Außerirdische Die Erde als Exoplanet für Aliens
Wir Menschen beobachten Exoplaneten jenseits unseres Sonnensystems mithilfe der Transitmethode. Könnten Aliens unsere Erde genauso entdecken? Es kommt wohl ganz auf den Standpunkt der potenziellen Außerirdischen an.
Unser Sonnensystem ist eines von Milliarden Sternensystemen in unserer Galaxie, der Milchstraße. Ist es wirklich das einzige System, das intelligentes Leben hervorgebracht hat? Das ist eine Frage, die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der SETI-Forschung umtreibt. SETI steht für "Search for Extraterrestrial Intelligence", also die Suche nach extraterrestrischer Intelligenz. Sollte es in unserer Galaxie bewohnte Exoplaneten geben, stellen sich die dortigen Außerirdischen vielleicht genau die gleiche Frage: Sind wir wirklich alleine im All? Vielleicht würden sie sich zunächst auf die Suche nach Exoplaneten begeben - genau wie irdische Astronominnen und Astronomen auf der Erde.
Für Aliens: Kleine Geschichte der Kontaktversuche
- Bereits 1960 nutzten irdische Wissenschaftler das Green Bank Telescope in West Verginia, ein Radioteleskop, um unsere Galaxie gezielt nach Botschaften fremder Intelligenzen abzuhören. Sie hörten nichts.
- 1974 sandte man vom mittlerweile stillgelegten Arecibo-Observatorium sogar eine ausführliche Botschaft mit Informationen über uns Menschen ins All.
- Die beiden 1977 gestarteten Voyager-Sonden haben Botschaften für potenzielle Außerirdische an Bord. Obwohl es sich bei ihnen um die am weitesten entfernten Objekte handelt, die die Menschheit ins All geschickt hat, haben sie Jahrzehnte später erst knapp das Sonnensystem verlassen.
- 1977 empfingen Astronomen im Rahmen eines SETI-Projekts ein starkes Radiosignal aus der Richtung des Sternbild Schützen. Es veranlasste den Astrophysiker Jerry Ehman, es auf dem Ausdruck zu umkringeln und mit einem „Wow!“ zu verzieren. Bis heute gibt es über den Ursprung dieses Wow-Signals nur Spekulationen.
- Im Jahr 2019 empfing ein australisches Teleskop ein angeblich mysteriöses Radiosignal. Es soll aus der Richtung von Proxima Centauri kommen, dem nächstgelegenen Stern jenseits unseres Sonnensystems. Wahrscheinlich aber ist es gar nicht so mysteriös. Die Wahrscheinlichkeit, dass es von Aliens ausgesendet wurden, ist als extremst gering einzustufen.
Fazit: Kontaktversuche an vielleicht dort draußen lebende Außerirdische blieben bislang erfolglos. Botschaften oder gar Antworten ihrerseits gab es nicht.
Wie Exoplaneten von der Erde aus entdeckt werden
Seit in den 1990er Jahren die ersten Exoplaneten entdeckt wurden, sind viele tausende dieser Planeten jenseits unseres Sonnensystems dazugekommen. Exoplaneten sind Planeten, die nicht die Sonne umkreisen, sondern andere Sterne. Tatsächlich haben Astronominnen und Astronomen inzwischen herausgefunden, dass Exoplaneten an sich gar keine Seltenheit sind. Ihnen stehen mehrere Methoden für die Jagd nach Exoplaneten zu Verfügung. Eine davon ist die Transitmethode: Wenn wir mithilfe eines Teleskops das Licht eines Sterns beobachten, vor dem ein Planet vorbeizieht, verdunkelt sich das Licht des Sterns für kurze Zeit. Aus den Eigenschaften dieser Verdunklung kann man die Eigenschaften des Planeten ableiten: seine Umlaufperiode etwa, seine Größe oder auch die Atmosphärenchemie.
So findet man einen Exoplaneten
Stetes Zerren
Mit der Radialgeschwindigkeitsmethode misst man, wie stark ein Planet an dem Stern zerrt, den er umkreist.
Radialgeschwindigkeitsmethode - das Zerren am Stern
Die Sterne, um die Exoplaneten vermutet werden, lassen sich aufgrund ihrer Leuchtkraft sehr detailliert von der Erde aus beobachten. Sie umkreisende Planeten sind dagegen für uns unsichtbar. Doch bei manchen Sternen stellt man ein leichtes Trudeln fest - oft nur wenige Meter pro Sekunde. Diese Bewegung des Sterns entsteht, wenn er von einem größeren Körper umkreist wird: Wie ein Stein in einer Steinschleuder zerrt der Planet an dem Stern, den er umkreist.
Lange Zeit konnte man so aber nur Planeten finden, die vielfach größer als die Erde sind - und manches Mal zu groß: Oft handelt es sich dann nicht um einen Planeten, sondern um einen lichtschwachen Zwergstern. Mit dieser Methode wurden anfangs die meisten Exoplaneten entdeckt. Und: So erfährt man auch gleich, welche Masse der Exoplanet hat.
Kleiner Schatten
Beim Transit (Vorbeiziehen) des Planeten vor dem Stern sinkt dessen Leuchtkraft ein kleines bisschen.
Transitmethode - ein winziger Schatten
Eine zweite Methode zur Entdeckung eines Planeten bei einem fernen Stern ist die sogenannte "Transitmethode": Zieht der Planet vor seinem Stern vorbei, verringert er dessen Lichtstärke ein wenig. Wie ein winziger Schatten wird er in ganz regelmäßigen Abständen messbar - entsprechend seiner Umlaufperiode um seine Sonne. Der Nachteil dieser Methode: Sie ist nur selten anwendbar: Den Transit des Planeten vor seinem Stern können wir nur dann sehen, wenn wir seitlich auf das ferne Sonnensystem blicken. Nur dann tritt der Planet zwischen uns und seinen Stern und macht sich bemerkbar.
Der Vorteil der Transitmethode ist, dass nicht nur Masse und Größe des Planeten genau festgestellt werden können. Wir können sogar die Zusammensetzung seiner Atmosphäre untersuchen, wenn er sich gerade vor den Stern schiebt.
Lichtspitzen
Ein Stern mit planetarem Begleiter verstärkt das Licht des dahinterliegenden Sterns nicht nur an einer Stelle, sondern an zwei.
Gravitationslinseneffekt - Einblicke mit Einstein
Albert Einstein stellte fest, dass Masse den Raum krümmt - und damit auch Lichtstrahlen beugt, die im Weltall unterwegs sind. Dieser Effekt sorgt dafür, dass unser Sternenhimmel voller Lupen ist: Ein Stern im Vordergrund verstärkt wie durch eine Linse das Licht eines weit entfernten Sterns, wenn sich dieser genau hinter ihm befindet - aus unserer Blickrichtung.
Hat der vordere Stern noch einen Begleiter, weist die Lichtkurve des hinteren Sterns zwei Spitzen statt einer auf. Doch diese Methode lässt sich nur dort anwenden, wo der Sternenhimmel so dicht ist, dass wir aus unserem Blickwinkel zwei Sterne genau hintereinander finden - etwa beim Blick in Richtung galaktisches Zentrum. Zudem sagt sie wenig über den Begleiter aus: Es könnte ein Planet sein oder ein zweiter Stern. Auch über seine Größe oder Entfernung gibt diese Methode keinen Aufschluss.
Schnappschuss
Der Exoplanet 2M1207b (links unten) beim Braunen Zwerg 2M1207
Direkte Beobachtung - Schnappschuss ferner Planeten
Manchmal gelingt es, Exoplaneten direkt zu beobachten. Im September 2004 ging zum ersten Mal ein "Foto" eines Exoplaneten durch die Presse: Links neben dem Stern 2M1207 ist deutlich ein zweites Objekt erkennbar: der Exoplanet 2M1207b. Die Aufnahmen im Infrarotbereich unterscheiden sich allerdings deutlich von Fotos, wie wir sie sonst kennen: Die Größe der Objekte etwa entsprechen nicht einer realen Größe, sondern nur der Lichtmenge, die das Objekt ausstrahlt.
Da Photonen von zwei unterschiedlichen Quellen aufgefangen wurden, ist dieses Bild der erste direkte Nachweis eines Exoplaneten - nicht nur ein aus Unregelmäßigkeiten seines Sterns errechneter. Gemacht wurde das Bild übrigens von der Erde aus: Mit dem Very Large Telescope, das die Europäische Südsternwarte ESO in Chile betreibt. Bedauerlicherweise lassen sich bislang so nur sehr große Exoplaneten nachweisen, die in großer Entfernung um ihren Stern kreisen, der selbst nicht allzu hell sein darf.
Auf der Jagd nach Exoplaneten mit der Transit-Methode
Welche Aliens könnten unsere Erde als Exoplanet entdecken?
Was wäre, wenn auch Aliens die Transitmethode nutzen würden?
"Nur aus einem bestimmten Standpunkt im All kann man erkennen, dass die Erde an ihrem Stern, der Sonne, vorbeizieht. Wenn man also von dieser Stelle im Universum beobachten kann, dass die Erde einmal im Jahr an der Erde vorbeizieht und sie etwas verdunkelt, weiß man, dass ein Planet die Sonne umkreist."
- Lisa Kaltenegger, Astrophysikerin an der Cornell University
Mit der ESA-Mission Gaia auf Jagd nach geeigneten Exoplaneten
Das Weltraumteleskop Gaia der europäischen Weltraumorganisation ESA vermisst mit höchster Präzision die Position und Geschwindigkeiten von fast zwei Milliarden Himmelskörpern. Auf dieser umfassenden Datengrundlage konnten Astronominnen und Astronomen berechnen, von welchen Sternsystemen aus in den letzten 5.000 Jahren die Erde überhaupt hätte beobachtet werden können. Die Antwort lautet: 1.715 Sterne. So viele Sterne bis zu einer Entfernung von rund 326 Lichtjahren liegen geometrisch günstig, sodass etwaige dort angesiedelte Außerirdische die Erde mithilfe der Transitmethode entdecken könnten.
Innerhalb der nächsten 5.000 Jahre werden laut dieser Studie weitere 319 Sterne dazukommen, die dann die Erde als Exoplanet entdecken könnten. Darunter sind beispielsweise die Systeme Ross 128 und Trappist-1. Von diesen Systemen wissen irdische Forschende, dass sich dort Planeten in der habitablen Zone befinden - jener Zone um einen Stern, in der es theoretisch flüssiges Wasser geben könnte. Außerdem gibt es unter den 1.715 Sternen 75 Sternsysteme, die von der Menschheit ausgesendete Radiowellen bereits passiert haben.
Blick in die Milchstraße
Wo ist es staubig in der Milchstraße und wo nicht? Gaia kann das messen. Die Ränder sind demnach eher weniger staubig, in der Mitte wird es dunkler, das zeigen die Messungen aus der Datenveröffentlichung vom Juni 2022.
Gute Aussichten für die Erde als Exoplanet?
Natürlich ist vollkommen unklar, ob es in den Sternsystemen jemanden gibt oder gab, der diese menschengemachten Radiosignale empfangen hat. Für SETI-Forscherinnen und Forscher sind derartige Forschungsarbeiten dennoch wertvoll: Denn bei der Suche nach außerirdischem Leben wissen sie so wenigstens, wer in einer Position wäre, ebenfalls zu suchen - und zwar nach der Erde als möglichen Planeten, auf dem es Leben geben könnte.