Der Start des amerikanischen Raumteleskops Kepler, das nach erdähnlichen Planeten um andere Sterne suchen soll, wirft interessante Fragen bezüglich der Suche nach Ausserirdischen Intelligenzen (SETI) auf.

Das Raumteleskop Kepler wird während etwas über drei Jahren in einem kleinen Himmelsbereich im Sternbild Schwan etwa 300000 Sterne permanent beobachten. Ein erdähnlicher Planet, der auf seiner Bahn von der Erde aus gesehen vor seinem Stern durchzieht, würde sich durch die geringfügige Verdunkelung seines Sterns (ein sogenannter Transit), bemerkbar machen – so die Idee hinter dem Projekt. Kepler wäre in der Lage, einen Planeten von der Grösse der Erde, in einer Umlaufbahn um einen Stern von der Grösse der Sonne gerade noch zu entdecken. Aus verschiedenen Abschätzungen hofft (oder erwartet?) man, dass Kepler etwa 20 bis 50 dieser Planeten finden könnte.

Diese Planeten wären von grossem Interesse für die Wissenschaft: Planeten, die mit der Transit-Methode entdeckt werden, können sehr detailiert untersucht werden: der genaue Verlauf des Transits gibt Informationen über allfällig vorhandene Monde oder Nachbarplaneten (sowie deren Massen, Bahnradien etc.) preis, aus dem Vergleich zwischen dem Lichtspektrum des Sterns während des Transits mit dem Lichtspektrum ausserhalb des Transits lässt sich die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre des Planeten ableiten. Aus der Grösse des Planeten und aus seiner Masse wiederum lässt sich dann auf die Zusammensetzung des Planeten selbst schliessen, und so weiter. Kurz, es wäre durchaus möglich, dass wir bereits in gut dreieinhalb Jahren einige Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems kennen, auf denen eine erdähnliche Biosphäre durchaus denkbar ist (der Nachweis von Ozon im Lichtspektrum der Planetenatmosphäre wäre vermutlich ein sehr starker Hinweis auf die Anwesenheit von Leben: Ozon bildet sich in Sauerstoffatmosphären, und diese können sich nur halten, wenn der Sauerstoff konstant nachproduziert wird – etwa durch Photosynthese). Oder aber, das Gegenteil tritt ein: Kepler findet keinen einzigen dieser erdähnlichen Planeten – dies wäre ein starker Hinweis, dass erdähnliche Planeten und damit auch Zivilisationen selten sind im Weltall.

Stellen wir uns für einen Moment vor, wir würden mit Kepler tatsächlich eine solche erdähnliche, belebte Welt finden: was würde geschehen? Nun, es würden vermutlich viele Dinge ins Rollen kommen (einige würden vielleicht Pläne ausarbeiten, diese ferne Welt mit Raumsonden und später bemannten Raumschiffen zu erreichen?), aber irgendjemand würde mit Sicherheit diese Welt mit Radiowellen anfunken – für den Fall, dass sich auf dieser Welt irgendwelche intelligenten Wesen entwickelt haben, die Zeugen unseres kosmischen Mitteilungsbedürfnisses werden möchten. Das gleiche geschah übrigens schon vor zwei Jahren, als mit Gliese 581 c ein extrasolarer Planet entdeckt wurde, auf dem sich (auf den ersten Blick zumindest) möglicherweise Leben hätte entwickeln können (niemand hinderte damals allerdings die Zeitungen daran, die “Zweite Erde” zu verkünden): auch damals wurden Radiobotschaften in Richtung von Gliese 581 c geschickt.

SETI, die (privat finanzierte) Suche nach ausserirdischen Zivilisationen, sucht nach genau solchen Signalen: Signalen, die spezifich auf die Erde gerichtet wurden (unspezifische Signale wie Radio- und Fernsehsendungen etc. sind viel zu schwach, als dass man sie über Distanzen von mehr als einigen 10 Lichtjahren entdecken könnte). Nun fragt man sich: woher sollen die Ausserirdischen wissen, dass sie genau die Erde anfunken sollen? Die ersten eigenen Funk-Signale, die die Menschheit produziert und ins All abgestrahlt hat, sind etwa 80 Jahre alt – kein Punkt ausserhalb einer Sphäre von 80 Lichtjahren Radius weiss also, dass sich auf der Erde eine technische Zivilisation mit der Fähigkeit zur Radiokommunikation entwickelt hat! Dieses Raumvolumen ist, gemessen an der ganzen Galaxis, winzig klein, ebenso die Chance, dass sich darin eine Zivilisation versteckt.

Doch die oben durchgespielte Reaktion auf die Entdeckung einer erdähnlichen Welt durch das Kepler-Teleskop zeigt uns, dass wir nicht zwingend zuerst Radiowellen einer fremden Zivilisation empfangen müssen, um von uns aus deren Planeten anzufunken: es reicht schon, wenn genug Leute davon überzeugt sind, dass es auf einem Planeten zumindest eine realistische Chance auf intelligente Empfänger gibt. Ein Teleskop wie Kepler kann uns sagen, auf welchen Planeten das der Fall ist.

Nun ist es aber so, dass die Transitmethode einen grossen Haken hat: Kepler kann wirklich nur Planeten sehen, die – vom Teleskop aus gesehen – exakt vor ihrem Stern durchziehen. Da die Bahn des fernen Planeten gegenüber unserer direkten Sichtlinie in alle beliebigen Richtungen geneigt sein kann, kann man nur eine kleine Minderheit (wenige Prozent) aller tatsächlich vorhandenen, erdähnlichen Planeten im Suchfeld finden. Für jede von Kepler gefundene “Erde” gäbe es noch unzählige andere, deren Bahn gegenüber unserer Sichtlinie zu stark geneigt ist, um ihren Stern zu verdunkeln. Das heisst, es gibt für jeden erdähnlichen Planeten nur eine sehr schmale Zone in der Galaxis, von der aus sein Transit überhaupt beobachtet werden kann.

Gleiches gilt, und jetzt kommen wir der eigentlichen Sache näher, für die Erde. Nur einer winzigen Minderheit aller in der Milchstrasse (allenfalls) vorhandenen, ausserirdischen Zivilisationen ist es vergönnt, einen Transit der Erde vor der Sonne zu beobachten. Diese Zivilisationen befänden sich vorwiegend in dem Bereich, in dem sich die Ekliptik (die Bahnebene der Erde) mit dem Milchstrassenband (wo sich die meisten Sterne in der Galaxis befinden) deckt: dies ist in den Sternbildern Sagittarius (Schütze) und Taurus (Stier) der Fall. SETI könnte also bevorzugt in diese Richtungen lauschen: Zivilisationen in diesem Bereich der Galaxis sähen die Erde im Transit vor der Sonne durchziehen, könnten also deren Lebenfreundlichkeit erkennen und sich versucht sehen, die Erde direkt anzufunken. Zivilisationen ausserhalb dieser Zonen sähen die Erde nicht im Transit und hätten keine besondere Veranlassung, einen durchschnittlichen gelben Zwergstern wie die Sonne anzufunken. Interessant ist in diesem Zusammenhang auch, dass das vieldiskutierte Wow-Signal tatsächlich aus dem Sternbild Schütze kam…

Doch gleichzeitig macht diese Beobachtung wenig Hoffnung auf einen baldigen SETI-Erfolg: im Sternbild Schütze befindet sich der Kern der Galaxis: die meisten Sterne in diesem Bereich umkreisen das Zentrum schneller als die Spiralarme, womit sie immer wieder starker Strahlung ausgesetzt sind: keine guten Bedingungen für Leben oder Zivilisationen (anderseits gibt es in diesem Sternbild enorm viele Sterne, was diesen Nachteil möglicherweise wieder wettmacht oder gar in einen Vorteil). Schauen wir dagegen ins Sternbild Stier, so schauen wir direkt aus der Milchstrasse hinaus: hier gibt es nur noch vergleichsweise wenig Sterne (gleiches gilt für Sterne, die sich in diesem Schmalen Bereich, aber in der Milchstrassenebene “über” oder “unter” uns befinden – es sind vergleichsweise wenige). Wäre die Ekliptik anders orientiert, so dass die Schnittpunkte zwischen Ekliptik und Milchstrassenebene innerhalb des sogenannten “Korotationskreises” zu liegen kämen (eine Art “bewohnbare Zone” der Galaxis, die ich vielleicht in einem späteren Beitrag genauer erläutern werde), wären die Chancen viel besser. Noch besser wäre es, wenn die Ekliptik exakt mit der Milchstrassenebene zusammenfallen würde (derzeit beträgt die Neigung der Ekliptik gegenüber der Milchstrassenebene rund 60 Grad): in diesem Fall könnte praktisch jede Zivilisation in der Galaxis den Transit der Erde vor der Sonne beobachten!

Doch so wie die Dinge heute liegen, ist die Erde in Sachen Entdeckbarkeit durch Transits isoliert vom Rest der Galaxis. Liegt darin die Antwort für den bisherigen Misserfolg von SETI? Vielleicht sind wir einfach etwas zu spät bzw zu früh dran: vor rund 56 Millionen Jahren, also ein Viertel der Bahn der Sonne um den Kern der Galaxis zurück, kreuzte sich die Ekliptik mit der Milchstrassenebene im Bereich des Korotationskreises (unter der Annahme, dass sich die Neigung und Richtung des Ekliptik in der Zwischenzeit nicht geändert hat) – die Erde war damals so “sichtbar” wie sie es nur werden kann.

Oder geht die Argumentation womöglich sogar anders herum? Ist die Isolation vielleicht ein auszeichnendes Merkmal einer sich heute noch entwickelnden Zivilisation? Konnten wir Menschen, mit anderen Worten, uns nur deshalb entwickeln, weil unsere Erde in ihrer Unentdeckbarkeit und Isolation lange genug von ausserirdischen Kolonisationsversuchen verschont blieb?

Möglicherweise sind diese Zusammenhänge einfach zufällig, und die Menschheit wurde noch nicht kontaktiert, weil es schlicht und einfach zu wenig Zivilisationen gibt im All. Zudem sind bereits Teleskope geplant, mit denen sich erdähnliche Planeten naher Sterne unabhängig von einem Transit nachweisen und untersuchen lassen – doch bis dahin wird es noch eine Weile dauern.

3 Kommentare

• By Daniel, 17. März 2009 @ 00:20

  Die Kepler Mission dauert 3.5 bis max. 6 Jahre. Die geplante Suchtiefe beträgt 300 bis 1000 Lichtjahre. Das Flächenverhältnis Erde zu Sonne beträgt gerade mal 1:10,000. Hier entsteht ein grosser Spielraum für Spekulationen. Für den Nachweis eines Planten mit Erdgrösse, werden mehrere Sichtungen der Transits benötigt. Die Annahmen gehen von ca. 50 Treffern für erdähnlichen Planeten, innert 4 Jahren, aus. Die Möglichkeit eines Nullergebnisses selbst, wäre auch von grosser Bedeutung. Ein Nullergebnis würde die grosse Seltenheit von erdähnlichen Planeten in der Galaxie belegen. Gefundene erdähnliche Planten sind mögliche Ziele für die geplante Space Interferometry Mission SIM PlanetQuest. Die kostenoptimierte und mit 600 Mio. Dollar veranschlagte Kepler Mission wird in jedem Fall ein Erfolg.
• By Rarehero, 21. März 2009 @ 23:53

  Meine erste Frage wäre, ob nicht auch Teleskope denkbar sind, die eine viel größere Auflösung besäßen als Kepler und nicht auf die Transitmethode angewiesen wären, etwa einen Planeten wie die Erde direkt sehen können. Ein solches Teleskop müsste ja nicht im Rahmen unserer Möglichkeiten (auch in der näheren Zukunft) liegen. Wenn man sich realistisch vorstellen kann, dass eine fremde Zivilisation vielleicht 100 oder 200 Jahre weiter ist als wir und ein solches Teleskop haben könnte, dann wären die Gedanken zur Neigung der Erdachse zwar nicht hinfällig aber doch deutlich weniger bedeutsam.
• By Bynaus, 22. März 2009 @ 08:10

  @Daniel: Vielen Dank für die Ergänzungen.
  @Rarehero: Sicher, und darauf wollte ich im letzten Absatz ja auch anspielen. Bloss, es ist sehr viel einfacher, die gleiche Menge Information aus einem Planeten herauszukitzeln, wenn man die Transitmethode verwendet, als wenn man den Planeten direkt beobachten muss. Eine Zivilisation, die in der Lage ist, Transits von anderen bewohnbaren Welten zu analyzieren, dürfte unserer bezüglich Entwicklungsstand (und vielleicht auch Kommunikationsfreudigkeit?) nicht unähnlich sein.

Other Links to this Post

RSS Feed für Kommentare zu diesem Artikel. TrackBack URI

Hinterlasse einen Kommentar

*Name

*Email (not published)

Website