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Leben, eine unglaublich perfekte Kombination aus Elementen,
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die lebendige Materie schaffen.
Das ist womöglich das größte Rätsel der Natur.
Ist Leben ein außergewöhnliches Phänomen, das es nur auf unserem Planeten gibt?
In den letzten Jahren wurden viele unglaubliche Entdeckungen gemacht,
die zeigen, dass die Bedingungen für Leben in unserem Sonnensystem,
weiter verbreitet sind, als gedacht.
Jüngste Missionen offenbaren seltsame Welten,
in denen es riesige Ozeane
unter kilometerdicken Eisschichten geben könnte.
Wie Europa, der um den riesigen Jupiter kreist.
Orte, an denen Fontänen hunderte Kilometer ins All schießen,
Wie Enceladus, der kleine Saturnmond.
Oder Monde mit erdähnlicher Landschaft,
mit Bergen, Tälern, Wolken
und Seen an flüssigem Methan oder Ethan,
wie Titan, der größte Saturnmond.
Wenn Leben dort möglich wäre,
oder es in diesen fernen Welten unseres Sonnensystems schon Leben gibt,
und das unter harten Bedingungen, die sich von den auf der Erde unterscheiden,
könnte das bedeuten, dass es Leben
in anderen weit entfernten Welten im All geben könnte.
Eine zweite Genese im gleichen Sonnensystem
legt nahe, dass der Ursprung des Lebens sich wiederholen kann.
Wenn es zweimal im gleichen Sonnensystem passiert,
dann passiert es überall im Weltall.
Nun suchen Forscher weit über den Grenzen des Sonnensystems hinaus nach Planeten.
Dort könnten man in naher Zukunft Leben entdecken.
Dank des NASA-Weltraumteleskops, Kepler, das 2009 gestartet wurde,
wissen wir, dass es allein in unserer Galaxie
Milliarden erdähnlicher Exoplaneten gibt, die um ihre Sterne kreisen.
Das Universum ist mit über 100 Milliarden Galaxien so groß,
dass man sich nicht vorstellen kann,
dass es keinen erdähnlichen Planeten gibt, auf dem es Leben geben könnte.
Wenn auf der Erde nicht etwas Außergewöhnliches passiert ist,
gibt es auf Millionen anderen Planeten in unsere Galaxie auch Leben.
Kurzum: Wenn es kein Wunder war, dann gibt es überall Leben.
In den letzten Jahren haben wir Dank Kepler
viele erdähnliche Exoplaneten gefunden, auf denen es Leben könnte,
auch intelligentes Leben, das darauf wartet, entdeckt zu werden.
Wir wissen nicht, ob Leben zuerst auf einem dieser Monde
oder Planeten in unserem Sonnensystem
oder auf einem erdähnlichen Exoplaneten entdeckt wird.
Aber wir wissen, dass wir noch nie so nah dran waren,
eines der größten Rätsel der Natur zu lösen:
Gibt es Leben im Weltall?
Gibt es über der Erde hinaus Leben?
Diese Frage haben sich Menschen immer gestellt,
aber es wurde noch keine Antwort gefunden.
Es scheint so, als wären wir der Antwort etwas näher.
In jüngster Zeit wurden außerhalb unseres Sonnensystems Planeten entdeckt,
die der Erde in vielerlei Hinsicht ähneln.
Wenn ich mit einem Raumschiff zu einem Planeten könnte,
den wir mit Kepler fanden, würde ich mir Kepler-186F aussuchen.
Er ist einer der kleinsten. Er hat die richtige Temperatur.
KEPLER MISSION FORSCHER
Es könnte also flüssiges Wasser an seiner Oberfläche geben.
Kepler-186F ist der erste bestätigte Planet,
der so groß ist wie die Erde und einen Stern in der habitablen Zone umkreist,
wo die Ansammlung von Oberflächenwasser möglich ist.
Die Entdeckung von Kepler-186F zeigt, dass es Planeten, so groß wie die Erde,
in habitablen Zonen anderer Sterne gibt.
Damit sind wir der Entdeckung
eines erdähnlichen Planeten bedeutend näher.
Kepler-186F umkreist seinen Stern einmal alle 130 Tage.
Er erhält ein Drittel der Energie der Erde von der Sonne.
Damit ist er am äußeren Rand der habitablen Zone.
Stünde man auf der Oberfläche von Kepler-186F,
wäre sein Stern um die Mittagsstunde etwa so hell
wie unsere Sonne eine Stunde vor Sonnenuntergang.
Wenn wir uns heute ansehen,
was wir über die Entstehung von Leben auf diesem Planeten wissen,
lässt das darauf schließen…
BERNARD M. OLIVER VORSITZENDE SETI
…dass das, was hier passiert ist, auch woanders passieren könnte.
Dass es Leben außerhalb der Erde geben könnte,
ist beim heutigen wissenschaftlichen Stand der Dinge plausibel.
Wir wissen, dass vier wichtige Kandidaten in unserem Sonnensystem
Leben ermöglichen könnten:
Mars,
der Jupitermond Europa
der Saturnmond Titan
und Enceladus.
Sie alle verfügen über die drei wichtigsten Elemente fürs Leben:
organische Verbindungen, Flüssigkeit und eine Energiequelle.
Auf Mars gibt es Wasser in Form von Eis an den Polen und unter der Oberfläche.
DIREKTORIN CARL SAGAN CENTER
Aber im Frühling und Sommer fließt es auch manchmal an der Oberfläche.
Auch wenn bislang kein Leben auf Mars gefunden wurde,
glauben Forscher, dass es bald dazu kommen wird.
Auf dem Jupitermond Europa gibt es auch zwei der wichtigen Elemente.
Wir wissen, dass es auf Europa Wasser gibt, weil die Oberfläche vereist ist.
PROJEKTLEITER, CARL SAGAN CENTER
Die vereiste Oberfläche sah man durch den Einsatz der Raumsonde Voyager,
und Galileo in den 90ern.
Unter einer schaurigen Eisschicht, die 10 bis 30 Kilometer dick ist
und diesen kleinen Mond bedeckt,
dürfte ein flüssiger Ozean sein, der 100 km tief sein könnte.
Die Saturnmonde, Titan und Enceladus,
wurden jüngst zu Spitzenorten, um nach Leben zu suchen.
Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem, der eine Atmosphäre hat.
FORSCHUNGSGRUPPENLEITER
Es ist auch der einzige Ort im Sonnensystem, dessen Atmosphäre
hauptsächlich aus Stickstoff besteht, von der Erde abgesehen.
Titan und die Erde sind sich in der Hinsicht sehr ähnlich.
Titan ist eine faszinierende Welt.
FORSCHER WELTRAUMFORSCHUNG UND ASTROBIOLOGIE
Es ist der außerirdischste Ort im Sonnensystem.
Denn von der Erde abgesehen, ist es der einzige Ort, den wir kennen,
der ganze Seen an Flüssigkeiten an der Oberfläche hat.
Aber die Seen sind nicht aus Wasser, sondern aus flüssigem Methan oder Ethan.
Titan ist der einzige Ort im Sonnensystem, von der Erde abgesehen,
wo es stabiles Oberflächenwasser gibt.
Aber bei -180 Grad Celsius kann es nicht um Wasser handeln.
Wir wissen, dass Seen mit tiefgefrorenem Methan oder Ethan gefüllt sind.
In den jüngsten Jahren wurde Enceladus, ein kleiner Mond, der Saturn umkreist,
eins der wichtigsten Ziele für Exobiologie.
Enceladus ist ein kleiner, eisiger Mond, der Europa recht ähnlich ist,
denn er hat eine dicke Eisschicht und darunter einen Ozean.
Wir wissen, dass von dort riesige Fontänen Wassereis meilenhoch ins All schießen.
Enceladus ist einer der interessantesten Orte im Sonnensystem,
wegen dieser Aktivität,
die Geysiren ähnelt.
Wenn es einen Geysir-Effekt gibt, geht man davon aus, dass es Wasser gibt.
Vor Kurzem wurden in diesen Strahlen
die chemischen Grundbausteine fürs Leben entdeckt.
Wir sind sicher, dass es auf Enceladus die drei Elemente für Leben gibt:
Flüssigkeit, organische Verbindungen und eine Energiequelle.
Aber wenn es in diesen fernen und rauen Welten Leben geben könnte,
warum sollte es dann nicht auf anderen Planeten entstehen,
die weit über die Grenzen unseres Sonnensystems hinausgehen?
Wenn es weiteres Leben im gleichen Sonnensystem gibt,
heißt das, dass der Ursprung des Lebens sich wiederholen kann.
Wenn es zweimal im gleichen Sonnensystem passiert,
passiert es möglichweise überall im Weltall.
Wenn wir an einem anderen Ort in unserem Sonnensystem Leben finden,
und zudem sagen können, dass es sich von allein entwickelt hat…
ASTRONOMIE UND ASTROPHYSIK VORSITZENDER FORSCHUNGSINHALT
…dann ist im gleichen Sternsystem zweimal Leben entstanden.
Daraus kann man schlussfolgern, das Leben einfach entsteht.
Vor 25 Jahren schien die Vorstellung eines Planeten,
der um einen fernen Stern kreist, Science-Fiction zu sein.
Dass es auf so einem Planeten Leben geben könnte,
war schlicht unvorstellbar.
Die ersten Exoplaneten wurden 1992 entdeckt.
Im gleichen Jahr wurden zwei Exoplaneten
bei Pulsar PSR 1257+12 gefunden,
bei einer Entfernung von 2.300 Lichtjahren.
Die Ankündigung verblüffte Forscher damals.
Denn es war der erste Exoplanet außerhalb des Sonnensystems,
der von mehreren Planeten umkreist wird.
Könnte es auf diesen Exoplaneten Leben geben?
Leider ist ein Pulsar ein ganz anderer Stern als die Sonne.
Er ist ein toter Stern,
Er entstand, als große Sterne im Universum bei einer Supernova explodierten.
Ein Pulsar ist das, was nach einer mächtigen Sternenexplosion übrigbleibt.
KEPLER MISSION FORSCHER
Es ist quasi kurz davor, ein Schwarzes Loch zu werden.
Das war zwar sehr aufregend, aber was es darstellte, war schwer zu deuten,
weil Pulsare anders sind als normale Sterne.
Man könnte meinen,
das seien keine guten Orte um nach bewohnbaren Planeten zu suchen.
Eine Supernova ist ein recht apokalyptisches Ereignis,
die sämtliche unglückliche Planeten,
die um den explodierenden Stern kreisen, zerstören würde.
Die Welt in der Ferne
würde von tödlichen Röntgenstrahlen und geladenen Teilchen getroffen,
die von einem Stern ausgehen, aber das wäre so schwach,
dass es nur einen leichten Schatten auf diese Welt werfen würde.
Die Möglichkeit, dass in solch harschen Bedingungen Leben entstehst,
ist eher unwahrscheinlich.
Aber das Wichtige an dieser Entdeckung war,
dass zum ersten Mal
die Existenz planetarischer Systeme außerhalb unseres Sonnensystems
bestätigt wurde.
Wenn es da draußen zwei Exoplaneten gab, wieso sollte es nicht mehr geben?
Es dauerte drei weitere Jahre, bis man einen Exoplaneten fand,
der um einen sonnenähnlichen Stern kreiste.
Das war noch bedeutender, weil die Bedingungen auf einem solchen Planeten
möglicherweise ähnlich sein würden wie auf Planeten im Sonnensystem.
Am 6. Oktober 1995
wurde die Entdeckung des ersten Planeten angekündigt,
der einen sonnenähnlichen Stern umkreiste, und zwar in der Zeitschrift Nature.
Der sonnenähnliche Stern war 51 Pegasi, der 51 Lichtjahre entfernt ist.
Und der Exoplanet war ein riesiger Planet.
Der erste Exoplanet,
der um einen sonnenähnlichen Stern entdeckt wurde, war 51 Pegasi b.
Er ist sehr ungewöhnlich, er ist ein riesiger Planet, größer als Jupiter.
Und die Umlaufdauer um seinen Stern ist sehr kurz.
Auf dem Planeten dauert ein Jahr nur vier Tage. Das ist sehr kurz.
Diese Entdeckung leitete eine Wende in der Suche nach Exoplaneten ein.
Von da an wurden viele weitere gefunden.
Aber was die Suche nach Exoplaneten radikal revolutionierte,
war das NASA-Weltraumteleskop Kepler.
Bevor Kepler gestartet wurde,
wussten wir von hunderten Planeten, die um andere Sterne kreisten.
KEPLER MISSION FORSCHERIN
Jetzt kennen wir Tausende.
Deshalb war Kepler so revolutionär.
Kepler war ein Weltraumteleskop,
das geschaffen wurde, um die Region der Milchstraße zu beobachten,
und hunderte Planeten zu entdecken, die größer oder kleiner sind als die Erde,
in oder in der Nähe der habitablen Zone ihrer jeweiligen Sterne sind,
und festzustellen, wie viele der Milliarden Sterne in unserer Galaxie
solche Planeten haben könnten.
Es funktioniert ganz einfach. Das kann jeder verstehen.
Man starrt auf einen Punkt im Himmel, ohne zu blinzeln.
DIREKTOR ZENTRUM FÜR SETI FORSCHUNG
Es beobachtet 150.000 Sterne und registriert, wie hell sie sind.
Wie ein Belichtungsmesser, im Grunde.
Und manchmal sieht es dort einen Stern, zum Beispiel.
Es wird etwas dunkler, einen Bruchteil dunkler für einige Stunden,
und dann wird es wieder hell.
Das passiert, wenn ein Planet vor dem Stern ist.
Wir wussten von hunderten Planeten, mit Kepler sind es tausende geworden,
die bestätigt wurden.
Es gibt noch etwa 3.000 oder 4.000 mehr, für die wir gute Anhaltspunkte haben,
aber die wir noch nicht für bestätigt betrachten.
Kepler ist auf der Jagd nach Planeten.
Es hat regelrecht tausende Planeten oder potenzielle Kandidaten gefunden.
Es ist eine Planet-Suchmaschine.
Zum allerersten Mal lieferte Kepler 2011
den Forschern eine Zählung der Milchstraße,
sodass berechnet werden konnte, wie viele Sterne in der Milchstraße,
einen Planeten wie unseren haben könnten.
Etwa eine Milliarde.
Vielleicht gibt es eine Million,
eine Milliarde oder 100 Milliarden Planeten
in der Milchstraße, auf denen es Leben geben könnte.
Planeten, auf denen das Leben der Erde überleben könnte.
Wie viele davon haben ihr eigenes Leben entwickelt?
Wir haben keine Antwort darauf.
Denn das hängt davon ab, wie kompliziert die Entstehung des Lebens ist.
Nur weil ich all diese Welten nenne, heißt es nicht, dass es dort Leben gibt.
Aber andererseits
bestehen diese Planeten aus denselben Elementen wie die Erde.
Falls hier nicht etwas Besonderes passierte, das sonst nirgends passiert,
macht die Biologie überall das Gleiche.
Nur vier Jahre nach dem ersten Einsatz, im April 2013,
berichtete das Kepler-Team von seinem ersten großartigen Erfolg.
Es entdeckte zwei Exoplaneten, die der Erde sehr ähneln:
Kepler-62e und Kepler-62f.
Diese Entdeckung sorgte für große Begeisterung,
denn sie bestätigte, dass es erdähnliche Planeten gab,
auf denen Leben möglich sein könnte.
Diese Planeten haben jeweils den 1,6 und 1,4-fachen Radius der Erde
und umkreisen Kepler-62, ein orangefarbener Zwergstern,
in ihrer zirkumstellaren, habitablen Zone.
Aus einer Modellstudie ging hervor, dass Kepler-62e und Kepler-62f
wahrscheinlich überwiegend oder ganz von Wasser bedeckt sind.
Kepler-62e hat wahrscheinlich einen stark bewölkten Himmel
und ist warm und feucht bis hin zu den Polarregionen.
Kepler-62f wäre etwas kälter, aber dennoch lebensfreundlich.
Leider sind sie extrem weit weg, 1.200 Lichtjahre entfernt,
im Sternbild Leier.
Dank der Kepler-Mission wissen wir nun,
dass es mehrere zehn Milliarden Planeten gibt, die Sterne umkreisen,
und das allein in unserer Galaxie, die Milchstraße.
Und wir wissen, dass es Milliarden Galaxien im Weltall gibt.
Wenn es schon in einem Planetensystem wie in unserem auf einem Planeten Leben gibt
und es mindestens vier ähnliche Kandidaten gibt,
ist die Wahrscheinlichkeit, einen Planeten im All zu finden, der Leben ermöglicht,
sehr hoch.
Aber Kepler hat nicht nur erdähnliche Planeten entdeckt,
es liefert uns auch unglaubliche Daten über das Weltall,
wie die Bestätigung, dass es Planeten gibt,
die nicht nur um einen, sondern um zwei Sterne kreisen, wie Kepler-16b.
Das war Keplers erste Entdeckung eines Planeten, der zwei Sterne umkreist.
Das nennt man einen zirkumbinären Planeten.
Eine der aufregendsten Entdeckungen Keplers war,
dass wir Planeten um Doppelsterne finden konnten.
Als Erstes fand man Kepler-16b.
Kepler-16b ist für viele Keplers bester Fund.
Er umkreist nicht nur einen, sondern zwei Sterne gleichzeitig.
Das hatte man zuvor nicht für möglich gehalten.
Zwei Sterne gleichzeitig, das hielt man einfach für Science-Fiction.
Aber das Weltall ist seltsamer, als Forscher sich vorstellen können.
Es stellt sich heraus, dass es solche Dinge gibt.
Seit 1992 wurden über 2.000 Exoplaneten entdeckt.
Dank neuer Weltraumteleskopmissionen in der Zukunft
dürfte die Anzahl der gesichteten Exoplaneten
in den kommenden Jahren stark ansteigen.
Obwohl wir nur einen kleinen Bruchteil
der Milliarden Exoplaneten entdeckt haben, die es geben dürfte,
wie können wir wissen, wie viele davon Leben ermöglichen können?
In der Astronomie und Astrobiologie
ist die Zone um einen Stern, wo Planeten mit genügend atmosphärischem Druck
flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche halten können,
die zirkumstellare habitable Zone.
Die habitable Zone ist der richtige Weg,
um Planeten wie den unseren zu finden.
Die Erde ist natürlich in der habitablen Zone
unseres Sonnensystems.
Ein potenziell bewohnbarer Planet setzt einen erdähnlichen Planeten voraus,
mit Bedingungen, die mit denen auf der Erde zu vergleichen
und daher potenziell günstig für Leben sind.
Es gibt eine gute Zone, wo es nicht zu heiß und nicht zu kalt ist.
Wir nennen das "habitable Zone" oder "Goldlöckchen Zone".
Wenn es in der Region einen Planeten gibt, der klein und gebirgig genug ist,
der Wasser hat, höchstwahrscheinlich in flüssiger Form,
dann wäre das ein Ort, wo man suchen könnte.
Im November 2013 berichteten Astronomen,
die sich auf Daten der Kepler Raumfahrtmission stützten,
dass es 40 Milliarden Planeten geben könnte, die so groß sind wie die Erde
und die in habitablen Zonen von sonnenähnlichen Sternen
und roten Zwergsternen kreisen, und das in unserer Galaxie, der Milchstraße.
Elf Milliarden davon kreisen um sonnenähnliche Sterne.
Diese 11 Milliarden Exoplaneten, die um Sterne wie unsere Sonne kreisen,
sind eine große Anzahl potenzieller erdähnlicher Welten.
Aber wir wissen nun, dass Sterne, die sich von unserer Sonne unterscheiden,
auch Orte sein können, um nach Leben zu suchen.
Im Mai 2016
berichtete ein Astronomen-Team zum ersten Mal
die Sichtung von drei bewohnbaren Planeten,
die einen ganz anderen Stern umkreisen als unseren, einen sehr kalten Zwergstern.
Das ist das erste Planetensystem, das man um einen solchen Stern fand.
Der Stern mit dem Namen TRAPPIST-1
ist nur 40 Lichtjahre entfernt.
Er ist viel kälter und röter als die Sonne und kaum größer als Jupiter.
Solche Sterne gibt es in der Milchstraße oft
und sie leben sehr lange.
Die drei Planeten sind ähnlich groß wie die Erde
und haben eventuell bewohnbare Gebiete auf ihrer Oberfläche.
Die Antwort auf die Frage, wo man im Universum nach Leben suchen sollte,
hat sich radikal geändert.
Bislang sind von den mehr als 1 000 bestätigten Exoplaneten
etwa 50 in der zirkumstellaren habitablen Zone
des Sterns, den sie umkreisen.
Man könnte sie daher möglicherweise als erdähnliche Planeten betrachten,
was nicht unbedingt bedeutet, dass es in diesen Welten Leben gibt.
Aber wäre Leben außerhalb dieser habitablen Zonen möglich?
Die Entdeckung von Kohlenwasserstoffseen auf dem Saturnmond Titan
stellt den Kohlenstoff-Chauvinismus infrage,
der die Theorie der zirkumstellaren habitablen Zone untermauert.
Flüssige Wasser an Oberflächen gibt es auch ohne Atmosphärendruck
und bei Temperaturen außerhalb der zirkumstellaren habitablen Zone.
Nur weil ein Planet außerhalb der habitablen Zone liegt,
heißt es nicht, dass es dort kein Leben geben kann.
Der Saturnmond Enceladus und der Jupitermond Europa, zum Beispiel,
liegen beide außerhalb der habitablen Zone unseres Sonnensystems
und könnten über große Volumen an Wasser in Ozeanen unter der Oberfläche verfügen.
Wenn wir es für möglich halten,
dass es in diesen rauen Bedingungen Leben geben könnte,
auch wenn sie nicht in der zirkumstellaren habitablen Zone sind,
heißt das, dass wir nach Exoplaneten außerhalb dieser Zone suchen sollten.
Die Chancen, einen Exoplaneten mit günstigen Bedingungen für Leben zu finden,
sind viel höher.
Wir wissen, dass es nicht einfach ist,
Planeten und Monde unseres Sonnensystems zu studieren und analysieren,
weil sie Millionen Kilometer von der Erde entfernt sind.
Aber Exoplaneten sind nicht nur Millionen Kilometer entfernt,
sondern viele Lichtjahre.
Wie können Astronomen Exoplaneten studieren,
wenn diese Billionen Kilometer entfernt sind?
Es gibt verschiedene Methoden, wie Astronomen und Astrobiologen
diese mysteriösen, extrem fernen Welten entdecken und analysieren.
Bevor die Kepler-Mission 2009 gestartet wurde,
war die erfolgreichste Technik, um Exoplaneten zu finden,
die Doppler-Spektroskopie oder Radialgeschwindigkeits-Methode.
Die Radialgeschwindigkeits-Methode beruft sich auf die Tatsache,
dass ein Stern nicht ganz stillsteht, wenn ein Planet ihn umkreist.
Der Planet ist viel kleiner als sein Stern.
Aber er übt beim Umkreisen
trotzdem eine kleine Anziehungskraft auf den Stern aus.
Wenn ein Planet aus unserer Sicht hinter einem Stern ist,
zieht er ihn leicht von uns weg.
Wenn er vor ihm ist, zieht er den Stern leicht zu uns.
Dadurch wackelt der Stern hin und her.
Astronomen suchen nach diesem Wackeln, um Planeten zu finden.
Sie benutzen einen Spektrographen und große Teleskope,
um das Licht zu untersuchen, das von einem Stern ausgeht.
Ein Spektrograph, ähnlich wie ein Prisma,
bricht das Licht der Sterne in seine Komponenten auf
und schafft ein Spektrum.
Ein Teil des Lichts wird durch die Atmosphäre des Sterns absorbiert.
Dadurch entstehen kleine, dunkle Lücken oder Linien im Spektrum.
Wenn der Stern sich uns nähert,
verschieben sich die Linien zum blauen Ende des Spektrums hin.
Wenn der Stern sich wegbewegt, kehren die Linien ans rote Ende des Spektrums zurück.
Das Spektrum scheint zunächst leicht blau
und dann leicht rot.
Astronomen können umkreisende Planeten ausfindig machen,
indem sie nach Vor- und Rückwärtsbewegungen der Linien
im Spektrum eines Sterns Ausschau halten.
Von der Geschwindigkeit, mit der er weggezogen wird,
und der Dauer eines Kreises, kann man die Masse des Planeten berechnen,
oder des Objekts, das ihn zieht.
Wenn die Masse klein ist, ist das Objekt ein Planet.
Auf diese Weise wurden früher die meisten Planeten gefunden.
Aber die Kepler-Methode stützt sich auf den Transit des Planeten.
Bei der Transitmethode beobachtet man
ein leichtes Abdimmen der Helligkeit des Sterns.
Dazu kommt es,
wenn der Planet vor seinem Stern vorüberzieht.
Wie stark die Verdunkelung ist,
hängt von der Größe des Sterns und des Planeten ab.
Die Dauer des Transits
hängt von der Entfernung des Planeten und der Masse des Sterns ab.
Mit dem Weltraumteleskop Kepler
sieht man den Planeten nicht direkt, wenn man den Stern ansieht.
Wir sehen nur ein leichtes Abdimmen der Helligkeit des Sterns,
wenn der Planet vor dem Stern vorüberzieht.
Die Stärke des Abdimmens zeigt, ob der Planet groß oder klein ist.
Die Kombination aus Transit-Fotometrie und Doppler-Geschwindigkeitsmethode
verraten Radius, Masse und Dichte des Planeten.
Und das sind die Hauptparameter,
um zu bewerten, ob der Exoplanet der Erde ähnelt
und Leben ermöglicht.
Wenn man die Entfernung vom Stern kennt und weiß, wie heiß er ist,
kann man schätzen,
wie heiß die Oberfläche des Planeten sein könnte.
Ein weiterer wesentlicher Parameter, um zu prüfen,
ob ein Exoplanet erdähnlich ist, ist die atmosphärische Zusammensetzung.
Atmosphärische Analysen von Exoplaneten könnten mit Spektroskopie
während des planetarischen Transits gemacht werden.
Während des Transits kommt das Licht des Sterns
am atmosphärischen Rand des Planeten vorbei.
Eine Spektralanalyse des gefilterten Lichts
zeigt die Struktur und Zusammensetzung der Atmosphäre.
Astronomen könnten Exoplaneten, die der Erde am ähnlichsten sind,
durch das Feststellen von Biomarkern,
also Abdrucke der Lebensformen in der Atmosphäre des Planeten, ausmachen.
Der molekulare Sauerstoff, den wir atmen,
kommt davon, dass es auf der Erde Leben gibt.
Mit der heutigen Technologie
ist es leider sehr schwer,
die Zusammensetzung der Atmosphäre dieser fernen Planeten genau zu studieren.
Was uns davon abhält, es zu tun, ist die Technologie.
Wir haben im Moment nicht die Instrumente,
um das richtig machen zu können.
Aber das wird sich durch die neuen Missionen ändern,
wie das Jack Webb Raumteleskop und andere Missionen, die stattfinden.
Kepler prüft ständig bei über 100.000 Sternen gleichzeitig,
die unserer Sonne ähneln,
ob es Helligkeitsänderungen durch planetarische Transite gibt.
Mithilfe dieser genialen Methode
konnte Kepler bislang über 1.000 Exoplaneten finden.
Forscher glauben, dass einige Dutzend davon als erdähnlich gelten können.
Weil die Chancen, einen erdähnlichen Exoplaneten
in der zirkumstellaren habitablen Zone seines Planetensystems zu finden,
größer sind, konzentrierte sich die Jagd auf Planeten auf diese Gebiete.
Eine der ersten Entdeckungen war 70 Virginis b,
ein Exoplanet der etwa 60 Lichtjahre entfernt ist,
im Sternbild Jungfrau.
70 Virginis b befand sich genau in der Mitte
der zirkumstellaren habitablen Zone seines Planetensystems.
Er sollte daher weder zu heiß noch zu kalt sein.
Leider zeigten weitere Studien, dass diese ferne Welt
ein Gasplanet mit sehr hohen Temperaturen war.
Damit konnte es kein flüssiges Wasser und also auch kein Leben geben.
Diese frühen Funde waren entmutigend für die Suche einer analogen Erde.
Aber das war nur der Anfang.
1998 ermutigte die Entdeckung im Stern Gliese 876,
ein roter Zwerg im Sternenbild Wassermann,
in einer Entfernung von 15 Lichtjahren,
die Astronomen.
Ein Gasplanet wurde in seiner habitablen Zone entdeckt,
Gliese 876 b.
Drei Jahre später wurde ein weiterer Gasplanet gefunden:
Gliese 876 c.
Leben, wie wir es kennen,
ist auf Gasplaneten wie Jupiter oder Saturn nicht möglich.
Die große Überraschung aber war, dass beide Exoplaneten,
von bewohnbaren Monden umkreist werden, wie Jupiter und Saturn.
Das war einer der ersten Planeten, den man in der habitablen Zone entdeckte.
Und wenn er von einem Mond umkreist würde, wäre dieser felsig
und hätte die richtige Temperatur für flüssiges Wasser.
Warum sollte es
auf den hypothetischen Monden um Gliese 876 b und c
kein Leben geben, wie wir das vom Jupitermond Europa
und den Saturnmonden Titan und Enceladus hoffen?
Das ist ein aufregender Gedanke und Ort, wo wir in Zukunft suchen sollten.
Nach der Entdeckung der Exoplaneten mit potenziellen erdähnlichen Monden
wurden weitere Exoplaneten entdeckt, die von Monden umkreist werden.
Vielleicht gab es auf diesen Monden
früher Leben, oder es gibt jetzt dort Leben,
oder es wird sich in Zukunft entwickeln.
Nach all diesen Entdeckungen kamen wir dem Hauptziel näher,
die Welt zu finden, die der Erde am ähnlichsten ist.
Eine analoge Erde, ein Erdzwilling oder ein erdähnlicher Planet
ist ein Planet oder ein Mond mit ähnlichen Umweltbedingungen
wie auf der Erde.
Wenn vor Millionen Jahren Leben auf der Erde entstehen konnte
und wir nach Exoplaneten suchen, die unserem Planeten ähneln,
steigen die Chancen stark, dass bewohnbare Planeten gefunden werden.
Jüngste Funde haben Planeten enthüllt,
die der Erde in vielerlei Hinsicht ähnlich sein sollen,
sie weisen hohe Ähnlichkeit-Indizes auf.
Die Größe hält man oft für einen bedeutenden Faktor.
Denn Planeten, die so groß sind wie die Erde, sind eher terrestrischer Natur
und in der Lage eine Atmosphäre wie die Erde zu haben.
Aus Keplers Sicht ist ein Planet erdähnlich,
wenn er klein genug und gebirgig ist,
wenn er kein Gasplanet ist wie Jupiter oder Saturn.
Aber die Größe allein gibt keinen Hinweis auf die Bewohnbarkeit.
Denn neben uns ist ein Planet mit ähnlicher Größe und Masse:
Venus, wo Leben quasi unmöglich ist.
Es gibt weitere Kriterien,
Oberflächenschwerkraft oder die Sterngröße und Art.
Ein Planet ist erdähnlich, wenn er
die richtige Entfernung zu seinem Stern hat und in der habitablen Zone ist.
Er darf nicht zu nah sein und zu heiß, damit das Wasser nicht verkocht,
und nicht so kalt, dass das ganze Wasser vereist.
Wenn wir diese Parameter von Exoplaneten prüfen könnten,
wüssten wir, ob sie echte Erdzwillinge sind oder nicht.
Wenn wir bei Kepler "erdähnlich" sagen, meinen wir meistens,
dass er klein und solide genug ist, um darauf zu stehen.
Das heißt nicht, dass es eine Atmosphäre gibt oder einen Ozean.
Man hört auch oft, dass eine analoge Erde terrestrisch sein müsste.
Das heißt, die Oberfläche des Planeten,
müsste so ähnlich sein wie die der Erde.
Daraus könnte man schlussfolgern, dass extrasolare Planeten oder Monde
im Zentrum ihrer zirkumstellaren habitablen Zone,
der sogenannten Goldlöckchen-Zone,
mit genügender Atmosphäre
Ozeane und Wasserwolken wie auf der Erde haben könnten.
Zusätzlich zum Oberflächenwasser bräuchte ein zur Erde analoger Planet
eine Mischung aus Ozeanen und Seen und Gebiete ohne Wasser.
Wir glauben, dass Wasser eine Voraussetzung ist.
Aber für alles, was man für lebenswichtig hält,
gibt es auf der Erde Leben, das es nicht braucht.
Es gibt Leben, das ohne Sonne und ohne Sauerstoff auskommt.
Es gibt Leben tief unter dem antarktischen Eis.
Mit der heutigen Technologie
kann man die meisten Parameter wie Temperatur,
Zusammensetzung der Atmosphäre
oder Oberfläche der Exoplaneten nicht richtig auswerten.
Aber da schon Hunderte Exoplaneten entdeckt wurden, kann man sich fragen,
ob schon ein richtiges Äquivalent zur Erde gefunden wurde.
Am 18. April 2013
machten Astronomen des Kepler-Teams eine Ankündigung
die große Erwartung schuf.
Zum ersten Mal
wurden zwei sehr erdähnliche Exoplaneten gefunden.
Es handelte sich um Kepler-62e…
…und Kepler-62f.
Sie umkreisen Kepler-62,
ein orangefarbener Zwergstern in ihrer habitablen Zone.
Sie wurden sofort erstklassige Kandidaten für außerirdisches Leben.
Aus einer Modellstudie ging auch hervor, dass Kepler-62e
und Kepler-62f sind überwiegen oder ganz von Wasser umgeben.
Kepler-62e hat möglicherweise einen sehr bewölkten Himmel
und ist bis zu den Polarregionen hin warm und feucht.
Kepler-62f wäre etwas kühler, aber trotzdem lebensfreundlich.
Leider sind sie bei einer Entfernung von 1.200 Lichtjahren extrem weit weg,
im Sternenbild Leier.
Kurz darauf wurde ein Exoplanet entdeckt, der der Erde noch ähnlicher ist:
Kepler-186f.
Dieser Fund war ein Meilenstein, denn es war der erste gebirgige Planet,
der in der habitablen Zone seines Systems gefunden wurde.
Er ist 492 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Kepler-186f ist mein Lieblingsplanet von der Kepler-Mission.
Er ist ein kleiner Planet. Er ist etwa 10 bis 20 % größer als die Erde.
Unsere Kenntnisse von Planeten lassen darauf schließen, dass er gebirgig ist.
Und er hat die richtige Entfernung von seinem Zentralgestirn,
sodass es bei passender Atmosphäre und Treibhauseffekt
Wasser an seiner Oberfläche geben könnte.
Nach der Entdeckung kamen weitere erdähnliche Kandidaten zum Vorschein,
wie Kepler-438b,
Kepler-442b
oder Kepler-440b.
Sie alle waren unserem Planeten sehr ähnlich,
aber keiner von ihnen war ein echter Zwilling.
Aber am 23. Juli 2015 änderte sich alles.
An dem Tag überraschte das Forscherteam des Kepler Weltraumteleskops
die Forschergemeinde mit einem erstaunlichen Fund.
Sie hatten den bis dahin erdähnlichsten Planeten entdeckt:
Kepler-452b.
Wie unterschied sich dieser Planet von anderen erdähnlichen Kandidaten?
Kepler-452b ist der erste gebirgige Planet,
der um einen Stern der Spektralklasse G kreist wie unsere Sonne.
Der Planet ist in der habitablen Zone
und umkreist einen Stern, der fast ein Klon unserer Sonne ist.
Nach dieser Entdeckung ist die Erde etwas weniger einsam im All.
Kepler-452 umkreist seinen Stern,
der etwa so heiß ist wie unsere Sonne, 10 % heller und 20 % größer,
und das bei einem Bahnradius, der nur 5 % größer ist als der der Erde.
Ein Jahr auf diesem Planeten ist 385 Erdtage lang,
nur 20 Tage länger als auf der Erde.
Was die Freude etwas trübt
in Sachen Bewohnbarkeit, ist seine Größe.
Wir schätzen, dass er etwa 60 % größer ist als die Erde.
Er ist der kleinste zur Erde analoge Planet,
der je in der habitablen Zone eines Sterns der Spektralklasse G gefunden wurde.
Frühere Recherchen über Planeten, die so groß sind wie die Erde, wie 452B,
zeigen, dass er sehr höchst wahrscheinlich gebirgig ist.
Wenn er gebirgig ist, wiegt er fünfmal so viel wie die Erde,
die Oberflächenschwerkraft läge bei etwa 2 Gramm,
das würde bedeuten, dass unser Gewicht an seiner Oberfläche doppelt so schwer wäre.
Kepler-452b könnte eine schwere, wolkige Atmosphäre und Vulkane haben.
Noch aufregender als das erdähnliche Verhalten von Kepler-452b
ist die Tatsache, dass diese Welt 6 Milliarden Jahre
in der habitablen Zone seines Sterns war.
Das ist lange genug, um irgendwo an der Oberfläche Leben entstehen zu lassen
oder in seinen Ozeanen, wenn die Bedingungen für Leben gegeben sind.
Kepler-452b ist etwa 1,5 Milliarden Jahre älter als die Erde.
Wäre er so groß wie die Erde,
könnten der Planet und sein alternder Stern
an einem Punkt in ihrer Entwicklung angelangt sein,
an dem flüssiges Wasser schnell an der Oberfläche verdampft.
Aber weil er eine größere Masse hat, glauben Astronomen, dass Kepler-452b
die nächsten 500 Millionen noch flüssiges Wasser haben könnte.
Bislang ist das die einzige bekannte Welt im System.
Sie ist etwa 1 400 Lichtjahre entfernt, im Sternbild Schwan.
Natürlich kommen wir dort nicht so schnell hin.
Aber es ist faszinierend, sich vorzustellen,
dass es weit weg im Weltall
eine Welt gibt, die unserer sehr ähnelt.
Wenn das ein Zwilling ist, wieso sollte es nicht Tausende davon geben?
Weniger als ein Jahr nach der Entdeckung von Kepler-452b,
im Mai 2016, erstaunte eine neue Entdeckung die Forscher.
Astronomen mit Teleskopen in der Europäischen Südsternwarte in Chile,
entdeckten drei Planeten um einen dunklen Zwergstern,
40 Lichtjahre entfernt von der Erde im Sternbild Wassermann.
Diese Welten könnten bislang die besten Ziele,
für eine Jagd auf weiteres Leben im Universum sein.
Sie benutzten das TRAPPIST Teleskop,
um die Helligkeit eines kühlen Zwergsterns im Sternbild Wassermann zu beobachten.
Man gib ihm den Namen TRAPPIST-1.
TRAPPIST-1 ist viel kälter und röter als die Sonne und kaum größer als Jupiter.
Solche Sterne gibt es in der Milchstraße oft.
Und sie leben sehr lange.
Das war das erste Mal, dass ein Planet um einen gefunden wurde.
Die drei Planeten sind ähnlich groß wie die Erde
und könnten bewohnbare Regionen auf ihrer Oberfläche haben.
Das Aufregende am Ergebnis ist, dass das die ersten erdähnlichen Planeten sind,
die sich für die Suche nach Leben eignen.
Die sehr kalten Zwergsterne sind die einzigen Orte,
wo man auf einem erdähnlichen Exoplaneten
Leben mit der heutigen Technologie finden könnte.
Das Licht eines helleren Sterns, wie die Sonne, zum Beispiel,
würde wichtige Messdaten über die Atmosphäre von Kandidaten ändern.
In einem nächsten Schritt müssen genauere Beobachtungen
mit Teleskopen der nächsten Generation gemacht werden,
wie das European Extremely Large Telescope der ESO
und das James Webb Space Teleskop.
Damit können Astronomen die Atmosphäre von solchen Planeten untersuchen
und nach Molekülen für biologische Aktivitäten suchen,
wie Ozon, Methan oder Wasser.
Obwohl es noch keine Beweise für die Existenz von Leben
auf all den Planeten gibt, die schon gefunden wurden,
selbst auf den erdähnlichsten wie Kepler-452b,
fragt man sich doch, ob irgendeine Lebensform
in der Lage war oder ist, sich in intelligentes Leben zu verwandeln.
Wenn einer dieser Planeten vor Milliarden Jahren entstand,
wie die Erde, und zu einem bewohnbaren Planeten wurde,
dann hatten organische Verbindungen genug Zeit, Lebensformen zu bilden.
Vielleicht entwickelte sich
eine der Lebensformen zu komplexen Lebensformen.
Und vielleicht entwickelten sich diese
zu intelligenten Wesen mit einem Bewusstsein.
Dank der Kepler-Mission
wissen wir, dass es allein in unserer Galaxie, der Milchstraße,
Millionen ähnliche Planeten gibt wie die Erde.
Und es gibt Milliarden Galaxien im Universum.
Die Wahrscheinlichkeit ist größer, als wir uns je hätten vorstellen können.
Aus dem Grund suchen Forscher intensiv nach intelligentem Leben.
Das SETI Institut in Kalifornien ist weltweit die wichtigste Institution,
die sich der Suche nach außerirdischer Intelligenz widmet.
SETI steht für Search for Extraterrestrial Intelligence.
Für die Suche werden Radioteleskope eingesetzt.
Radioteleskope empfangen Radiowellen.
Da wir nicht mit Raumschiffen ins All können, um intelligentes Leben zu finden,
suchen wir nach Radiosignalen.
Wir suchen nach einem Signal, das ein Punkt auf der Frequenzanzeige ist.
Es ist ähnlich, wie wenn man im Auto Radio hört.
Man sucht einen Sender und hört statische Geräusche.
Und an einem Punkt ist dann ein Sender.
Das ist der Laut, der von einem Transmitter ausgeht.
Es ist kein natürliches statisches Geräusch.
Es ist nicht wie ein Quasar, Pulsar oder Galaxien oder heißes oder kaltes Gas.
Diese Dinge im All machen Radiogeräusche, aber auf der ganzen Frequenzanzeige.
Wir suchen Signale, die an einem Punkt auf der Frequenzanzeige sind.
Die Quelle des Signals muss im Himmel sein.
Diese Kriterien,
auch wenn wir nicht wissen, was sie bedeuten, sind da,
sie werden gesendet.
Leider haben wir bislang kein Signal erhalten,
das wir außerirdischem Leben zuordnen können.
In den kommenden Jahren wollen die NASA, ESA und die Europäische Weltraumbehörde
verschiedene Weltraumteleskope starten,
die sicher helfen, das Rätsel des Lebens
über die Grenzen unseres Sonnensystems hinaus zu lösen.
Das ehrgeizigste ist das James Webb Weltraumteleskop.
Das Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen NASA,
ESA und der kanadischen Weltraumbehörde, CSA.
Es wird die Beobachtungsstelle des nächsten Jahrzehnts,
die tausenden Astronomen weltweit hilft.
Es studiert jede Phase in der Geschichte des Universums,
angefangen vom ersten Leuchten nach dem Urknall
bis zur Bildung von Sonnensystemen,
die Leben auf Planeten, wie der Erde, ermöglichen,
und der Entwicklung unseres eigenen Sonnensystems.
Das neue Teleskop, das dreimal so leistungsstark ist wie Hubble,
wird das Sternenlicht analysieren,
das durch die Atmosphäre der nächsten, erdähnlichsten Welten strahlt.
Und es sucht nach Zeichen, die auf Leben deuten,
wie zum Beispiel, Gas in der Atmosphäre,
das normalerweise bei Lebensprozessen entsteht,
wie Sauerstoff, Methan, Kohlensäure und Stickstoff.
JWST wird uns wirklich helfen, zu verstehen,
wie die Atmosphären anderer Planeten und anderen Bedingungen sind.
Das ist wirklich aufregend.
Es wird eine weitere Mission geben, die CHEOPS Mission.
CHEOPS steht für characterizing exoplanet satellite.
Diese ESA-Mission sucht nach Transiten von Exoplaneten,
durch äußerst präzise Photometrie
bei hellen Sternen, die schon Planeten haben.
Mit diesen neuen Weltraumteleskopen,
die in den kommenden Jahren gestartet werden,
ist der Fund von bewohnbaren Exoplaneten
und von konsistenten Biosignaturen nur eine Frage der Zeit.
Wenn wir Hinweise für das Bestehen jeglicher Lebensformen
auf einem von Milliarden Exoplaneten finden,
die sich im Universum befinden,
wäre das zweifellos erstaunlich.
Wenn wir woanders im Sonnensystem Leben finden
und eine Genanalyse durchführen könnten,
um zu beweisen, dass es anders ist als das Leben auf der Erde,
wäre das eine bahnbrechende Entdeckung.
Heutige Generationen könnten
eine Entdeckung erleben, die zweifellos eine Wende
in der Geschichte der Menschheit darstellen würde:
die Entdeckung von Leben im All.
Untertitel von: Maria Di Palo