Unser Wissen über Exoplaneten wächst rasant.
In den letzten Jahren haben Astronomen Myriaden von Welten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt
und sogar Informationen über ihre Größe, Temperatur und Atmosphären schlussfolgern können.
Doch wie gelangen Astronomen an diese Details über Planeten, die doch so unglaublich weit von uns entfernt sind?
Die Entdeckung von Exoplaneten mittels Transits
Exoplaneten werfen eine Reihe brennender Fragen auf.
Gibt es andere erdähnliche Welten, vielleicht sogar mit fremdem Leben?
Doch ist es nicht leicht, Antworten darauf zu erhalten.
Exoplaneten entsenden selbst nur wenig sichtbares Licht
und umrunden fremde Sterne, die weit von uns entfernt sind, was es schwer macht, sie zu beobachten.
Transits eröffnen eine der besten Möglichkeiten, Exoplaneten zu untersuchen.
Ein Transit ist, wenn ein Planet aus unserer Sicht vor seiner Heimatsonne entlang zieht
und so zeitweilig etwas verdunkelt.
Die Dauer und die Helligkeitsveränderung in der Lichtkurve
geben den Astronomen Hinweise auf die Größe und Umlaufbahn des Planeten.
Zusätzliche kleine Einbrüche im Helligkeitsniveau kurz vor und nach dem Transit
können einen Satelliten anzeigen, also einen Exomond.
Transits können uns sogar verraten, woraus ein Planet besteht.
Der winzige Teil des Lichtes, das seine Atmosphäre durchquert,
interagiert dort mit Atomen und Molekülen.
Das Licht trägt dann Informationen über diese mit sich,
welche die Wissenschaftler dann nutzen, um auf Bedingungen wie
Temperatur, chemische Zusammensetzung und Entstehungsgeschichte zu schließen.
Doch hat diese Methoden auch Grenzen.
Ein Transit findet nur statt, wenn der Planet zwischen seinem Heimatstern und der Erde vorbeizieht.
Wir müssen also genau auf die Kante seiner Umlaufhbahn schauen.
Das trifft nur auf einen geringen Teil der Planetensysteme zu.
Und dort wo es zutrifft, finden Transits nur selten statt und dauern nur relativ kurz.
Zufallsbeobachtungen sind also unwahrscheinlich.
Die Transitmethode bevorzugt auch die Entdeckung größerer Exoplaneten und solcher, die näher an ihrem Heimatstern stehen.
Solche Planeten blockieren mehr Licht und erzeugen eine stärkere Absenkung der Lichtkurve, was einfacher zu registrieren ist.
Transits geben uns also kein repräsentatives Bild der Vielfalt an Planeten dort draußen.
Es kann sogar Fehlerkennungen geben.
Manchmal wird ein Lichteinbruch durch etwas Anderes ausgelöst, wie zum Beispiel wenn ein Stern vor einem anderen vorbeizieht
in einem Doppelsternsystem.
Trotz dieser Einschränkungen haben Transits eine Vielzahl fremder Welten zu Tage gebracht,
dank der riesigen Zahl von Sternen und Planeten im Universum
und der ausgeklügelten Technik, mit der wir nach ihnen suchen.
Das Hubble Space Telescope ist ein echter Meilenstein auf diesem Gebiet.
Hubble hat die erste Analyse von Atmosphären von Exoplaneten in Erdgröße vorgenommen,
das erste Bild eines Exoplaneten im sichtbaren Licht eingefangen
und das erste organische Molekül in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachgewiesen.
Doch bringen diese bemerkenswerten Entdeckungen auch Hubble an seine Grenzen.
Um noch tiefer in diese fremden Welten vorzudringen,
brauchen wir noch leistungsfähigere Teleskope.
Das zukünftige James Webb Space Telescope wird diese Technologie eine Stufe weiter bringen.
James Webb wird das Universum im Infraroten und mit noch nie dagewesener Empfindlichkeit untersuchen.
Das ist besonders für die Untersuchung von Exoplaneten vorteilhaft,
da Moleküle in den Atmosphären von Exoplaneten die meisten Hinweise im Infrarotbereich hinterlassen.
Insbesondere kann uns dieser Wellenlängenbereich helfen, bewohnbare Exoplaneten zu finden.
Planeten mit den richtigen Bedingungen, um flüssiges Wasser zu erlauben, strahlen Licht mit einem Maximum im Infraroten aus.
Die Empfindlichkeit, mit der James Webb diese Strahlung detektieren kann, wird weitere Geheimnisse der Exoplaneten lüften
und könnte vielleicht sogar Leben dort draußen im Universum finden.
Deutsche Übersetzung: Norbert Vorstädt