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«Die Vielfalt der Planetensysteme hat uns überrascht»

Astrophysiker Willy Benz will wissen, unter welchen Umständen im All Leben wie auf der Erde entstehen kann. Er sucht die Antworten auf Planeten, die ihre Bahnen um weit entfernte Sterne ziehen.

«Spezies kommen und gehen, aber das Leben überlebt»: Astrophysiker Willy Benz von der Universität Bern.
Bild: Béatrice Devènes

Im Büro von Willy Benz an der Universität Bern stehen bemalte Styroporkugeln, in der Grösse so unterschiedlich wie Tennis- oder Sitzbälle – Modelle von Planeten. Doch der Astronom interessiert sich für Himmelskörper, die sehr viel weiter weg sind: Exoplaneten, die um ferne Sterne kreisen.

Wie ist unser Sonnensystem entstanden? Und wie das Leben auf der Erde? Antworten suchen Benz und sein Team vom neu gegründeten Zentrum für «Space and Habitability» (siehe unten) ausserhalb unseres Sonnensystems. Planeten, die um andere Sterne als unsere Sonne kreisen, sollen Aufschlüsse darüber liefern, wie sich Planetensysteme formen, über Jahrmilliarden entwickeln – und unter welchen Umständen organisches Leben entstehen kann.

Lange waren Planeten anderer Sterne nicht mehr als eine vage Vermutung. Bis 1995 Michel Mayor von der Universität Genf, bei dem Benz doktoriert hat, den ersten nachweisen konnte. «Vor zwanzig Jahren gab es unseren Forschungszweig innerhalb der Astronomie noch gar nicht, nun ist er regelrecht explodiert», erzählt der Astrophysiker mit charmantem Westschweizer Akzent. Laufend werden neue Exoplaneten entdeckt, fast im Wochentakt findet irgendwo ein Kongress zum Thema statt. Mittlerweile kennt man 599 Exoplaneten, die um 463 Sterne kreisen. Und über tausend weitere Kandidaten warten darauf, als Planeten verifiziert zu werden. Ähnlich viel Interesse weckt nur noch die Frage nach der Beschaffenheit der Dunklen Materie im Kosmos.

Fast alle Sterne haben Planeten

Heute geht man davon aus, dass praktisch alle sonnenähnlichen Sterne von Planeten umkreist werden. Bei 10 Prozent aller untersuchten Sterne hat man Gasriesen entdeckt, Planeten wie den Jupiter. Sogenannte Supererden, Planeten, die zehnmal schwerer als die Erde sind, findet man bei einem Drittel. Kleinere Planeten dürften noch häufiger sein, heutige Instrumente können sie aber nicht aufspüren. «Doch wir rechnen damit, dass in den nächsten zwei, drei Jahren Planeten mit einer Erdmasse gefunden werden können», sagt Benz.

Mehrere Tausend Sterne sind bisher auf Planeten untersucht worden. Das ist ein winziger Ausschnitt unserer Galaxie, der Milchstrasse, deren Durchmesser 100 000 Lichtjahre beträgt. Nur gerade unsere nächste Nachbarschaft im Umkreis von 150 Lichtjahren können Astronomen in genügender Auflösung beobachten, um Planeten zu entdecken.

«99 Prozent der uns bekannten Exoplaneten hat noch niemand gesehen», sagt Benz. Sie lassen sich nur indirekt beobachten. Ist ein Planet schwer und seine Umlaufbahn nah am Stern, dann rüttelt er leicht daran, da sich beide um einen gemeinsamen Schwerpunkt drehen. Zieht ein Planet von uns aus gesehen seine Bahnen vor dem Stern vorbei, dann schwankt dessen Leuchtkraft leicht und regelmässig. Wenn er genau vor oder hinter dem Stern steht, verändert sich ausserdem die spektrale Zusammensetzung des empfangenen Lichts.

Ausserirdisches Leben

Mit diesen Daten lassen sich die Masse respektive der Durchmesser eines Exoplaneten bestimmen, im Idealfall beides, dann kann man auch seine Dichte berechnen und abschätzen, ob er aus Eis, Fels, Eisen oder Gas besteht. Im Spektrum kann man bestimmte chemische Elemente erkennen. So wurde etwa bei einigen Planeten Stickstoff nachgewiesen, der auch den grössten Teil unserer Atmosphäre stellt.

Die Planetenjagd überlässt Benz weiterhin seinen Kollegen in Genf. Sein interdisziplinäres Team in Bern will vorwiegend bereits bekannte Exoplaneten genauer untersuchen. «Vor allem die Vielfalt der Systeme hat uns überrascht», sagt er. Das dürfte auch für das Leben im All gelten. Von unserem Planeten wissen wir, in welch unterschiedlichen Umgebungen es bestehen kann, von der kalten Ozeantiefe bis zur heissen Wüste. Seit dreieinhalb Milliarden Jahren hat es alle noch so dramatischen Veränderungen überstanden. «Spezies kommen und gehen – aber das Leben überlebt», fasst Benz zusammen.

Was aber macht einen Planeten bewohnbar? «Wir gehen davon aus, dass Leben auch auf Exoplaneten aus denselben organischen Bausteinen besteht wie bei uns», erklärt Benz. «Für deren Entstehung braucht es flüssiges Wasser und eine Atmosphäre, nicht zuletzt als Strahlenschutz.» Also müssen auf einem Planeten mit demselben Luftdruck wie bei uns Temperaturen zwischen 0 und 100 Grad Celsius herrschen. Dies wiederum hängt von der Distanz zum Stern ab, den er umkreist. In unserem Sonnensystem würde auch der Mars innerhalb der sogenannt habitablen Zone liegen, Venus knapp ausserhalb. Die Beispiele zeigen, dass es noch weitere Faktoren braucht. Die Venus ist ein toter Brocken, und ob es auf dem Mars je Leben gegeben hat, ist unklar.

Es bleiben offene Fragen

Unter den bekannten Exoplaneten gibt es ein paar, die in der habitablen Zone liegen könnten. Schlüssige Hinweise auf Leben aber hat man noch keine gefunden, zurzeit könnte man solche gar nicht messen. Doch geht man eher von einem breiteren Spektrum möglicher Kandidaten aus als vor ein paar Jahren.

Noch bleibt die Frage, ob wir alleine im Universum sind, unbeantwortet. Darüber, ob wir und unser Planet Ausnahmeerscheinungen sind oder ein durchschnittlicher Normalfall von Leben im All, wagt Benz keine Aussage.

Und obwohl wir nie zu diesen Planeten reisen werden und die Kommunikation mit eventuellen Nachbarn extrem schwierig sein würde – alle Exoplaneten sind sehr weit weg –, hat das Wissen über sie einen ganz direkten Nutzen für uns. «Je mehr unterschiedliche Systeme wir kennen, desto besser verstehen wir insgesamt auch etwas über unsere Herkunft. Und letztlich auch etwas darüber, was wir tun müssen, damit es uns noch eine Weile gibt», sagt Benz.

Mit der uralten Frage nach unserer Herkunft stellt sich untrennbar auch jene nach einem Schöpfer. Hatte ein Gott seine Finger im Spiel? «Wer weiss, ob er auch noch die Zeit hätte, das mehrfach im Universum zu machen», scherzt Benz und fügt ernsthaft hinzu: «Als Wissenschaftler ist es nicht wichtig, was ich glaube. Wichtig ist nur, was ich wissen kann. Wenn mir das Resultat dann nicht gefällt – too bad. Aber ich suche lieber nach der Wahrheit, als dass ich in Unwissenheit lebe.» (Tages-Anzeiger)

Erstellt: 14.09.2011, 08:31 Uhr