen mit einer Vielzahl von Nachweismethoden identifiziert. Es ist ziemlich selten, dass Astronomen einen Exoplaneten durch ihre Teleskope so sehen, wie man den Saturn von der Erde aus durch ein Teleskop sehen könnte. Das nennt man direkte Bildgebung, und nur eine Handvoll Exoplaneten wurde auf diese Weise gefunden (und dabei handelt es sich in der Regel um junge Gasriesenplaneten, die sehr weit von ihren Sternen entfernt kreisen).

Jetzt leben wir in einem Universum voller Exoplaneten. Die Zahl der bestätigten Planeten geht in die Tausende, Tendenz steigend. Dabei handelt es sich nur um einen kleinen Ausschnitt aus der gesamten Galaxie. Die Zahl könnte innerhalb eines Jahrzehnts in die Zehntausende steigen, wenn wir die Anzahl und die Beobachtungsleistung der in den Weltraum geschickten Roboterteleskope erhöhen.

Die meisten Exoplaneten werden durch indirekte Methoden gefunden: Messung der Verdunkelung eines Sterns, an dem zufällig ein Planet vorbeizieht, die so genannte Transitmethode, oder Beobachtung des Spektrums eines Sterns auf die verräterischen Anzeichen eines Planeten, der an seinem Stern zieht und eine subtile Dopplerverschiebung seines Lichts verursacht. Weltraumteleskope haben Tausende von Planeten durch die Beobachtung von „Transits“ gefunden, also der leichten Abschwächung des Lichts eines Sterns, wenn sein winziger Planet zwischen ihm und unseren Teleskopen vorbeizieht. Andere Nachweismethoden sind das Gravitationslinsenverfahren, die so genannte „Wobble-Methode“.

Aber wenn mehrere Methoden zusammen eingesetzt werden, können wir die Lebensdaten ganzer Planetensysteme erfahren – ohne jemals die Planeten selbst direkt abzubilden. Das bisher beste Beispiel ist das etwa 40 Lichtjahre entfernte TRAPPIST-1-System, in dem sieben etwa erdgroße Planeten einen kleinen, roten Stern umkreisen.

Die TRAPPIST-1-Planeten wurden mit bodengebundenen und Weltraumteleskopen untersucht. Die weltraumgestützten Studien ergaben nicht nur ihre Durchmesser, sondern auch den subtilen Gravitationseinfluss, den diese sieben dicht beieinander liegenden Planeten aufeinander ausüben; daraus ermittelten die Wissenschaftler die Masse jedes Planeten.

Jetzt kennen wir also ihre Massen und ihre Durchmesser. Wir wissen auch, wie viel der von ihrem Stern abgestrahlten Energie auf die Oberflächen der Planeten trifft, was es den Wissenschaftlern ermöglicht, ihre Temperaturen zu schätzen. Wir können sogar das Lichtniveau und die Farbe des Himmels abschätzen, wenn wir auf einem dieser Planeten stehen würden. Und obwohl vieles über diese sieben Welten noch unbekannt ist, einschließlich der Frage, ob sie Atmosphären oder Ozeane, Eisschichten oder Gletscher besitzen, ist es das am besten bekannte Sonnensystem neben unserem eigenen.

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  Planetentypen

  Exoplaneten gibt es in den unterschiedlichsten Größen, von Gasriesen, die größer als Jupiter sind, bis hin zu kleinen, felsigen Planeten, die etwa so groß sind wie Erde oder Mars. Sie können heiß genug sein, um Metall zu kochen, oder tiefgekühlt sein. Sie können ihre Sterne so eng umkreisen, dass ein „Jahr“ nur ein paar Tage dauert; sie können zwei Sonnen gleichzeitig umkreisen. Einige Exoplaneten sind sonnenlose Schurken, die in ständiger Dunkelheit durch die Galaxie wandern.

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