Wie häufig sind kleine Planeten?

Der neue, hochgenaue Spektrograph HARPS-N wurde und wird von einem Konsortium aus drei europäischen Ländern (der Schweiz, Italien und dem Vereinigten Königreich) sowie den USA errichtet und betrieben und unterstützt nun das Weltraumteleskop Kepler bei der Suche nach potentiellen erdähnlicher Planeten. HARPS-N steht für "Accuracy Radial velocity Planet Searcher – North", wobei der Zusatz "North" dazu dient, das Gerät von seinem Gegenstück HARPS auf der südlichen Erdhalbkugel zu unterscheiden. Dieser Spektrograph misst die Radialgeschwindigkeit von Sternen äußerst präzise, um Planeten aufzuspüren, die so klein wie die Erde sind.

Mit finanzieller Unterstützung des Projekts ETAEARTH nutzten Astronomen dieses Gerät, um winzige Fluktuationen zu erfassen, die von erdgroßen Planeten mit kurzer Umlaufzeit verursacht werden. Anschließend wurden Objekte mit längeren Revolutionsperioden beobachtet. Vor kurzem begannen die ETAEARTH-Wissenschaftler mit der Suche nach erdähnlichen Planeten um den hellen, sonnenähnlichen Stern Kepler-78, der sich etwa 400 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwan befindet, und belegten die Existenz eines erdgroßen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, der über eine ähnliche Zusammensetzung wie die Erde verfügt. Kepler-78b wurde 2013 mit dem Weltraumteleskop Kepler entdeckt, welches den Nachthimmel stetig nach Planeten durchsucht, die sich auf unserer Sichtlinie vor ihren Mutterstern bewegen.

Die ETAEARTH-Wissenschaftler konnten den Radius dieses Exoplaneten bestimmen, indem sie mit Kepler beobachteten, wie viel Sternenlicht er bei der Bewegung vor seinen Stern abblockte. Zudem maßen sie die Radialgeschwindigkeit des Sterns und berechneten daraus, wie stark Kepler-78 durch die Gravitationskraft des Planeten ins "Taumeln" gebracht wird, wodurch wiederum die Masse des Exoplaneten ermittelt werden konnte.

Aus diesen beiden Größen konnten die letztendlich Dichte von Kepler-78b und somit die Materialien bestimmt werden, aus denen er sich zusammensetzt. Der Exoplanet ist 1,2 mal so groß und 1,7 mal so schwer wie die Erde, was nahelegt, dass er überwiegend aus Gestein und Eisen besteht. Damit ist er von allen bekannten Planeten bis heute derjenige, welcher der Erde in seiner Zusammensetzung am ähnlichsten ist. Weitere Einzelheiten dieses Durchbruchs wurden in der Fachzeitschrift "Nature" veröffentlicht.

Mit Kepler wurden darüber hinaus zahlreiche andere Exoplaneten beobachtet. Das übergeordnete Ziel des ETAEARTH-Projekts besteht in der Beschaffung statistischer Informationen, anhand derer Astronomen besser einschätzen können, mit welcher Wahrscheinlichkeit sich Exoplaneten in der habitablen Zone ihrer Sterne befinden.

Es wird erwartet, dass wir durch die Erkenntnisse aus ETAEARTH der Antwort auf eine der grundlegenden astronomischen Fragen einen Schritt näher kommen: Ist die Erde der einzige Planet, auf dem Leben möglich ist?