weltall Kosmischer Glühwurm

Erstmals haben Astronomen das Licht ferner Planeten entdeckt. Die Theoretiker rätseln: Warum kreisen die schweren Planeten so dicht um ihre Sterne?

Signale von Außerirdischen stellt man sich anders vor. Dieses hier war das schwache Flackern eines Sterns, ein kurzes Zwinkern, aufgenommen mit der weltbesten Infrarotkamera auf einem Satellitenteleskop der Nasa. Aber es reichte, um David Charbonneau in helle Aufregung zu versetzen: „Als ich zum ersten Mal die Daten sah, war ich elektrisiert“, sagt der Planetenjäger vom Harvard Smithsonian Center for Astrophysics. „Wir sehen hier das Glühen fremder Welten.“

Charbonneau hat die Wärmestrahlung eines „Exoplaneten“ empfangen: Eines Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, 150 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der Planet ist so groß wie der Jupiter und umrundet einen Stern im Sternbild Leier (Lyra). Für einen Umlauf braucht er nur drei Tage. Als der Exoplanet mal wieder hinter seiner Sonne verschwand, filmten die Astronomen die Infrarotstrahlung des Sterns. Für ein paar Stunden wurde sie etwas schwächer und nahm dann wieder zu. Die fehlenden Promille konnten nur von dem Planeten stammen.

Für die Fachwelt ist das eine kleine Sensation. Bislang gab es nämlich nur indirekte Hinweise darauf, dass andere Sterne im Weltall ebenso von Planeten umgeben sind wie unsere Sonne. Die Messung sei vergleichbar mit der Herausforderung, ein Glühwürmchen neben einem Flutlicht zu entdecken, schwärmt Charbonneau. Am Mittwoch präsentierte er seine Daten gemeinsam mit einer konkurrierenden Forschergruppe, die ähnliche Messungen an einem anderen Exoplaneten durchgeführt hat, der Öffentlichkeit.

Die neuen Ergebnisse kommen pünktlich zum 10-jährigen Jubiläum: 1995 fanden Schweizer Astronomen den ersten Hinweis auf einen Exoplaneten. Sie hatten im Sternbild Pegasus einen Stern entdeckt, der abwechselnd rötlicher und wieder bläulicher strahlte, mit einer regelmäßigen Periode von vier Tagen. Das ließ sich nur durch den Dopplereffekt erklären: Wie die Sirene, die beim herannahenden Krankenwagen heller tönt als beim wegfahrenden, schien der Stern mal auf die Erde zu, mal von der Erde weg zu eiern. Ein zweiter Himmelskörper musste mit dem Stern um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreisen. Fremde Welten-Alarm! Was die Astronomen aus ihren Daten destillierten, hatte mit unserem Planetensystem indes wenig gemein: Der Exoplanet „51 Pegasi b“ war fast so schwer wie der Jupiter, aber nur acht Millionen Kilometer vom Zentralgestirn entfernt – ein Zwanzigstel der Distanz Erde-Sonne. „Die Theoretiker waren geschockt“, erinnert sich Günther Wiedemann von der Hamburger Sternwarte. Niemand hätte erwartet, dass so ein großer Planet so dicht an einer heißen Sonne überhaupt existieren kann.

In den vergangenen zehn Jahren sind mithilfe des Dopplereffekts rund 150 weitere Sterne in unserer Milchstraße entdeckt worden, die womöglich von Exoplaneten umkreist werden. Fast monatlich kommt ein neuer Kandidat hinzu, meistens ein „heißer Jupiter“ – groß wie Jupiter, aber viel näher am Zentralgestirn. Es könnte sich bei den Begleitern allerdings auch um ausgebrannte Sterne oder Planet-Stern-Zwitter (braune Zwerge) handeln. Ziemlich sicher sind sich die Astronomen nur bei einer Handvoll Sterne, deren Licht kurze Zeit schwächer wird, wenn der Planet vor ihnen vorüberzieht. Die Planeten direkt zu sehen, schien lange Zeit unmöglich.

So scheiterte der Versuch, das Licht von Exoplaneten mithilfe des Hubble-Teleskops zu empfangen. Die Sterne blendeten zu stark. Auch der Versuch, die infrarote Wärmestrahlung eines Exoplaneten von der Erde aus zu messen, blieb erfolglos. Der Hamburger Astronom Günther Wiedemann versuchte das vor zwei Jahren mit dem Very Large Telescope in Chile – vergebens. Die Wärmestrahlung der Erde störte die Detektoren. „Schon ein Mensch, der sich neben die Kamera stellt, verändert durch seine Körpertemperatur die Messung“, sagt Wiedemann.

Erst mit dem Spitzer Space Teleskop der Nasa feiern die Planetenforscher nun ihren Triumph. Drake Deming vom Goddard Center for Astrobiology meldet in der Online-Ausgabe von Nature ein Infrarotsignal des jupiterähnlichen Begleiters von HD 209458 im Sternbild Pegasus. David Charbonneaus Arbeit über das Rotlicht des Exoplaneten „Tres-1“ wird im Juni im Astrophysical Journal erscheinen. Aus der Wärmestrahlung leiten die Forscher die Temperatur der Sterne ab. Sie ist neben der Masse der wichtigste Parameter, um die Entstehung von Planeten zu verstehen. Demings Exoplanet ist 850 Grad Celsius heiß, „Tres-1“ schmort bei knapp 800 Grad.

Doch bei allem Jubel über die neuen Messungen – für die Theoretiker gibt es noch einiges zu tun. „Das sind schöne Ergebnisse“, sagt Günther Wuchterl von der Universitäts-Sternwarte Jena, „aber ich springe jetzt nicht vor Freude in die Luft“. Denn warum so große Planeten so dicht um die Sterne kreisen, ist weiterhin unklar. Viele Planetenforscher gehen davon aus, dass ein jupiterähnlicher Planet aus größeren Eisklumpen entsteht, die Staub und Materie durch die Gravitation an sich ziehen. So nah an den Sternen ist es jedoch viel zu heiß für dieses Szenario. Die Theoretiker sind in zwei Fraktionen gespalten. Die einen glauben, dass die Planeten in weiter Entfernung zu ihrer Sonne entstanden, ähnlich wie Jupiter in unserem Sonnensystem, und dann irgendwie in Richtung Stern gedriftet sind. Das ist die Migrationstheorie. Die anderen glauben, dass in den Staubscheiben, aus denen sich die Planeten formten, viel mehr Materie vorhanden war als in unserem Sonnensystem. Diese Minderheitenmeinung vertritt Wuchterl. Nicht alle fremden Welten müssen nach demselben Muster entstanden sein wie unsere Welt, sagt er. „Wir müssen unseren Heliozentrismus aufgeben.“

Es wäre nicht das erste Mal.