14: Was ist ein Planet? Teil 4: Exoplaneten

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In den letzten drei Artikeln haben wir euch ja einiges über die Geschichte des Begriffes „Planet“ erzählt. Wann galten welche Objekte als Planeten? Wie wird der Begriff heute definiert und wie ist es zu dieser Definition gekommen? Doch dabei sind wir die ganze Zeit in unserem Sonnensystem geblieben. Zum Abschluss dieser Serie wollen wir dieses jedoch verlassen und uns mit einer neuen Art von Planeten befassen, von denen in den letzten 25 Jahren haufenweise Exemplare gefunden wurden: die Exoplaneten.

Wenn ein Planet den Titel „extrasolarer Planet“ (oder kurz Exoplanet) trägt, heißt das nichts anderes, als dass sich dieser Planet außerhalb unseres Sonnensystems befindet. Bis heute sind uns über 4000 solcher Himmelskörper bekannt und es ist wirklich erstaunlich, wie viele verschiedene „Arten“ es gibt. Was habt ihr gesagt? Ihr wollt, dass ich ein paar von ihnen aufzähle? Wenn ihr mich schon so lieb darum bittet, gerne!

Lasst uns dann mit den erdähnlichen Planeten beginnen! Als erdähnliche Planeten bezeichnet man grundsätzlich Himmelskörper, die eine feste Oberfläche aufweisen und die hauptsächlich aus Gestein bestehen. Hierzu zählt man auch die sogenannten Supererden (Gesteinsplaneten mit einer vielfachen Erdmasse). Zu den erdähnlichen Planeten gehören auch die potenziell bewohnbaren Planeten, die haben aber noch deutlich strengere Kriterien, wie zum Beispiel das mögliche Vorhandensein von Wasser oder eine erdähnliche Schwerkraft. Astronomen und andere kluge Köpfe haben schon viele solcher Exemplare entdeckt, bekannte Beispiele sind Teegarden b, Trappist 1e, Kepler-186f und noch viele, viele mehr.

Wichtige Kriterien für einen potenziell bewohnbaren Planeten sind:

  • Der Abstand zum Zentralgestirn (sodass Wasser in flüssiger Form existieren kann)
  • Sauerstoff in der Atmosphäre
  • Annähernd gleiche Anziehungskraft/Masse wie die Erde
  • Sonnenähnliches Zentralgestirn (G-Stern – siehe Infobox)

Astronomen teilen die Sterne in unterschiedliche Gruppen ein, diese Gruppen nennt man „Spektralklassen“ und sie werden mit Buchstaben bezeichnet: Es gibt O-, B-, A-, F-, G-, K- und M-Sterne. Kurz gesagt sind O-Sterne besonders große und helle Sterne, M-Sterne hingegen sehr klein und leuchtschwach. Unsere Sonne ist als G-Stern ungefähr in der Mitte. Falls ihr euch die Buchstaben nicht ohne Weiteres merken könnt, ist das natürlich kein Problem, es gibt mehrere Merksätze dazu. Früher wurde besonders der englische Merksatz „Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me“ beziehungsweise „Oh, Be A Fine Guy, Kiss Me“ verwendet. Eine neuere Variante aus Bayern ist: „Ohne Bier Aus‘m Fass Gibt‘s Koa Maß.“ Falls ihr euch gerade denkt: „Offenbar Benutzen Astronomen Furchtbar Gerne Komische Merksätze“, kann ich euch nur Recht geben.

Die Experten unter euch sagen jetzt bestimmt: „Es braucht doch gar keinen G-Stern!“ Und ich sage, es kommt drauf an! Natürlich wäre Leben auch um einen M-Stern/K-Stern möglich, aber diese kleinen Roten Zwerge sind gemeingefährlich sag ich euch! Während unsere Sonne immer recht gleichmäßig vor sich hinfusioniert (für „Kernfusion“ siehe Weltallwissend 01 „Der Tod der Sonne“), schleudern rote Zwerge des Öfteren große Mengen an gefährlicher Röntgenstrahlung in das All hinaus und keine uns bekannte Lebensform überlebt, über einen langen Zeitraum hinweg, eine Röntgenstrahlenattacke!

Aber lassen wir das, wir kommen schon wieder vom Hundertsten ins Tausendste, wie man so schön sagt. Beginnen wir lieber mit einer neuen Kategorie von Exoplaneten, den heißen Jupitern (auf Englisch Hot Jupiters). Ein heißer Jupiter ist ein Gasplanet, der ungefähr dieselbe Masse besitzt, wie „unser“ Jupiter, oder etwas mehr, und dessen Oberflächentemperatur deutlich höher ist (ab 630°C zählt man sie zu den heißen Jupitern). Grund dafür ist, dass diese Art Exoplanet ihrer Sonne ungewöhnlich nahe ist. Viele von ihnen weisen daher auch eine gebundene Rotation auf.

Ein Himmelskörper hat eine gebundene Rotation, wenn er seinem Zentralgestirn immer dieselbe Seite zeigt. Dies kommt zustande, wenn der Himmelskörper dem Zentralgestirn sehr nahe ist und dessen Gravitation die Eigenrotation des Himmelskörpers sozusagen an dessen Umlaufbahn „bindet“. Ein gutes Beispiel dafür ist unser Erdmond.

Wissenschaftler und Forscher sind sich noch nicht einig, wie es dazu kommen kann, dass Gasplaneten, die für gewöhnlich weiter außen in der protoplanetaren Scheibe entstehen, sich ihrem Mutterstern so sehr an die Pelle rücken. Eine Theorie ist, dass sie sich quasi immer weiter ins innere Sonnensystem „hineingefressen“ haben, also auf der Suche nach Gas und Staub, dem Stern immer näher gekommen sind. Ein recht bekannter Vertreter der heißen Jupiter ist 51 Pegasi b, er war der erste uns bekannte Exoplanet, der im Jahre 1995 entdeckt wurde.

Eine protoplanetare Scheibe ist eine ringförmige Scheibe aus Staub und Gas um einen Protostern (die Vorform eines Sterns), in der sich später einmal die Planeten und Monde und das ganze Drumherum was ein gutes Sonnensystem halt so braucht, bildet. Bei Weltallwissend werdet ihr zu dem Thema aber bald mehr erfahren…

Und weil ich weiß, dass ihr wissbegierig seid, und weil ich auch weiß, dass ich gerade sehr motiviert bin, erzähle ich euch noch von einer weiteren Art von exosolaren Planeten.

Ich persönlich finde die Einzelgänger-Planeten sehr spannend, auch wenn es schwer ist, die zu finden. Einzelgänger-Planeten sind Planeten, die so quasi aus ihrem eigentlichen Bezugssystem durch gravitative Einflüsse „herausgeschmissen“ worden sind (oder sie waren nie an ein Zentralgestirn gebunden) und jetzt allein durch das interstellare Medium reisen. Können einem glatt leidtun. Ziehen allein und in völliger Dunkelheit ihre Bahnen um ihre Galaxie ohne jegliche Begleitung. Einige Wissenschaftler haben ausgerechnet (wobei, ausgerechnet haben das eher die Computer, die sie benutzt haben) wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein solcher Einzelgänger in unser Sonnensystem platzt. Ich kann euch beruhigen, sie ist äußerst gering. Die Science Busters (österreichisches Wissenschaftskaberett) drücken es so aus: „Wenn Sie barfuß durch eine riesige, leere Montagehalle gehen und irgendwo liegt ein rostiger Nagel auf dem Boden, so müssen Sie schon gewaltiges Pech haben, wenn Sie draufsteigen und sich eine Blutvergiftung zuziehen.“

Doch es ist noch umstritten, ob wir diese einsamen Kerle überhaupt noch Planeten nennen können. Denn wie in dieser Serie bereits erwähnt (siehe Weltallwissend 13 „Was ist ein Planet? Teil 3: Von Pluto und anderen Zwergen“), beinhaltet die offizielle Definition dieses Wortes die Bedingung, dass ein Planet um einen Stern kreisen muss und das trifft auf einen Einzelgänger-„Planeten“ nun mal nicht zu.

Und tatsächlich konnte noch niemand zweifelsfrei nachweisen, dass es Einzelgänger-Planeten gibt. Es wurden zwar schon einige Exoplaneten entdeckt, die so weit von dem nächsten Stern entfernt sind, dass sie alleine durch das All reisen könnten, doch es wäre bei allen noch möglich, dass sie einfach nur eine sehr große Umlaufbahn haben wie in unserem Sonnensystem beispielsweise Uranus und Neptun.

Aber da wir jetzt schon über so viele verschiedene Exoplaneten geredet haben, muss ich natürlich auch noch erklären, wie man sie überhaupt findet. Die bekannteste Methode ist, denke ich, die Transitmethode. Wenn ein Planet einen Stern umkreist und an ihm vorbeizieht, verdunkelt er ihn etwas. Diese Helligkeitsschwankungen kann man messen und somit feststellen, ob sich dort ein Planet befindet. Das Kepler-Teleskop hat so unzählige Planeten entdeckt und insgesamt wurden 80% der bekannten Exoplaneten auf diese Art entdeckt. Einfach aber genial, oder? Und da ich euch nicht überfordern möchte, erspar ich euch jetzt mal noch weitere Methoden… Ich denke, es ist besser, ihr verarbeitet diese ganze Informationsflut mal.

Oft werde ich gefragt, was denn mein Lieblings Exoplanet sei und dann sage ich immer: „Wie kann ein halbwegs gescheiter Mensch einen Liebl…KEPLER-186f“

Quellen: