Eine hell leuchtende Sonne, vor der ein Planet als kleiner, dunkler Punkt vorbeizieht.

Lebensfreundliche Planeten in Hülle und Fülle

Um jeden fünften sonnenähnlichen Stern in unserer Milchstraße kreist ein erdähnlicher Planet in der lebensfreundlichen Zone. Zu diesem Schluss kommt ein Forscher-Trio aus den USA auf der Grundlage einer statistischen Analyse der in den vergangenen fünf Jahren vom Weltraumteleskop Kepler entdeckten Exoplaneten. Danach sei eine „zweite Erde“ bereits in einer durchschnittlichen Entfernung von nur zwölf Lichtjahren zu erwarten, so die Astronomen im Fachblatt „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“. Zeitgleich veröffentlichte das Kepler-Team am Dienstag weitere Entdeckungen des im Mai außer Betrieb gegangenen Weltraumteleskops: 833 Planeten, darunter 104 in der lebensfreundlichen Zone, von denen 10 etwa so groß sind wie die Erde.

„Die Daten eines ganzen Jahres müssen noch analysiert werden“, erläutert William Borucki, der Chef-Wissenschaftler der Kepler-Mission. Er rechne daher noch mit vielen weiteren Entdeckungen, insbesondere von kleinen, felsigen Planeten ähnlich der Erde. Das Kepler-Teleskop hatte fünf Jahre lang die Helligkeit von etwa 150.000 Sternen überwacht. Planeten verraten sich durch winzige, regelmäßig auftretende Abschwächungen der Helligkeit, wenn sie – von der Erde aus gesehen – auf ihrer Umlaufbahn vor dem Stern vorüberziehen.

Drei Sterne mit Planetenbahnen, in der Mitte ein sonnenähnlicher Stern, darüber ein heißerer, darunter ein kühlerer. Die lebensfreundliche Zone ist jeweils eingezeichnet und liegt beim kühlen Stern näher, beim heißen Stern weiter entfernt von dem Stern als beim sonnenähnlichen Stern.
Lebensfreundliche Zone bei verschiedenene Sternen

Damit konnte das Teleskop allerdings nur solche Planeten nachweisen, deren Umlaufbahnen gerade richtig liegen, also in der Sichtlinie zur Erde. Zudem ist es mit diesem „Transit-Verfahren“ leichter, große Planeten auf engen Umlaufbahnen nachzuweisen als kleine, erdähnliche auf weiten Orbits. Um diese Schwächen auszugleichen, haben Erik Petigura von der University of Hawaii in Manoa und seine Kollegen umfangreiche Computersimulationen durchgeführt. „Wir haben künstliche Planeten in die Daten eingefügt und nachgesehen, wie viele davon wir bei der Analyse aufspüren konnten“, so Petigura. „Auf diese Weise konnten wir bestimmen, wie viele echte Planeten bei dem Verfahren übersehen werden.“

Aus den vom Kepler-Teleskop gemessenen Helligkeitsschwankungen können die Astronomen sofort ablesen, wie groß der verursachende Planet im Verhältnis zu seinem Stern ist. Der wahre Durchmesser des Planeten ergibt sich dann aus der wahren Größe des Sterns, die allerdings häufig nicht genau bekannt ist. Um auch dieses Manko auszugleichen, haben Petigura und seine Kollegen mit den beiden zehn Meter großen Keck-Teleskopen auf Hawaii die Durchmesser von 42.000 sonnenähnlichen Sternen mit hoher Genauigkeit bestimmt.

Das Ergebnis der Arbeit von Petigura und seinen Kollegen: 22 ± 8 Prozent der sonnenähnlichen Sterne besitzen einen Planeten mit dem ein- bis zweifachen Durchmesser der Erde, der seine Bahn in einem Bereich zieht, in dem flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren kann. Die drei Forscher betonen allerdings, dass lebensfreundlich nicht zwangsläufig bedeute, dass es dort wirklich Leben gäbe: „Einige davon habe vielleicht zu dichte Atmosphären und sind deshalb so heiß, dass DNA-Moleküle dort nicht existieren können“, so Petiguras Kollege Geoffrey Marcy von der University of California in Berkeley. „Wir wissen bislang nicht, auf welcher Art von Planeten und in welchen Umwelten es tatsächlich Leben gibt.“